柔性SiO2气凝胶的制备.pdf

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1、柔性SiO2气凝胶的制备吴文军熊刚王钦陈晓红胡子君(1航天材料及512艺研究所，先进功能复合材料技术重点实验室，北京100076)(2北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，北京100029)文摘以甲基三乙氧基硅烷为前驱体，通过溶胶一凝胶法和超临界干燥制备块状柔性SiO2气凝胶。研究了前驱体浓度对材料化学组成、微观结构及柔韧性、热稳定性的影响。结果表明，甲基的存在降低了分子网络的交联密度，赋予了材料柔韧性。随着前驱体浓度降低，微观结构中颗粒堆积紧密程度下降，材料的柔韧性增强；同时分子中硅羟基增多，热稳定性提高。关键词柔性气凝胶，化学组成，微观结构，热稳定性PreparationofFlex

2、ibleSiO2AerogelWuWenjunXiongGangWangQinChenXiaohongHuZijun(1ScienceaI1dTechn。1。gy。nAdvancedFuncti。na1Compositestab。rat。ry，AerospaceResearchInstituteofMaterials＆ProcessingTechnology，Beijing100076)(2StateKeyLaboratoryofChemicalResourceEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029)Abs

3、tractTheflexibleaerogelmonolithswerepreparedbythehydrolysisandcondensationofmethyhriethoxysi-lane(MTES)，followedbysupercriticaldrying．Theinfluenceofconcentrationofprecursoronthechemicalcomposi_tion，microstructure，flexibilityandthermalstabilityofaerogelwereinvestigated．Itisshownthatthedegreeofcrossli

4、nkingofaerogelmolecule，whichwaspreparedbytheprecursorofMTESandshowedexcellentflexibilitywasde‘clinedbecauseoftheexistenceofmethylgroups．Withthereductionofconcentrationofprecursor，thedegreeofcom。pactnessofaerogelparticlesdeclined，whichisresponsiblefortheenhancementintheflexibilityoftheaerogels，thenum

5、berofSi-OHincreasedandthethermalstabilityofaerogelexhibitedthesametendency．KeywordsFlexibleaerogel，Chemicalconstitution，Microstructure，Thermalstability0引言构不发生变化]。柔性气凝胶为解决气凝胶韧性差SiO：气凝胶是一种轻质、多孔、非晶态的固体材和容易破碎的缺点提供了可能。此外，柔性材料没有料，颗粒尺寸介于1～100nm，是典型的纳米材料，其热匹配问题，可减少制造和安装方面的复杂性，并具孔隙率可达80％～99．8％，密度最低可达1kg／m，有质

6、量轻、耐热震性好等优点。目前，柔性SiO气凝比表面积可以达到1×10m／g以上J。气凝胶具胶的制备方法主要有两种：一种是以RSiX，(R代表有纳米级颗粒和孔洞尺寸，因此具有优异的隔热性烷基、乙烯基、芳基等；x代表烷氧基、卤素等)的有机能，在隔热材料领域具有广阔的应用前景。但是，气硅烷作为前驱体，经溶胶一凝胶和超临界流体干燥，凝胶也存在着强度低、韧性差、容易破碎等缺点，极大得到柔韧性的SiO气凝胶_5；另一种是先制备得到的限制了其实际应用。湿凝胶，再向凝胶体系中加入聚合物交联剂，交联剂柔性SiO：气凝胶具有优良的柔韧性，它是在传可以与湿凝胶表面的基团发生化学反应，得到新的网统制备方法的基础上改进

7、原料和制备工艺而发展起络状的凝胶，再经过超临界干燥工艺制得大块状的气来的。受外力作用时，柔性气凝胶样品会发生形变，凝胶。当外力撤除时，样品又能回复到原来的形状，微观结本文采用甲基三乙氧基硅烷作为前驱体，制备块收稿日期：2013—05—30作者简介：吴文军，1981年出生，硕士，工程师，主要从事高效隔热复合材料方面的研究。E-mail：evanwu@163．tom宇航材料工艺http：／／www．y