SiO2气凝胶的制备及性能表征
2016-02-14刘朝辉丁逸栋杨宏波
刘朝辉,丁逸栋*,王 飞,杨宏波
(1. 中国人民解放军后勤工程学院 化学与材料工程系,重庆 401311; 2. 中国人民解放军94786部队,江西 樟树 331200)
SiO2气凝胶的制备及性能表征
刘朝辉1,丁逸栋1*,王 飞2,杨宏波1
(1. 中国人民解放军后勤工程学院 化学与材料工程系,重庆 401311; 2. 中国人民解放军94786部队,江西 樟树 331200)
以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步法来制备 SiO2气凝胶,从溶胶-凝胶反应原理出发,分别研究用水量、乙醇用量以及反应温度对凝胶时间的影响,从而确定溶胶-凝胶反应的基础配比。在此基础上,研究干燥化学控制剂用量对凝胶时间和开裂程度的影响,并采用多种材料分析手段对SiO2气凝胶进行测试分析。结果表明,制备得到SiO2气凝胶具有三维纳米多孔结构且无裂纹,比表面积576.64 m2/g,接触角145°。
SiO2气凝胶;溶胶-凝胶;制备;性能
SiO2气凝胶作为一种新型轻质、隔热、耐火、抗老化而且环保的纳米材料,受到越来越多的研究与应用。由于SiO2气凝胶极低的导热系数,开发性能优异的SiO2气凝胶隔热材料的趋势愈发明显,与传统的保温隔热材料相比,有着隔热性好、耐候性好以及防火阻燃等优势[1,2]。目前,SiO2气凝胶及其复合材料在航空航天、军事、医学等领域应用较多,但由于制备过程复杂、成本较高,使得其在民用领域受到极大地限制[3]。
SiO2气凝胶的制备工艺过程经过几十年的研究发展,已经逐步形成以溶胶-凝胶反应为基础,集老化、改性及干燥等方法于一体的一整套制备工艺流程和方法[4,5]。在SiO2气凝胶制备过程中,硅源、溶剂、催化剂、用水量、老化以及干燥等因素都会对SiO2气凝胶的性能产生重大影响[6,7]。……
