冷冻干燥制备聚酰亚胺气凝胶微观形态的调控

将一定浓度的水溶性聚酰胺酸盐(PAAS)溶液先通过冷冻干燥制备PAAS气凝胶,再经热酰亚胺化得到聚丙烯酰胺(PI)气凝胶。通过调控PAAS溶液固含量、冻干溶剂组成及聚酰亚胺链结构,成功实现了对PI气凝胶微观形态的调控。研究发现,以纯水作为冻干溶剂,得到孔径为110μm左右的蜂窝状结构,随着固含量的增加,孔壁厚度增加。以叔丁醇替代部分水作为冻干剂,随着叔丁醇含量增加,孔洞尺寸先减小后增加,在水和叔丁醇共晶点(20%)附近孔洞尺寸最小。当叔丁醇质量分数为50%时,所得PI链结构刚性不同,其微观形态也不同。进一步研究链柔顺性和微观形态对气凝胶压缩性能的影响发现,气凝胶微观形态对其抗压能力起主要作用。