二氧化硅气凝胶的制备及性质研究

高度交联多孔网状二氧化硅气凝胶材料拥有高比表面积、高孔隙率、低密度等优点在航空航天、军事应用、节能建筑等方面有着广泛的应用。研究以正硅酸四甲酯为硅源,通过制备过程中水含量的控制来获得四种前驱体,在常压下采用一步合成法成功制备二氧化硅气凝胶。该方法具有工艺时间短、溶剂使用量少、能耗低等特点。采取红外光谱分析、热重分析、X射线衍射分析和接触角的测量对实验室制备的二氧化硅气凝胶进行性质表征,发现其具有良好的热稳定性和疏水性。

全硅氧键硅单体对苯丙乳液聚合稳定性及性能的影响

利用全硅氧键硅单体与丙烯酸酯、苯乙烯进行乳液共聚,一直是直接制取纳米二氧化硅苯丙复合乳液的理想方法,但因硅氧键水解速度快于丙烯酸酯与苯乙烯的自由基聚合速度,故存在聚合稳定性差的问题。文中先以正硅酸四甲酯、环己醇和甲基丙烯酸羟乙酯为原料,正己烷为甲醇共沸剂,通过两步酯交换反应,制得了不同疏水性的全硅氧键乙烯基不饱和硅单体;然后以其为功能单体,经乳液聚合制得可在成膜过程中就地生成纳米二氧化硅的复合苯丙乳液。通过气相色谱-质谱联用技术,分析了酯交换产物中的主要组分;用透射电子显微镜、X射线衍射、Zeta电位及激光粒度测试、铅笔划痕硬度对乳液及乳胶膜进行了表征。结果表明,硅单体加入量在30%(质量分数)时,乳液聚合仍有很好的稳定性;乳胶粒粒径分布较窄,粒径约100 nm;乳胶膜中存在纳米二氧化硅晶体,膜硬度达H级。