基改性SiO2气凝作为混合热绝缘系统的混合热绝缘系统
Qingmin Xu1, Shouzhen Gao2, Zixuan Diao1
1State Key Laboratory of Biobased Fiber Manufacturing Technology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, PR China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|March 10, 2025
概括
这项研究通过结合烯酸树脂来增强脆性氧气凝 (SiO 2),显著提高机械强度和弹性,同时保持广泛应用的优良隔热性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 气凝 (SiO 2 ) 提供了优良的隔热,但由于其脆弱的纳米结构,其机械性能不佳.
- 之前试图使用复合有机西兰前体,如甲基trimethoxysilane (MTMS) 和六甲基trimethoxysilane来提高弹性,在提高机械强度方面取得了有限的成功.
研究的目的:
- 提高SiO 2气凝的机械性能,特别是压力强度和弹性应变耐受性.
- 调查树脂修饰对SiO2气凝纳米结构和机械稳定性的影响.
- 为了评估修改后的气凝的绝热性能.
主要方法:
- 使用MTMS和六甲三甲西兰制备SiO 2气凝.
- 通过sol-gel工艺对SiO 2气凝与热固化树脂进行修改.
- 修改后的气凝在大气中干燥.
- 机械性能 (压力强度,应变耐受性) 和导热性的表征.
主要成果:
- 树脂修饰显著改善了机械性能,其最大压力强度为0.048 MPa (60%的增加) 和允许的应变范围为14.7-17.5%.
- 修改后的气凝具有良好的稳定性,在20个应力-应变周期后,压力强度仅下降了4%.
- 该材料在28°C时保持低密度 (0.176g/cm3) 和低热导率 (0.057W/m·K).
结论:
- SiO 2 /基改性气凝显示出大大提高了机械强度和弹性.
- 修改后的气凝保留了可取的特性,如低密度和优异的绝热.
- 这些发现表明,开发的SiO2/气凝在要求绝缘和机械完整性的苛刻环境中具有广泛的应用前景.
