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SiO2气凝胶疏水性能增强改性技术探索
目录
一、文档综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2国内外研究现状概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.4技术路线与方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1.5创新点与预期成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
二、SiO?气凝胶疏水性能基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.1SiO?气凝胶的结构特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.2疏水性能的定义与评价标准．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.3表面能理论及其对疏水性的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.4现有疏水改性机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2.5疏水性能的关键影响因素．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
三、疏水改性材料与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.1改性剂的选择与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
3.1.1含硅烷类偶联剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3.1.2含氟类化合物．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3.1.3脂肪酸及其衍生物．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
3.2表面改性工艺设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
3.2.1溶胶凝胶法协同改性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
3.2.2后处理浸渍法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
3.2.3化学气相沉积法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
3.3改性工艺参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
四、改性性能表征与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
4.1疏水性能测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
4.2微观结构与成分分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
4.2.1扫描电子显微镜形貌观察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
4.2.2傅里叶变换红外光谱官能团分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
4.2.3X射线光电子能谱表面元素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
4.3物理化学性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
4.3.1比表面积与孔径分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
4.3.2密度与孔隙率测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
4.3.3力学强度评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
五、改性工艺优化与效果评价．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
5.1单因素实验设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72
5.1.1改性剂种类对疏水性的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
5.1.2工艺参数对疏水性的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
5.2响应面法优化改性工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
5.2.1实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
5.2.2模型
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