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《中国石油大学(华东)》 2014年
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SiO_2气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备及其保温性能的研究

夏政  
【摘要】:人类社会目前正在飞速发展,快速发展的同时也带来了能源的巨大消耗,提高能源的利用率正成为人们关注的一个焦点。保温隔热就是一种提高能源利用率的有效手段,而这其中的关键就是保温材料。保温材料多种多样,作为其中的一种,二氧化硅气凝胶由于其优良的保温性能,在保温隔热领域得到了广泛的应用。但二氧化硅气凝胶同时也存在一些先天的不足,比如质地脆弱、不易变形与加工,这令其在应用中也受到了一些限制。随着生产生活中对保温材料要求的不断提高,人们对新型保温材料的需求也更加的迫切。本文就是通过将SiO_2气凝胶与苯乙烯进行复合,来制备新型保温材料。本文中SiO_2气凝胶的制备以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,乙醇为溶剂,采用凝胶-溶胶法。随后对制得的气凝胶用KH-570进行改性,再与苯乙烯进行复合,以此制得所需的复合材料,最后进行相关的测试和表征。本文通过对二氧化硅气凝胶制备过程中各种因素变量的控制,探索了制备气凝胶的最佳条件。结果显示,TEOS、乙醇、水的最佳用量为1:6:6(摩尔比),酸碱催化剂分别选用盐酸和氨水,实验最佳温度为40℃,作为干燥控制化学添加剂(DCCA)的甲酰胺用量,最佳值为n(甲酰胺):n(TEOS)=0.2:1,采用上述条件制得的二氧化硅气凝胶,其密度最低,为0.2004g/cm3。二氧化硅气凝胶本身是一种无定型结构的材料,未改性的二氧化硅本身是亲水性的,这使得其在制备过程中容易出现碎裂。本文通过使用KH-570对二氧化硅气凝胶进行改性,改性后的气凝胶具备较好的整体性,同时孔结构有明显的改善,其比表面积由333.12m2/g增加至530.11m2/g,孔径大小由3.107nm增加到4.251nm。而改性后的气凝胶再与苯乙烯进行复合,复合的最佳条件为80℃,n(SiO_2):n(St)=1:6,引发剂KPS的用量为0.2g。复合结果显示二氧化硅气凝胶能够降低聚苯乙烯的导热性,但复合材料的成块性有待提高,如何提高其成块性还有待进一步研究。
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB332

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