基于正硅酸乙酯/硅溶胶的SiO2气凝胶块体的制备与性能

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dengxiaofei317
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二氧化硅(SiO2)气凝胶凭借其独特的三维网络结构、高孔隙率、高比表面积及超低的导热系数,可作为保温隔热材料在建筑节能领域有广阔的应用前景。目前制备SiO2气凝胶常用的前驱体有正硅酸乙酯(TEOS)、水玻璃(Na2O·n SiO2)、硅溶胶(n SiO2·H2O)等。以单一的TEOS作为前驱体所花成本相对较高;以单一的水玻璃作为前驱体,能效及生产效率低;以单一的硅溶胶作为前驱体制得的气凝胶密度较大、导热系数较高。为此,本论文以TEOS和硅溶胶作为前驱体,开展SiO2气凝胶块体的制备及性能研究。以TEOS和硅溶胶为混合硅源,水和乙醇为溶剂,氢氟酸和乙二胺为酸、碱催化剂,陶瓷纤维棉为增强体,经溶胶-凝胶、陈化、老化、溶剂置换、三甲基氯硅烷(TMCS)改性及常压干燥,制得SiO2气凝胶块体。在纤维含量不变的情况下,探讨溶胶中TEOS与硅溶胶的摩尔比、水与乙醇的摩尔比、硅源总量、溶胶p H值以及TMCS与硅源总量的摩尔比对SiO2气凝胶块体的密度、导热系数和孔结构参数的影响;采用XRD、FT-IR、SEM及TG等方法对SiO2气凝胶块体的组成、微观结构、形貌、热稳定性进行表征。此外,分别将玻璃纤维毡、陶瓷纤维毯、玻璃纤维纸浸渍于制备气凝胶的优化配比溶胶中,获得三种无机纤维复合SiO2气凝胶块体,初步分析它们的隔热性能和力学性能。结果表明:当溶胶中TEOS:SiO2:H2O:Et OH(mol)=1.25:0.75:30:10,溶胶p H=5,TMCS与总硅源的摩尔比为1.375,所得SiO2气凝胶块体的性能最优。此时,溶胶的凝胶时间适宜(18 min);制备的SiO2气凝胶块体疏水性强(对水接触角为139.7°),呈非晶态结构;外形完整、无裂纹;块体具有高的比表面积(574.7 m2/g)、低的密度(0.1423 g/cm3)和导热系数(0.0273 W/(m·K))以及良好的热稳定性。获得的三种无机纤维基材复合SiO2气凝胶块体均具有良好的完整性、优异的隔热性能和力学性能。SiO2气凝胶较好地分散在陶瓷纤维毯、玻璃纤维毡、玻璃纤维纸中,制得的复合块体在常温下的导热系数分别为0.0346 W/(m·K),0.0337 W/(m·K)和0.0359 W/(m·K),抗压强度(50%应变)分别为4.38 MPa,1.63 MPa和1.45 MPa。本论文为低成本、高性能SiO2气凝胶块体隔热材料的制备提供指导。
其他文献
本文对中国官办非营利组织的典型代表——中国青少年发展基金会的内卷化现象进行了探索性研究,并深入探讨了其内卷化的表现形态和形成机理。通过实证分析,研究表明,随着政府
在口腔、肠道、皮肤等人体的各个部位,共同生活着种类繁多、数量巨大的微生物群,这些微生物及其携带的遗传信息被认为是人体的第二基因组。作为微生物定殖的重要生态位点之一
文化生活的存在方式建构人的社会属性与精神。高校以学习场域机理的全方位展现人类文化生活的典范。高校以知识的获得和文化创新为前提,以主体的文化权力关系建构和运行形成学
肾癌,即肾细胞癌(renal cell carcinoma,RCC)。在泌尿系统中,肾癌是发生率最高的肿瘤之一,其恶性度较高,具有很强的致死性。然而,由于肾癌发病隐匿,无明显、典型的特异性症状
乡村教师是地方基层教育文化的传播者和组织者,在推进新农村建设中,他们承担着本地区教育文化的指导、传播、组织及服务的职能,是深化农村教育改革的核心。研究表明,乡村教师
社区矫正工作在我国起步较晚,各地矫正开展工作不平衡,2011年2月25日《刑法修正案(八)》的出台使得社区矫正的实践正式获得了法律依据,将引起我国刑罚执行制度的彻底变革,为
为了更好地适应社会主义市场经济新邢势,加快北京城建档案馆的改革步伐,我馆在九四年实行了以全面承包为基础的馆内工作责任制的基础上,又制订了九五年度承包管理办法,并提
期刊
目的探讨翻身卡在护理工作中的应用体会。方法对200例长期卧床的患者评估后应用翻身卡的情况进行回顾性分析。结果应用翻身卡的200例患者均未发生压疮,提高了患者治疗的依从性
高桩+低宽承台结构为非常规码头结构,兼有板桩的挡土护岸和高桩的桩基特性,对此,现有规范未给出成熟、系统的计算标准,较难实现结构设计。基于实际工程,探讨计算泥面线等设计
作为信号处理的一个重要分支,阵列参数估计在现代通信和军事雷达领域都发挥着重要的作用。尤其在近年来,随着无线通信技术的迅猛发展,信源定位的重要作用愈发凸显。到达方向