包载型聚丙烯腈/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维制备及其隔热性能

针对传统气凝胶纤维后处理操作复杂、加工不稳定等问题,且为有效集成纳米气凝胶与纳米纤维功能和结构优势,本文围绕新型气凝胶复合纳米纤维成形与结构调控的关键难题,利用溶液喷射同轴纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)与SiO_(2)气凝胶通过一步法制备PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维,研究了复合纳米纤维中SiO_(2)气凝胶质量浓度对纤维形态结构、稳定性、孔径分布、隔热性能的影响。结果表明:所制备的PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维形态结构上呈三维卷曲状,SiO_(2)气凝胶的引入使纤维表面形成多孔褶皱型结构,且纤维表面的微孔、介孔含量随SiO_(2)气凝胶质量浓度的增加逐渐增多;该气凝胶复合纳米纤维具有优异的隔热性能,当SiO_(2)气凝胶质量浓度为6 mg/mL时,PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维在40℃的导热系数低至0.03738 W/(m·K),未来在服用保暖、工业隔热、军用热红外屏蔽等方面具有广阔的应用前景。

用于激光照明的荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的制备与发光性能研究

通过溶胶-凝胶法成功制备了Tb_(3)Al_(5)O_(12)(TAG)荧光粉。热分析数据证实,增加H_(3)BO_(3)摩尔比会导致最终相的转变温度降低。同时,通过扫描电镜观察到,H_(3)BO_(3)摩尔比的提高会导致荧光粉颗粒尺寸增大。在激发波长为275 nm的条件下,发射光谱在480~650 nm范围内出现了由Tb^(3+)的5d→4f跃迁产生的多个发射峰。然后通过物理掺杂和超临界干燥工艺成功制备了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料。与荧光粉相比,荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的内量子产率显著增加,可达63.64%。采用波长为355 nm的激光源激发荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料,可实现长距离无导线方式发光,并具有良好均匀性。以上结果证明了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料在激光应急照明领域具有潜在的应用前景。

SiO_(2)气凝胶/硅溶胶复合材料的制备及传热机理研究

由于纳米SiO_(2)与玻璃纤维制备的复合材料表面会出现碎屑,在材料中加入硅溶胶,制备了一种新型SiO_(2)气凝胶/硅溶胶复合材料,通过热重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪研究了SiO_(2)气凝胶含量对复合材料热性能和微观结构的影响。结果表明:随着SiO_(2)气凝胶含量的增加,复合材料热导率没有下降,而是出现上升趋势,这与复合材料的密度和固体热导率密切相关;SiO_(2)气凝胶的加入使得复合材料产生了硅氧键,但不影响复合材料的物理结构,由于硅氧键的存在,材料的物理性能更好;SiO_(2)气凝胶含量为9%(质量分数)时,复合材料的性能最佳。

SiO_(2)-Ag气凝胶PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能

为提升聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的空气过滤性能,通过溶胶-凝胶法制备出掺杂Ag的SiO_(2)气凝胶(SiO_(2)-Ag),并采用熔融共混法获得不同比例的SiO_(2)-Ag PLA共混材料,经熔喷加工制备出SiO_(2)-Ag PLA复合熔喷非织造材料。通过对复合熔喷材料的表面形貌、结构、空气过滤和力学性能进行表征,结果表明:SiO_(2)-Ag能够均匀分布于PLA基体中,随着SiO_(2)-Ag含量的增加,复合熔喷材料的平均纤维直径和孔径略有增大,过滤效率与拉伸强度先增加后减小,过滤阻力下降,透气率和品质因子提高。当SiO_(2)-Ag质量分数为3%时,SiO_(2)-Ag PLA复合熔喷材料的综合性能最佳。

SiO_2/C/M气凝胶纳米复合材料的结构及吸波性能

本文在SiO2 M(M =Fe ,Co ,i)复合气凝胶骨架上采用气相催化裂解乙炔的方法合成出SiO2 C M气凝胶纳米复合材料 ,用扫描电镜、比表面分析仪、激光导热仪等对材料的结构和物理性能进行了表征 ,并初步测试了其电磁吸波性能。结果表明 ,在SiO2 C M气凝胶纳米复合材料中 ,碳元素一般以纤维形式均匀分布于气凝胶骨架中 ,该材料具有低密度 ,低热导率 () 0 5～ 0 2W mk) ,在 2mm厚度 ,8— 18GHz的范围内有一定的吸波性能 。

SiO_(2)纳米复合气凝胶改性工艺研究进展

介绍了前驱体改性法、无机/有机纤维增强改性SiO_(2)气凝胶、有机聚合物复合改性SiO_(2)气凝胶等复合材料的制备工艺过程,以及他们的增强改性机理、材料综合性能表现;探讨了SiO_(2)纳米复合气凝胶隔热材料的未来研究方向,认为需要进一步的研究来确定纤维在凝胶过程中发生的作用,并将联系两相之间的相互作用与纳米多孔结构;如何实现SiO_(2)纳米复合气凝胶隔热材料的工程化应用,并在保持气凝胶材料原有优异性能的同时,改善其柔韧性和力学强度,是当前制备工艺研究的关键。

SiO_(2)气凝胶复合保温材料的制备工艺及性能研究

介绍了SiO_(2)气凝胶复合保温材料的配比及制备工艺,与传统工艺制备SiO_(2)气凝胶保温材料的微观形貌、导热系数及力学性能进行对比分析发现,采用丁苯乳液和高黏度纤维素醚等改性活性外掺料硅灰来包裹增强SiO_(2)气凝胶的制备工艺具有先进性。对不同体积掺量的SiO_(2)气凝胶制备复合保温材料的导热系数和力学性能研究发现,SiO_(2)气凝胶体积掺量为31%时复合保温材料性能优异。

低温SiO_(2)气凝胶基复合相变材料的制备与性能分析

以SiO_(2)气凝胶为支撑材料,通过物理吸附法制备定形SiO_(2)气凝胶基复合相变材料(PCCs),再利用密封盒进行二次封装。探究SiO_(2)气凝胶与相变材料的最佳配比,并对复合相变材料的微观结构、化学成分、孔结构、相变特性、热可靠性、定形能力和隔热性能进行表征。结果表明:含有质量分数为80%相变材料的SiO_(2)气凝胶复合相变材料(LS-80)具有最佳吸附比,并且在相变过程中显示了良好的定形能力,其熔点和熔融潜热分别为-15.6℃和170.2 J/g;同时SiO_(2)气凝胶的成功吸附使得LS-80的比表面积、孔径和孔容大小下降至59 m^(2)/g,13 nm和0.2 cm^(3)/g;20次冷热循环后,封装后相变材料的相变潜热减少了13.4%,而SL-80只减少了2.8%,表现出良好的热可靠性能;SiO_(2)气凝胶的添加使得复合相变材料导热系数降低,隔热能力增强。该结果为SiO_(2)气凝胶复合相变材料在冷链物流领域的应用提供了实验依据。

室温磷光碳点/SiO_(2)复合材料的制备与应用进展

碳点(Carbon dots,CDs)作为发光材料,在传感、信息安全、生物医学等领域具有重要应用潜力。然而,制备光学性能稳定、寿命长、发光效率高的CDs基室温磷光(RTP)材料仍然是一个巨大的挑战。将CDs固定在SiO_(2)载体上构建CDs/SiO_(2)复合材料,利用CDs与SiO_(2)之间的协同作用,不仅可以提高CDs的分散性,实现CDs稳定的固态荧光;而且还能诱导三重激发态,产生稳定的三重态激子以实现CDs长寿命发光,这对拓展CDs基复合材料的应用领域具有重要意义。本文综述了近年来RTP CDs/SiO_(2)复合材料的制备方法、性能与应用,总结了其发展中存在的问题,并对RTP CDs/SiO_(2)复合材料的发展方向进行了展望。

机织物/隔热涂层三明治结构复合材料的制备及红外隐身性能

为制备一种红外隐身复合材料,以低发射率机织物作为上下表层,隔热涂层作为中间层,采用热压工艺得到了一种三明治结构复合材料。其中低发射率机织物选取FDY涤纶长丝为经纱,镀银尼龙长丝为纬纱;隔热涂层选取表面改性的SiO_(2)气凝胶为功能填料,E51环氧树脂为成膜剂。对镀银纤维和SiO_(2)气凝胶颗粒的形貌结构、机织物的红外发射率、隔热涂层膜的导热系数、复合材料的红外隐身性能等进行了测试与分析,确定了最佳工艺条件。结果表明:当SiO_(2)气凝胶粒径为15μm、在涂层中的质量分数为12%时,涂层膜的隔热性能最好,导热系数低至0.05835 W/(m·K),同时对应复合材料的红外隐身效果最好,使用复合材料伪装热源目标并用热红外成像仪进行测试,可以得出材料表面与周围环境的图像灰度差和红外辐射温度差最小。