二氧化硅气凝胶及其复合材料的制备与性能研究材料科学与工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 北京化工大学硕士学位论文硅源一步法所制备气凝胶中，在pH为5，水玻璃与水体积比为l：4条件 北京化工大学硕士学位论文 硅源一步法所制备气凝胶中，在pH为5，水玻璃与水体积比为l：4条件 下，经一步溶剂置换与改性所制备的气凝胶性能最佳，密度为0．0699·cm-3， 孔隙率为96．9％，比表面积为524m2·一，平均孔径为1 7．62nm，总孔容为 3．21cm3·g-1。 以正硅酸乙酯为硅源所制各气凝胶中，当VfNH3·H20)／V(TEOS)为 O．25、V(H2C204)／V(TEOS)为1．5、V(CH3CH20H)／V(TEOS)为2、水解时间 为24h时，制备的气凝胶性能最佳，密度为0．0659·cm一，孔隙率为97．0％， 比表面积为835m2·91，平均孔径为10．23nm，总孔容为3．36cm3‘g-1。对比 分析了两种硅源所制备气凝胶的性能，在平衡成本与性能两个因素下，选 用廉价水玻璃为硅源经两步法制备Si02气凝胶，更能加快气凝胶的工业 化推广应用。 以硅酸铝纤维浆料为基体，通过在抄纸工艺中加入Si02气凝胶粉体 制备了高柔性、耐高温SiGh气凝胶纸。Si02气凝胶纸随着气凝胶添加量 的增加，导热系数逐渐降低，在气凝胶添加量为15％时，Si02气凝胶纸 导热系数为0．02W·m-I·K-l，温度升至1000。C总失重为12．5％。 以聚酰亚胺为基体，通过加入不同含量Si02气凝胶粉体制备了耐高 温复合薄膜。气凝胶添加量为15％的复合薄膜在失重率为5％时温度为 540C，与纯聚酰亚胺相比提高了137。C；在失重率为10％时温度为550。C， 与纯聚酰亚胺相比提高了70℃；在添加量为0％时热导率为 0．43W·m～1 K-1，添加量为25％时热导率为0．25W·in～1 K-I，热导率降低了 0．18W-1TI。1·K-1。所制备的两种复合材料在耐高温、隔热领域有较好的应用 II 万方数据 万方数据 摘要价值。 摘要 价值。 关键词：二氧化硅气凝胶，常压干燥，二氧化硅气凝胶纸，二氧化硅气凝 胶／聚酰亚胺复合薄膜 Ill 北京化工大学硕士学位论文 IV ABSTRACTPREPARATION ABSTRACT PREPARATION AND PRoPERTIES OF SILICA AEROGELS AND THEIR COMPoSITES ABSTRACT Silica aerogels are light-weight and porous nanostructured materials with unique framework and insulation properties，which are potential candidates for various applications such as lightweight thermal insulation，adsorption and catalyst．However the high production cost and poor mechanical properties limit the application of silica aerogels．To achieve larger scale commercial application of silica aerogels，low-cost simple preparation method and develop new products should be studied． In this paper,silica aerogels were made from water glass or tetraethoxysilane using one—step and two—step sol-gel process．The effects sol—gel process parameters and modification process parameters on the properties of resulting aerogels have been investigated．Using of low thermal conductivity and high temperature resistance of silica aerogels，silica aerogels papers and silica aerogels／polyimide composite films were developed．The influences of different amounts of silica aerogels on the structure