超疏水性气凝胶粉体涂层的制备与性能

为提高建筑物表层的抗蚀性,将经三甲基氯硅烷(TMCS)改性过的疏水性SiO2气凝胶粉体溶于丙酮溶剂中,制成表面防护涂层。研究了不同温度对气凝胶疏水性能的影响,以及超疏水性气凝胶粉体涂层制备条件、涂刷于混凝土表层时对水的耐久性能;利用红外光谱和扫描电镜对其化学基团和微观形貌进行分析。实验结果表明,250℃以下时,气凝胶为超疏水性,之后随温度升高大幅度下降直到完全消失;涂刷次数与气凝胶在分散体系中的质量有关;冲刷时,涂层先由超疏水性变为疏水性,之后长时间保持不变,水浸泡不改变涂层的超疏水性。

对位芳纶气凝胶粉体的制备与性能研究

以对位芳纶纳米纤维(PANF)水凝胶为原料,将冻凝胶粉碎法与冷冻干燥法相结合,制备出PANF气凝胶粉体。系统研究了对位芳纶气凝胶粉体的微观结构及性能参数,以及制备条件对产物形貌的影响,并初步探究了其应用。结果表明,液氮冷冻制备的PANF气凝胶粉体具有多孔结构,松装密度约为17.0 kg·m^(-3),孔隙率约为98.8%,BET比表面积可达126.30 m^(2)·g^(-1)。PANF气凝胶粉体的耐热性优异,在氮气气氛下500℃前几乎无分解;热导率较低,约为0.03 W·m^(-1)·K^(-1)。气凝胶粉体具有吸附罗丹明B等染料的特征,同时可作为纳米填充材料增强聚氨酯乳胶膜等聚合物材料的硬度,其低热导率表明其有望应用于绝热领域。

二氧化硅气凝胶粉体热导率分析

以二氧化硅气凝胶粉体为研究对象,基于其微观结构研究了内部纳米骨架及纳米孔洞的气固耦合热导率。在考虑二氧化硅气凝胶颗粒堆积的情况下,建立了微米孔径分布的气固耦合传热模型。结合单个二氧化硅气凝胶颗粒的热导率,并考虑了辐射传热对二氧化硅气凝胶粉体热导率的影响,推导出了计算二氧化硅气凝胶粉体纳米孔与微米孔并存的双孔径分布情况的等效热导率表达式。把模型计算结果与实验数据进行了比较,分析了粒径和环境压力对二氧化硅气凝胶粉体热导率的影响,结果显示,实验测量结果和模型计算结果有着相同的趋势,但模型计算值要略低于实验测量值。