常压干燥制备有机复合韧性硅气凝胶
2021-03-01刘素花刘敬肖刘东洋田效梅
大连工业大学学报 2021年1期
刘 佳,刘素花,史 非,刘敬肖,刘东洋,田效梅
(大连工业大学 纺织与材料工程学院,辽宁 大连 116034)
0 引 言
SiO2气凝胶具有高孔隙率(80%~99.8%)、高表面积和低密度等特点[1-2],在有机污染物吸附和隔热领域受到广泛关注。然而,纯SiO2气凝胶脆性大、强度低,极大地限制了硅气凝胶的实际应用,因而研究制备具有一定韧性的SiO2气凝胶非常必要。目前,通过纤维复合和有机物改性是制备韧性硅气凝胶的两种主要方法[3-4]。研究表明,将以TEOS为硅源制备的SiO2溶胶浸渍到纤维毡中,通过超临界干燥可以获得均匀的柔性较好的纤维复合气凝胶[5]。此外,采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)作为硅源是制备韧性气凝胶的另一种有效方法[6-7]。以甲基三甲氧基硅烷为前驱体,当EtOH与MTMS摩尔比为19.5时,能够获得韧性最大的SiO2气凝胶[8]。以MTMS为硅源,利用酸、碱催化两步合成法也可以制备韧性较好的SiO2气凝胶[9]。
为获得具有一定韧性的气凝胶,本研究以间苯二酚和甲醛为有机增强体,以MTMS和N-氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷为硅源,通过溶胶-凝胶技术制备了有机复合硅气凝胶,研究了不同工艺参数对有机复合气凝胶结构和性能的影响。
1 实 验
1.1 试 剂
间苯二酚、甲醛,分析纯,天津科密欧化学试剂有限公司;甲基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷,分析纯,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;无水乙醇,分析纯,天津光复科技发展有限公司。
1.2 有机复合气凝胶的制备
将间苯二酚(R)、甲醛(F)、N-氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷(ATAPTES,简称A)和甲基……
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