玻璃纤维增强SiO2复合气凝胶制备方法.doc

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1、纤维增强二氧化硅气凝胶的制备主要采用溶胶-凝胶酸碱两步法制备具体实验步骤：1.将TEOS、水、无水乙醇按摩尔比1：4：10混合(先加正硅酸乙酯，无水乙醇，最后加水)，加热到五十度，加入0.2mol/L的盐酸溶液（按TEOS:HCl摩尔比1：7.5×10-4）搅拌20分钟。若不加热，常温下搅拌12h即可。2.将玻璃纤维掺杂剪短，将纤维按一定体积分数加入到溶胶中，超声10min。3.往上述溶液中加入浓氨水乙醇溶液（按TEOS:NH4OH摩尔比1：0.0375）搅拌均匀，吸入注射器中（圆柱形），或是倒到玻璃板上（片状），

2、直到凝胶发生。4.在50℃下在无水乙醇溶液中老化24小时。5.在改性剂中放置一段时间，进行表面疏水改性（48h）改性剂组分：摩尔比：TMCS:H2O:IPA=0.4:1:0.4，体积比：TMCS：n-hexane=1:106.用正己烷替换溶液三次，12小时/次。7.在干燥箱中干燥，50℃下。仪器：磁力搅拌器（加热装置）、鼓风干燥箱、注射器、烧杯、药品：正硅酸乙酯（TEOS)、无水乙醇、盐酸、氨水、纯净水、三甲基氯硅烷（TMCS)、正己烷（n-hexane)、异丙醇（IPA).纤维体积分数φ=Vfiber/Vtota

3、l=mfiber/Pf·VtotalMfiber---纤维质量；Pf----纤维密度；Vfiber----纤维体积；Vtotal---气凝胶复合材料的体积纤维增强复合气凝胶的合成有两种：（1）凝胶整体成型：将二氧化硅溶胶与增强体（纤维）混合，形成凝胶混合体，然后将混合体老化、干燥得到复合气凝胶。（2）颗粒混合成型：预先制备好的二氧化硅气凝胶颗粒和粉末，与增强剂（纤维）、粘结剂混合，通过模压成型制备。方法2缺点：二氧化硅气凝胶颗粒是通过模压成型结合在一起，材料中存在较多的微孔或大孔，这使得导热系数增加，不能最大发挥气

4、凝胶低导热率优势，而且加入的胶黏剂也会增加材料的热传导，导致导热率增加，此外样品中的微孔或大孔的存在降低了材料的力学性能。工艺流程图（类似，自己添加纤维步骤）TEOS+水+无水乙醇滴加稀HCl磁力搅拌10min搅拌均匀，模具中凝胶滴加浓氨水老化24h表面疏水处理，50℃恒温震荡48h正己烷替换溶液12h，3次50℃下干燥