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气凝胶纳米孔隔热材料的表面改性及其表征

2020-04-24 15:12:04      点击:113
SiO2气凝胶是一一种低密度、由胶质生成的固态物",当胶质中的液态物被气体所取代时就成为具有极低密度并有多种显著特性的固体一气凝胶。优异的隔热性是气凝胶最重要的特性。SiO2 气凝胶固体骨架和孔隙皆为纳米结构,是具有立体三维网络结构的介孔材料21。该结构可以有效削减气态传导、固态传导和热辐射传导3条传热途径,使其具备特殊的隔热性能'”。同时由于材料内的气孔均为纳米级气孔以及材料本身具有极低的体积密度,材料内部含有极多的反射界面和散射微粒,使SiO2气凝胶材料不论是在高温和常温下均具有低于静止空气的导热系数,在航空航天、军事和许多民用领域都具有非常广阔的应用前景(。但是,未经过表面修饰的SiO2气凝胶,其表面连有亲水基团-OH,易于吸附水分,导致气凝胶的孔结构塌陷,从而大大限制了它的应用领域。疏水型气凝胶的制备主要是通过硅烷化反应来实现,即有机硅烷水解产生稳定的Sir-R 基团,SirR 基团代替Si-OH基团中的H,在SiO2气凝胶表面形成稳定的疏水基团I'.1
)。羟基的偶极距高于烷基(-R)或烷氧基(-OR),因此还会导致硅烷化反应后SiO2气凝胶的介电常数变小”。
本实验分别应用三甲基氯硅烷/环己烷(TMCS/C6 H2)和二甲基二氯硅烷/环己烷(DMCS/Co H2)2种疏水改性体系对以正硅酸乙酯(TEOS)为原料制备的醇凝胶进行疏水改性,尝试对表面衍生改性反应进行深入剖析。对2种疏水改性体系工艺条件下获得的疏水型SiO2气凝胶化学结构和微观结构进行了比较。

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