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改性SiO2气凝胶隔热材料的制备及其性能.pdf

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资源描述

1、第3 6卷第3期纺织高校基础科学学报V o l.3 6,N o.3 2 0 2 3年6月B A S I C S C I E N C E S J O U R N A L O F T E X T I L E U N I V E R S I T I E SJ u n.,2 0 2 3 引文格式:赵雷,王亮,董江涛,等.改性S i O2气凝胶隔热材料的制备及其性能J.纺织高校基础科学学报,2 0 2 3,3 6(3):7-1 3.Z HAO L e i,WAN G L i a n g,D ONG J i a n g t a o,e t a l.P r e p a r a t i o n a n d p

2、 r o p e r t i e s o f m o d i f i e d S i O2 a e r o g e l t h e r m a l i n-s u l a t i o n m a t e r i a l sJ.B a s i c S c i e n c e s J o u r n a l o f T e x t i l e U n i v e r s i t i e s,2 0 2 3,3 6(3):7-1 3.收稿日期:2 0 2 3-0 2-2 1 修回日期:2 0 2 3-0 4-0 4基金项目:陕 西 省 重 点 研 发 计 划 项 目(2 0 2 3-Y B NY-2

3、 4 5,2 0 2 2 NY-0 5 7);中 国 纺 织 工 业 联 合 会 科 技 指 导 性 计 划 项 目(2 0 2 2 0 4 2);西安市纺织复合材料重点实验室科技指导性项目(x a f z f c-z d 0 9);陕西“四主体一联合”安全防护用纺织品工程技术研究中心科研项目(2 0 2 1 C X YH Z-0 0 9)第一作者:赵雷(1 9 8 2-),男,工程师。通信作者:王亮(1 9 8 5-),男,副教授,博士,研究方向为功能高分子材料。E-m a i l:w a n g l c o d y 1 6 3.c o m改性S i O2气凝胶隔热材料的制备及其性能赵 雷1

4、,王 亮2,3,董江涛2,3,樊争科1,蔡普宁1,侯 琳1(1.陕西元丰纺织技术研究有限公司,陕西 西安 7 1 0 0 0 0;2.西安工程大学 材料工程学院,陕西 西安 7 1 0 0 4 8;3.西安工程大学 西安市纺织复合材料重点实验室,陕西 西安 7 1 0 0 4 8)摘 要 为提高二氧化硅气凝胶材料的综合性能,采用酸-碱两步法成功制备改性二氧化硅气凝胶,并以芳纶纤维毡为骨架支撑体与二氧化硅气凝胶进行复合。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜及能谱等对其进行表征,测试并分析其疏水性能、整体热防护性能及阻燃性。结果表明,改性二氧化硅气凝胶属于疏水型材料(接触角为1 3 3.8 9),其

5、热防护值(T P P)、辐射热传导指数(RHT I 2 4)和对流热传导指数(CHT I 2 4)依次为6 4 5.4 65 4.3 8 kWsm-2、1 2.5 s、9.1 s。阻燃性能测试结果显示试样的损毁长度为4 0 mm,未出现阴燃、续燃、熔融、滴落等现象。参照行业标准,改性二氧化硅气凝胶材料的关键指标达到隔热材料的要求,其在航空航天、化工、建筑、消防等领域具有潜在的应用前景。关键词 改性S i O2气凝胶;热防护性能;阻燃性;疏水性开放科学(资源服务)标识码(O S I D)中图分类号:T B 3 2 4 文献标志码:AD O I:1 0.1 3 3 3 8/j.i s s n.1

6、0 0 6-8 3 4 1.2 0 2 3.0 3.0 0 2P r e p a r a t i o n a n d p r o p e r t i e s o f m o d i f i e d S i O2a e r o g e l t h e r m a l i n s u l a t i o n m a t e r i a l sZHA O L e i1,WANG L i a n g2,3,D ONG J i a n g t a o2,3,F AN Z h e n g k e1,C A I P u n i n g1,HO U L i n1(1.S h a a n x i Y u a n

7、 f e n g T e x t i l e T e c h n o l o g y R e s e a r c h C o.,L t d,X ia n 7 1 0 0 0 0,C h i n a;2.S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,X ia n P o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y,X ia n 7 1 0 0 4 8,C h i n a;3.X ia n K e y L a b o r a t o r y o f T e x t

8、 i l e C o m p o s i t e s X ia nP o l y t e c h n i c U n i v e r s i t y,X ia n 7 1 0 0 4 8,C h i n a)A b s t r a c t I n o r d e r t o i m p r o v e t h e c o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e o f s i l i c a a e r o g e l m a t e r i a l,m o d i f i e d s i l i c a a e r o g e l w a s

9、s u c c e s s f u l l y p r e p a r e d v i a a c i d-b a s e t w o-s t e p m e t h o d.T h e a r a m i d f i b e r f e l t w a s u s e d a s t h e s k e l e t o n s u p p o r t b o d y w h i c h c o m p o u n d e d w i t h s i l i c a a e r o g e l.T h e c o m p o s i t e w a s c h a r a c t e r i

10、z e d b y i n f r a r e d s p e c t r u m,X-r a y d i f f r a c t i o n,s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p e a n d e n e r g y s p e c t r u m.T h e h y d r o p h o b i c i t y,o v e r a l l t h e r m a l p r o t e c t i o n,a n d f l a m e r e t a r d a n c y o f t h e c o m p o s i

11、t e w e r e t e s t e d.T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e m o d i f i e d s i l i c a a e r o g e l b e l o n g s t o h y d r o p h o b i c m a t e r i a l.T h e c o n t a c t a n g l e i s 1 3 3.8 9 .T h e t h e r m a l p r o t e c t i o n v a l u e(T P P),r a d i a t i v e h e a t t r a n

12、s f e r i n d e x(RHT I 2 4)a n d c o n v e c t i v e h e a t t r a n s f e r i n d e x(CHT I 2 4)a r e 6 4 5.4 65 4.3 8 kWsm-2,1 2.5 s a n d 9.1 s,r e s p e c t i v e l y.F l a m e r e t a r d a n t t e s t s h o w s t h a t t h e d a m a g e d l e n g t h o f t h e s a m p l e i s 4 0 mm,a n d t h

13、 e r e i s n o s m o u l d e r i n g,s e c o n d a r y c o m b u s t i o n,m e l t i n g,d r i p p i n g a n d o t h e r p h e n o m e n a.A c c o r d i n g t o i n d u s t r y s t a n d a r d,t h e k e y i n d i c a t o r s o f m o d i f i e d s i l i c a a e r o g e l m a t e r i a l m e e t t h e

14、 r e-q u i r e m e n t s o f h e a t i n s u l a t i o n m a t e r i a l.I t h a s p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s i n t h e f i e l d o f a e r o-s p a c e,c h e m i c a l i n d u s t r y,c o n s t r u c t i o n,a n d f i r e p r o t e c t i o n.K e y w o r d s m o d i f i

15、 e d S i O2 a e r o g e l;t h e r m a l p r o t e c t i o n p e r f o r m a n c e;f l a m e r e t a r d a n t;h y d r o p h o-b i c i t y0 引 言 新型无机纳米材料二氧化硅气凝胶,又称“蓝烟”,是世界上最轻的固体材料之一,被称为改变世界的神奇材料,与石墨烯、碳纳米管等并称为本世纪最有潜力十大新材料的前三甲1-2。气凝胶是近年发展起来的新型超级隔热材料,它具有质轻、阻燃、绝热、环保等特点,将硅系气凝胶通过后整理或其他复合技术运用到隔热防护面料的开发中,可应用在

16、消防服和防护服等纺织品上3-6。消防服是消防人员在面对火焰和热辐射等危害的个体防护装备,其防护性能的优劣直接关系着消防人员生命安全和执行救火任务的工作效率。而传统消防服仅通过增加隔热层重量及厚度来达到隔热标准要求,严重制约了消防员的操作灵活性进而影响工作效率7-8。在拥有防水、隔热、阻燃、透气等传统优良性能的基础上,一方面为了降低隔热层厚度及重量,另一方面还需要提高隔热材料的综合性能,使其满足消防员工效需求的同时使用更加方便高效。气凝胶虽然具有很多优异性能,但其高孔隙率和多孔网络结构决定了其强度较其他材料低、韧性差,难以作为单独材料应用于相应领域9-1 0。因此,很多学者针对气凝胶的性能缺陷进

17、行了诸多改性研究1 1-1 5。但现阶段气凝胶普遍存在机械强度低、韧性差、骨架脆弱等缺点,同时制备工艺苛刻、效率低、成本高也限制了工业生产和大规模使用。目前气凝胶制备技术存在很多不足,如超临界干燥法制备工艺繁琐,具有一定的危险性,反应设备成本较高、时间较长、耗能较大、大规模的生产困难等;采用常温常压干燥法制备的气凝胶力学性能较低,亲水性、体系收缩率髙。基于此,学者们提出了一系列增强S i O2气凝胶性能的方法,并制备了多种多样的S i O2气凝胶隔热材料1 6-1 8。结合我国新材料产业和气凝胶产业发展前景,本文采用烷基基团对二氧化硅进行表面改性,提供缺少S iO H基团的表面,来改变凝胶网络

18、所受的毛细管力1 9,通过表面羟基与疏水性试剂反应生成更疏水的表面。以芳纶纤维毡为骨架支撑体,与改性二氧化硅气凝胶进行复合,提高气凝胶的关键性能参数,旨在制备出综合性能较好的气凝胶纤维毡。1 实 验1.1 原料正硅酸乙酯(分析纯,阿拉丁试剂上海有限公司);无水乙醇(分析纯,天津市富宇精细化工有限公司);盐酸(质量分数3 6%3 8%,分析纯,开封市东大化工有限公司);氨水(质量分数3 6%3 8%,分析纯,天津市富宇精细化工有限公司);正己烷(分析纯,天津市富宇精细化工有限公司);三甲基氯硅烷(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司);芳纶纤维毡(工业级,陕西元丰纺织技术研究有限公司)。1.2 仪

19、器傅里叶变换红外光谱仪(N i c o l e t i s 5 0型,美国赛默飞世尔尼高力公司);接触角测量仪(J C 2 0 0 0 C 1型,上海中晨数字技术设备有限公司);X射线衍射仪(D X-2 7 0 0 B H型,丹东浩元仪器有限公司);热性能分析仪(S T A 4 4 9-F 3型,德国耐驰仪器制造有限公司);热防护性能测试仪(型号R F H-V I,陕西元丰纺织技术研究公司);垂直法织物阻燃性能测试仪(Y G 8 1 5型,陕西元丰纺织技术研究公司);日立高分辨场发射扫描电镜(H i t a c h i S U 8 0 1 0型,日立分析仪器上海有限公司)。1.3 改性S i

20、O2气凝胶隔热复合材料的制备参照文献2 0-2 1 制备二氧化硅气凝胶复合材8 纺 织 高 校 基 础 科 学 学 报 第3 6卷料。首先,准确称量正硅酸乙酯(1 0 0 mm o l,2 0.8 3 g)、无水乙醇(7 0 0 mm o l,3 2.6 9 g)、去离子水(3 0 0 mm o l,5.4 0 g)于锥形瓶中,混匀搅拌,并在样品盘中置入芳纶毡,超声震荡5 m i n;其次,向体系中加入1 m o lL-1盐酸调节p H至23,于4 0 下搅拌反应1.5 h;待体系溶液冷却至室温,加入0.5 m o lL-1氨水调节p H至中性,待体系凝胶后,常温下静置5 m i n;将提前配

21、制好的老化液(正硅酸乙酯与无水乙醇体积比为1 4)加入体系中,摇匀,常温下老化1 2 h;向体系中加入等体积的正己烷,静置2 4 h;最后,将试样置入8 0 烘箱中干燥3 h,1 2 0 条件下干燥6 h,获得二氧化硅气凝胶复合毡(试样a)。参照上述步骤,向体系中加入等体积的正己烷,静置2 4 h,再加入等体积三甲基氯硅烷溶液,静置1 2 h;最后,将试样置入8 0 烘箱中干燥3 h,1 2 0 条件下干燥6 h,获得改性二氧化硅气凝胶复合毡(试样b)。二氧化硅气凝胶复合毡干燥后需进行表面处理,以便于后续测试。1.4 测试与表征1.4.1 傅里叶红外光谱取适量复合材料和溴化钾粉末于玛瑙研钵中进

22、行充分研磨,混合均匀后压制成薄片。将薄片装在固体样品架上并放入样品池内,在4 0 0 04 0 0 c m-1范围内扫描3 2次,得到对应的谱图。1.4.2 X射线衍射使用D X-2 7 0 0 B H型X-射线衍射仪(X R D)(=0.1 5 4 n m)对材料进行X射线衍射分析。其工作电压4 0 k V,电流4 0 mA,扫描范围2=1 0 8 0,扫描速率为5()/m i n,步宽为0.0 2。1.4.3 扫描电子显微镜观察采用H i t a c h i S U 8 0 1 0型日立高分辨场发射扫描电镜观察试样的表面形貌。测试前需要对试样进行喷金处理以增强样品导电性。具体测试参数为:工

23、作台高度为8 mm,加速电压1 0 k V。M a p p i n g元素分析仪的测试条件:工作台高度为1 0 mm,加速电压为1 5 k V。1.4.4 疏水性能测试采用接触角测量仪对样品的疏水性能进行测试。即将试样置于载玻片上,调整摄像头焦距,通过微量注射器压出蒸馏水,使液滴滴于试样中央,采用量高法对其接触角进行测量。1.4.5 热稳定性能测试采用耐驰同步热分析仪,测定试样的热失重曲线,分析样品在加热过程中的热稳定性能,测量气流为N2,升温速度为1 0 m i n-1,升温范围为2 5 8 0 0。1.4.6 热防护性能测试依照G B 8 9 6 5.12 0 2 0 防护服装 阻燃服 进

24、行测试,裁剪3块尺寸为(1 5 02)mm(1 5 02)mm的样品,将样品置于热源上,所接触的热通量为(8 42)kW/m2,在规定距离内测量织物接触热源另一侧的温度,并记录其升温曲线。同时,与S t o l l标准曲线比较,记录达到二级烧伤所需时间。1.4.7 阻燃性能测试从试样的不同部位分别选取样品,依据G B/T 5 4 5 52 0 1 4 纺织品燃烧性能垂直方向损毁长度、阴燃和续燃时间的测定 测试其阻燃性。点火时间为1 0 s,试样尺寸为2 3 0 mm8 0 mm,记录续燃时间、阴燃时间及试样的损毁长度。2 结果与讨论2.1 红外光谱分析图1为二氧化硅气凝胶复合毡的红外光谱图。由

25、图1可知,试样a在3 5 2 1 c m-1处出现一个羟基(O H)的伸缩振动特征峰;2 9 8 4 c m-1处对应的是一个甲基(C H3)的伸缩振动峰;在2 3 5 9 c m-1处可以看到一个二氧化碳(C O2)的伸缩振动峰;1 6 3 5 c m-1对应的是一个羟基(O H)的弯曲振动吸收峰;1 2 1 2 c m-1处对应的是一个S iC伸缩振动吸收峰;在9 6 2 c m-1处吸收峰代表甲基(C H3)的面内摇摆振动;在7 9 5 c m-1处可以看到S iOS i的对称伸缩振动吸收峰。试样b在2 3 5 9 c m-1处可以看到一个二氧化碳(C O2)的伸缩振动峰;在1 2 7

26、7 c m-1可以看到一个S iC伸缩振动吸收峰;在1 1 2 1 c m-1和1 0 4 5 c m-1处可以看到一个S iOS i不对称收缩振动峰,这个是二氧化硅气凝胶的特征吸收峰;在7 7 2 c m-1处可以看到S iO拉伸和弯曲振动的吸收。图1 试样的红外光谱图F i g.1 T h e i n f r a r e d s p e c t r a o f s a m p l e s 从图1中对比可以看到改性的气凝胶红外谱图在2 9 6 0 c m-1和1 2 7 7 c m-1都有明显的较尖的吸收9第3期 赵雷,等:改性S i O2气凝胶隔热材料的制备及其性能峰,分别对应了CH3和S

27、 iC键的吸收峰。未改性的气凝胶红外谱图则在这3处并没有明显的吸收峰,然而其在3 5 2 1 c m-1和1 6 3 5 c m-1处出现很尖的吸收峰,分别对应了OH和吸附水的吸收峰,表明改性二氧化硅气凝胶制备成功2 2-2 3。2.2 X R D分析图2为未改性/改性二氧化硅气凝胶材料X R D测试谱图。由图2可知这是非晶的典型谱线,可以看出有2个峰,分别在2=1 0 2 0 和2=2 0 3 0 处,前一个峰有明显的晶体衍射峰,但第二个峰是圆丘状的,未出现明显的晶体衍射峰2 4。即气凝胶试样的X R D曲线未显示明显的特征结晶衍射峰,而只有二氧化硅的非晶弥散峰,并且该峰的强度还比较小,这表

28、明试样的组分基本上为无序非晶二氧化硅。图2 试样的X R D图谱F i g.2 X R D p a t t e r n s o f s a m p l e s2.3 扫描电镜和能谱分析图3为试样a和b的微观形貌及扫描电镜能谱图。由图3可以清晰看到二氧化硅气凝胶分散均匀且与芳纶纤维紧密连接,有利于提升复合材料的隔热性能。表1为试样a和b的能谱分析结果。从表1可看出,未改性二氧化硅气凝胶试样中主要元素为碳元素、氧元素、硅元素;改性二氧化硅气凝胶试样中主要元素为碳元素、氧元素、硅元素、氯元素,这与预期结果基本一致。图3 试样的扫描电镜及能谱图F i g.3 S c a n n i n g e l e

29、 c t r o n m i c r o s c o p e a n de n e r g y s p e c t r u m o f s a m p l e s表1 试样的元素分析表T a b.1 E l e m e n t a n a l y s i s t a b l e o f s a m p l e s试样元素 质量分数%原子分数%aC1 5.1 92 2.9 0O4 6.0 95 2.1 5S i3 8.7 22 4.9 5bC5.4 78.2 8O6 2.4 77 1.0 2S i3 1.5 52 0.4 3C l0.5 10.2 62.4 疏水性能分析图4为改性前后二氧化硅气凝

30、胶接触角示意图。由图4可看出,在试样a表面滴加水滴时,水滴浸入试样内部。这表明二氧化硅气凝胶在未进行表面改性时,具备良好的吸水性能。试样b的接触角达到1 3 3.8 9,水滴在试样表面能保持完整的圆球形,水滴没有浸入到材料的内部,表明改性二氧化硅气凝胶具备良好的疏水性能。这是因为二氧化硅气凝胶复合材料经过改性处理时疏水基团甲基(CH3)取代了气凝胶表面的亲水基团羟基(OH),使制备得到的气 凝胶复合材 料 具 有 超 疏 水 的 特点1 9。综上所述,二氧化硅气凝胶在改性后接触角达到1 3 0 以上,具有很好的疏水效果。(a)试样a (b)试样b图4 试样的水接触角F i g.4 W a t

31、e r c o n t a c t a n g l e o f s a m p l e s2.5 热稳定性分析图5为改性前后二氧化硅气凝胶试样热失重曲线。由图5可以看出,2 0 0 以内曲线下降,这是因为气凝胶表面存在吸附水,在升温的过程中,水分的蒸发使失重曲线呈下降趋势。随后两条曲线基本都在3 0 0 附近转折急速下降,说明此温度范围内发生化学反应,对气凝胶结构造成了破坏。当温度升至8 0 0,曲 线 趋 于 稳 定,试 样a的 失 重 率 达1 5.4 3%,试样b的失重率达1 5.2 4%。分析可知3 0 0 左右的失重是因为气凝胶表面基团分解,即硅甲基与空气中的氧发生氧化反应2 5。试

32、样a和01 纺 织 高 校 基 础 科 学 学 报 第3 6卷试样b在失重过程中的重量损失主要为水分、乙醇残留,表面结构中羟基、烷基在高温下还可能会发生进一步缩合从而损失部分质量。图5 试样的热失重曲线F i g.5 T h e r m o g r a v i m e t r i c c u r v e s o f s a m p l e s2.6 热防护性能二氧化 硅 气 凝 胶 试 样 的 整 体 热 防 护 性 能 用T P P值(透过织物引起人体二度烧伤的热能值)来表征2 6。改性前后二氧化硅气凝胶试样隔热性能测试结果见表2。将试样热防护性能温度曲线与人体二级烧伤曲线进行对比,可获得两

33、曲线相交时横坐标的时间点。试样a和试样b在温度升高测试曲线达到人体二级烧伤曲线时间依次为6.5 8 s、7.9 1 s,其T P P值分别为(5 3 7.2 44 4.1 6)kWsm-2、(6 4 5.4 65 4.3 8)kWsm-2。参照G B 8 9 6 5.12 0 2 0 防护服装阻燃服2 7,试样a和试样b均能达到A级防护标准,改性后二氧化硅 气凝胶试样 的 整 体 热 防 护 性 能更好。表2 试样隔热性能测试数据T a b.2 H e a t i n s u l a t i o n p e r f o r m a n c e t e s t d a t a o f s a m

34、 p l e s测试项目 试样a试样b对流热传导/sCHT I 1 25.76.1CHT I 2 47.39.1辐射热传导/sRHT I 1 26.17.2RHT I 2 49.81 2.5两曲线相交时横坐标的时间点/s6.5 87.9 1T P P/(k Wsm-2)5 3 7.2 44 4.1 6 6 4 5.4 65 4.3 8 在固定热通量火焰暴露条件下,测试试样背面传感器温度升高到1 2 和2 4 所需要的时间,即辐射热传导指数(R HT I)来表征试样对热辐射的隔绝能力。从表2可看出,试样a辐射热传导指数分别为6.1 s(升温1 2)和9.8 s(升温2 4);试样b辐射热传导指数

35、分别为7.2 s(升温1 2)和1 2.5 s(升温2 4)。依 据G B 3 8 4 5 32 0 1 9 防 护 服 装 隔 热服 2 8,试样a和试样b的隔热性能(辐射热传导)达到C 1级(7 s R HT I 2 4 2 0 s)。对比发现改性后二氧化硅气凝胶试样对热辐射的隔绝能力较强。在固定热通量火焰暴露条件下,测试试样背面传感器温度升高1 2 和2 4 所需要的时间,即热传导指数(CHT I)来表征试样对热对流的防护能力。从表2可看出,试样a对流热传导指数分别为5.7 s(升温1 2)和7.3 s(升温 2 4);试样b对流热传导指数分别为6.1 s(升温1 2)和9.1 s(升温

36、 2 4)。改性后二氧化硅气凝胶试样的对流热传导指数较大。参照G B 3 8 4 5 32 0 1 9 防护服装隔热服2 8,试样a和试样b的隔热性能(对流热传导)达到B 1级(4 s CHT I 2 41 0 s)。2.7 阻燃性将二氧化硅气凝胶试样置于真实火焰条件进行燃烧试验,观察材料阻止延续燃烧的程度,燃烧后试样如图6所示,阻燃性能测试结果见表3。图6 试样的阻燃性能测试F i g.6 T h e f l a m e r e t a r d a n t p e r f o r m a n c e t e s t i n g o f s a m p l e s表3 阻燃性能测试结果T a

37、b.3 F l a m e r e t a r d a n t p e r f o r m a n c e t e s t r e s u l t s试样损毁长度/mm续燃时间/s阴燃时间/s熔融 滴落a4 4 05.7 6无无b4 000.0 0无无 从图6可以看出,火焰燃烧后试样结构基本保持完整性,无结构塌缩、熔融孔洞等情况出现。试样a的损毁长度为4 4 mm,阴燃时间为5.7 6 s,无续燃、熔融、滴落等现象;试样b的损毁长度为4 0 mm,未出现阴燃、续 燃、熔融、滴 落 等 现 象。参 照G B 3 8 4 5 311第3期 赵雷,等:改性S i O2气凝胶隔热材料的制备及其性能2

38、0 1 9 防护服装隔热服2 8,试样b的阻燃性能达到A级防护等级,即改性二氧化硅气凝胶试样的阻燃性能较好。3 结 论1)以正硅酸乙酯为基本原料,采用酸-碱两步法成功制备二氧化硅气凝胶,用三甲基氯硅烷进行了改性,其接触角达到1 3 3.8 9,具备良好的疏水性能。经红外光谱图、X R D、S EM及能谱表征可知试样的主要组成结构为硅酸盐骨架,元素含量符合预期,气凝胶分散均匀且紧密。2)二氧化硅气凝胶材料具有良好的热稳定性,分解 温 度 在8 0 0 时 试 样 趋 于 稳 定,失 重 率 达1 5%。热防护性能及阻燃性能测试结果表明试样的T P P值达到A级防护标准,隔热性能(辐射热传导)达到

39、C 1级,隔热性能(对流热传导)达到B 1级水平。改性后二氧化硅气凝胶试样的阻燃性能达到A级防护等级,其阻燃性能更好,对热辐射的隔绝能力较强,整体热防护性能更好。参考文献(R e f e r e n c e s)1 魏鹏湾,闫共芹,赵冠林,等.二氧化硅气凝胶复合隔热材料研究进展J.无机盐工业,2 0 1 6,4 8(1 0):1-6.WE I P W,YAN G Q,Z HAO G L,e t a l.R e s e a r c h p r o-g r e s s o f s i l i c a a e r o g e l c o m p o s i t e s f o r t h e r m

40、 a l i n s u l a t i o nJ.I n o r g a n i c C h e m i c a l s I n d u s t r y,2 0 1 6,4 8(1 0):1-6.(i n C h i n e s e)2 徐勤保,江旭波,刘新状.二氧化硅气凝胶的生产及应用现状J.新材料产业,2 0 2 1(0 2):4 3-4 7.X U Q B,J I AN G X B,L I U X Z.P r o d u c t i o n a n d a p p l i-c a t i o n s t a t u s o f s i l i c a a e r o g e lJ.A

41、d v a n c e d M a t e r i a l s I n d u s t r y,2 0 2 1(2):4 3-4 7.(i n C h i n e s e)3 Z HAO S Y,S I QU E I R A G,D R D OVA S,e t a l.A d d i t i v e m a n u f a c t u r i n g o f s i l i c a a e r o g e l sJ.N a t u r e,2 0 2 0,5 8 4(7 8 2 1):3 8 7-3 9 2.4 刘超,张颖,朱照琪,等.气凝胶的绝热特性及应用进展J.化工新型材料,2 0 1 9

42、,4 7(1 1):2 4 1-2 4 4.L I U C,Z HAN G Y,Z HU Z Q,e t a l.P r o g r e s s o n a d i a-b a t i c c h a r a c t e r i s t i c s a n d a p p l i c a t i o n o f a e r o g e lJ.N e w C h e m i c a l M a t e r i a l s,2 0 1 9,4 7(1 1):2 4 1-2 4 4.(i n C h i-n e s e)5 武晨浩,李昆锋,李肖华,等.二氧化硅气凝胶常压干燥工艺的研究进展J.化工进展

43、,2 0 2 2,4 1(2):8 3 7-8 4 7.WU C H,L I K F,L I X H,e t a l.R e s e a r c h p r o g r e s s o n p r e p a r a t i o n o f s i l i c a a e r o g e l s a t a m b i e n t p r e s s u r e d r-y i n gJ.C h e m i c a l I n d u s t r y a n d E n g i n e e r i n g P r o g r e s s,2 0 2 2,4 1(2):8 3 7-8 4 7.(

44、i n C h i n e s e)6 袁小铃,徐丽慧,万晶,等.基于疏水型二氧化硅气凝胶制备无氟自清洁超疏水棉织物J.印染,2 0 2 1,4 7(2):4 0-4 4.YUAN X L,XU L H,WAN J,e t a l.P r e p a r a t i o n o f f l u-o r i n e-f r e e a n d s e l f-c l e a n i n g s u p e r h y d r o p h o b i c c o t t o n f a b r i c b a s e d o n h y d r o p h o b i c s i l i c a

45、a e r o g e lJ.C h i n a D y e i n g a n d F i n i s h i n g,2 0 2 1,4 7(2):4 0-4 4.(i n C h i n e s e)7 张慧,刘献飞,燕红雁.工艺参数对消防服用隔热薄膜导热性能 的影 响 J.产业 用纺 织品,2 0 2 1,3 9(1 2):3 6-4 1.Z HAN G H,L I U X F,YAN H Y.E f f e c t s o f p r o c e s s p a r a m e t e r s o n t h e r m a l c o n d u c t i v i t y o f

46、 t h e r m a l i n s u l a-t i n g f i l m f o r f i r e f i g h t e r c l o t h i n gJ.T e c h n i c a l T e x-t i l e s,2 0 2 1,3 9(1 2):3 6-4 1.(i n C h i n e s e)8 张慧,刘献飞.消防服用轻质隔热薄膜的制备及性能研究J.棉纺织技术,2 0 2 1,4 9(1 0):2 0-2 4.Z HAN G H,L I U X F.P r e p a r a t i o n a n d p r o p e r t y s t u d y

47、o n l i g h t h e a t i n s u l a t i o n f i l m f o r f i r e p r o t e c t i o nJ.C o t-t o n T e x t i l e T e c h n o l o g y,2 0 2 1,4 9(1 0):2 0-2 4.(i n C h i-n e s e)9 吕伯昇,秦磊,茹瑞,等.新型纳米颗粒/S i O2复合气凝胶制备及吸附催化应用进展J.化工进展,2 0 2 0,3 9(1 2):5 0 9 5-5 1 0 3.L YU B S,Q I N L,RU R,e t a l.P r o g r e

48、s s o n t h e p r e p a-r a t i o n o f n a n o m a t e r i a l s-S i O2 a e r o g e l c o m p o s i t e s a n d t h e i r a p p l i c a t i o n s i n a d s o r p t i o n a n d c a t a l y s i sJ.C h e m-i c a l I n d u s t r y a n d E n g i n e e r i n g P r o g r e s s,2 0 2 0,3 9(1 2):5 0 9 5-5 1

49、 0 3.(i n C h i n e s e)1 0 宣玉杰,刘洪丽,安国庆,等.HN T s/S i O2黏土复合气凝胶保温砂浆的制备及性能研究J.硅酸盐通报,2 0 1 9,3 8(9):2 7 8 2-2 7 8 7.XUAN Y J,L I U H L,AN G Q,e t a l.P r e p a r a t i o n a n d p r o p e r t i e s o f HN T s/S i O2 c o m p o s i t e a e r o g e l s i n s u l a-t i o n m o r t a rJ.B u l l e t i n o f t h e C h i n e s e C e r a m i c S o c i e-t y,2 0 1 9,3 8(9):2 7 8 2-2 7 8 7.(i n C h i n e s e)1 1 宗文敏,梁日辉,赵国樑,等.S i O2气凝胶改性再生聚酯非等温结晶动力学研究J.北京服装学院学报(自然科学版),2 0 2 0,4 0(1):2 8-3 3.Z ON G W M,L I AN G R H,Z HAO G L,e t a l.N o n i s o-t h e r m a l c r y s t a l l i z a t i o n k i n e t i c s t u

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