二氧化硅氣凝膠的疏水改性及常壓干燥.pdf

1、二氧化硅氣凝膠是從溶膠-凝膠工藝衍生出來(lái)的非晶固態(tài)材料，其多孔率可達(dá)80-99．8%，其孔洞尺寸和膠體顆粒尺寸分別在1-100nm和2-60nm范圍內(nèi)，是典型的納米材料。一般方法得到的二氧化硅氣凝膠表面通常含有大量羥基，這使得其在空氣中容易吸潮，遇水容易破碎，不利于其性能發(fā)揮，此外超臨界干燥工藝具有高能耗、高危險(xiǎn)、不可連續(xù)生產(chǎn)等特點(diǎn)影響了SiO2氣凝膠的廣泛使用。因此避免在超臨界條件下對(duì)凝膠進(jìn)行干燥和改善氣凝膠的疏水性是推動(dòng)氣凝膠廣泛使

2、用的關(guān)鍵。 本論文主要研究?jī)?nèi)容包括：研究了疏水二氧化硅氣凝膠的常壓制備，考察了改性劑濃度對(duì)其結(jié)構(gòu)的影響；研究了莫來(lái)石纖維增強(qiáng)疏水二氧化硅的制備；并考察了熱處理溫度對(duì)氣凝膠孔徑結(jié)構(gòu)的影響。 本論文的主要結(jié)論如下： 以正硅酸乙酯（TEOS）為硅源，三甲基氯硅烷（TMCS）為改性劑，經(jīng)老化、表面疏水改性，常壓干燥制備了高比表面積疏水SiO2氣凝膠。疏水SiO2氣凝膠與水的接觸角達(dá)145°，在空氣中的熱穩(wěn)定性為269℃；

3、且比表面積達(dá)1035㎡/g，具有典型的氣凝膠結(jié)構(gòu)特征。 加入莫來(lái)石纖維增強(qiáng)的二氧化硅氣凝膠成塊性較好、無(wú)明顯裂紋并且具有一定機(jī)械強(qiáng)度，具有良好的疏水性能。 二氧化硅氣凝膠經(jīng)不同溫度熱處理后，其孔結(jié)構(gòu)特性明顯提高，平均孔徑增加52．6%，孔體積增加45．9%，密度降低32．2%，比表面積增加了10．6%，減小了常壓干燥對(duì)氣凝膠孔徑結(jié)構(gòu)的影響。 建立疏水二氧化硅氣凝膠改性效果的評(píng)測(cè)，通過(guò)推導(dǎo)計(jì)算出三甲基氯硅烷最大改性