MTMS基疏水型硅氣凝膠的常壓制備及增強(qiáng)改性研究.pdf

1、硅氣凝膠具有超低密度、高孔隙率、高比表面積和低熱導(dǎo)率等特點(diǎn)，在高效隔熱材料、聲阻抗耦合材料、催化劑及催化劑載體、氣體過濾材料等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文選用帶有疏水性基團(tuán)甲基的甲基三甲氧基硅烷(MTMS)為前驅(qū)體，通過溶膠-凝膠法在常壓干燥下制備出完整無裂紋的疏水型硅氣凝膠，避免了一般方法中利用疏水試劑進(jìn)行后疏水處理及多次溶劑交換、洗滌過程，簡(jiǎn)化了制備工藝，縮短了制備流程。
　　采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)制備硅氣凝膠的原料配比

2、進(jìn)行了研究，并著重研究了溶膠-凝膠過程中主要因素如催化劑濃度、甲醇的用量、水的用量等對(duì)所得硅氣凝膠結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)MTMS:甲醇:水的物質(zhì)的量之比為1:35:8、氨水濃度為5.4mol/L時(shí)制備的硅氣凝膠性能較好，其密度為0.16 g/cm3，收縮率最小為29％。所得硅氣凝膠疏水效果良好，水滴在其表面可自由滾動(dòng)而不留痕跡，接觸角高達(dá)130°以上。其密度在0.16～0.33 g/cm3范圍，平均孔徑約為9.51nm，是典型的多

3、孔納米材料。
　　研究了聚醚型有機(jī)硅BD-3077作為表面改性劑、丙三醇作為干燥速度控制添加劑對(duì)硅氣凝膠凝膠密度、收縮率、化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明BD-3077可有效降低硅氣凝膠干燥過程中的收縮率。當(dāng)BD-3077加入量在5%時(shí)所得硅氣凝膠的收縮率為22%。甘油作為干燥速度控制劑可有效地防止干燥過程中硅氣凝膠開裂，甘油的用量為0.05%時(shí)所得硅氣凝膠完整無裂紋，且收縮率最小。
　　采用硅烷偶聯(lián)劑 KH55

4、0、異氰酸酯二聚體及單組份聚氨酯對(duì)硅氣凝膠的增強(qiáng)改性進(jìn)行了初步研究。使用KH550時(shí)增強(qiáng)效果一般，產(chǎn)物脆性沒有很大改善；使用異氰酸酯二聚體和單組份聚氨酯增強(qiáng)改性的樣品強(qiáng)度較好，韌性有所增加，但缺點(diǎn)是密度較大，失去了硅氣凝膠密度小、耐高溫的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)表明 KH550的用量為2%、異氰酸酯二聚體的用量為2%時(shí)，較易得到裂紋較小或完整的硅氣凝膠，單組份聚氨酯添加后硅氣凝膠的強(qiáng)度有所提高，但密度和收縮率較大，分別在0.62 g/cm3～0.95