聚丙烯酸与纳米硅溶胶制备sio气凝胶的保温性能研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------聚丙烯酸与纳米硅溶胶制备SiO2气凝胶的保温性能研究韦平（亚士创能科技（上海）股份有限公司上海201707）摘要:SiO2气凝胶是一种具有三维空间微小网络结构，气孔率高，密度小的多孔轻质材料，具有良好的保温性能[1]，二水甲酸钠作为分子量调节剂，过硫酸钾作为引发剂，聚合出分子量适宜的聚丙烯酸（PAA）；以KH-560为偶联剂，将聚合好的PPA与纳米

2、硅溶胶进行杂化，经过陈化干燥得到杂化凝胶；经过煅烧除去水分和烧掉有机组分，从而制备了比重较小的SiO2气凝胶。关键词：聚丙烯酸；杂化溶胶；溶胶凝胶法；SiO2气凝胶；保温性能Abstract:SiO2aerogelisakindofmaterialswiththree-dimensionalmicro-networkstructure,highporosity,lowdensity,lightweightandgoodinsulationproperties.Sodiumdihydrateasmolecularweightregulat

3、or,potassiumpersulfateasinitiatingagent,preparetheappropriatemolecularweightpolyacrylicacid(PAA);KH-560asthecouplingagent,hybridPPAandnano-silicatodriedhybridgelthroughaging;finally,removewaterandburntheorganiccomponentsbycalciningtoobtaintheSiO2aerogelwithlowdensity.Key

4、words：acrklicacid；hybridsol；sol-gelmethod；SiO2aerogels；thermalinsulstionproperties——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------SiO2气凝胶是一种具有纳米结构的多孔轻质固体材料，拥有高通透性的圆筒形多分枝孔和纳米骨架组成的三维空间纳米网

5、络结构[2]。气凝胶孔洞率最高可达99%（密度最低可达0.003g/cm3，比表面积约1120cm2/g；体积密度仅为3.03cm3/g，孔径尺寸20nm左右[3]。其特殊的结构和性质，赋予其很低的折射率、导热系数和传播速度及对气体选择性透过等特性，尤其是低导热系数使其在保温材料上的应有很有优势[4]。以丙烯酸和纳米硅溶胶为原料，并加入KH-560作为偶联剂，采用溶胶-凝胶法制备比重较小的二氧化硅有机无机杂化材料。不同固含量丙烯酸聚合物与纳米硅溶胶按不同比例进行杂化，聚丙烯酸固含量为5%，8%，10%，12%，而有机与无机组分比例为3：

6、1，2：1，1：1，1：3，1：2。探索提高SiO2有机无机杂化材料的交联效果和保温性能的最优配方。1实验部分1.1药品名称本次实验所用到的化学药品如下表：表1药品名称表药品名称丙烯酸二水甲酸钠化学式C3H4O2CHNaO2.2H2O分子量(72.06)(104.04)生产厂家天津市光复精细化工研究所国药集团化学试剂有限公司过硫酸钾KH-560纳米硅溶胶K2S2O8C9H20O5Si固含量为30%——————————————————————————————————————---------------------------------

7、---------------------------------------------------------------(270.32)(236.00)上海优耐德引发剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司注：以上药品均为分析纯（A.R.）1.2高分子量聚丙烯酸的制备按下表比例将原料加入到三口叉瓶中（一口加料，一口通回流管，一口插入温度计），采用磁力加热搅拌器加热至50oC至80oC并搅拌两到三个小时，使丙烯酸完全聚合生成不同固含量的聚合物。表2制备聚丙烯酸所用到各原料的含量丙烯酸(g)581012蒸馏水(ml)

8、95929088二水甲酸钠(g)0.050.050.050.05过硫酸钾(g)0.050.050.050.05聚合物固含量5%8%10%12%注：其中二水甲酸钠作为分子量调节剂，过硫酸钾为引发剂。1.3聚丙