硅氣凝膠由納米膠粒相互聚合而成,特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使其具有低密度、高孔隙率、導(dǎo)熱系數(shù)小等優(yōu)點,但力學(xué)性能較差的缺點確一直限制了其生產(chǎn)和應(yīng)用,由此國內(nèi)外專家學(xué)者一方面繼續(xù)增強其本體的強韌性,另一方面則通過復(fù)合增強體提高其力學(xué)性能。為了快速制備出強韌性較好的硅氣凝膠,本文采用氫氟酸（HF）和氨水（NH₃·H₂0）作為酸堿催化劑,以TEOS:EtOH:H₂O=1:12:10為原料的摩爾比,把水解時pH值定為2-3、堿縮聚時pH值定為7,這樣制備出的醇凝膠不僅凝膠時間短而且還能使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均勻性達(dá)到最優(yōu)。此后以密封80℃下進(jìn)行老化,增強網(wǎng)絡(luò)骨架的強度,然后再通過控制溶劑置換和表面改性的工藝流程調(diào)控醇凝膠干燥時的收縮程度,由此能獲得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均勻、骨架強度高、孔隙率好,孔徑集中分布在2-50nm范圍內(nèi)的納米多孔硅氣凝膠。本文制備的硅氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)為0.018w/（m·k）,密度為0.126g/cm~3,平均孔徑為20nm,接觸角為140°。為了改善硅氣凝膠的力學(xué)性能,本文采用羥基化的玻璃纖維進(jìn)行增強,因此玻璃纖維羥基化的程度和羥基化玻璃... 

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 硅氣凝膠研究現(xiàn)狀
        1.2.1 硅氣凝膠制備過程
        1.2.2 硅氣凝膠的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 從工藝配比方面增強改進(jìn)硅氣凝膠的研究進(jìn)展
        1.3.1 從工藝方面增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.3.2 從原料配比方面增強改進(jìn)硅氣凝膠
    1.4 從材料復(fù)合方面增強改進(jìn)硅氣凝膠的研究進(jìn)展
        1.4.1 聚合物增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.2 陶瓷纖維增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.3 石英纖維增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.4 玻璃纖維增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.5 有機纖維增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.6 纖維氈增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.7 納米纖維增強改進(jìn)硅氣凝膠
        1.4.8 石墨烯增強改進(jìn)硅氣凝膠
    1.5 本文研究意義與研究內(nèi)容
    1.6 本文的創(chuàng)新點
第2章 試驗原料及性能測試方法
    2.1 試驗原料和化學(xué)試劑
    2.2 試驗設(shè)備及儀器
    2.3 樣品性能測試方法
        2.3.1 微觀形貌
        2.3.2 密度與孔隙率
        2.3.3 比表面積與孔徑分布
        2.3.4 紅外光譜分析
        2.3.5 熱穩(wěn)定性分析
        2.3.6 接觸角測量
        2.3.7 導(dǎo)熱系數(shù)
        2.3.8 力學(xué)性能
        2.3.9 燃燒熱值測試
第3章 硅氣凝膠的制備與性能分析
    3.1 引言
    3.2 醇凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化
        3.2.1 酸堿催化劑對凝膠結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 組分配比優(yōu)化對凝膠結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.3 老化對凝膠結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.4 小結(jié)
    3.3 醇凝膠縮聚的優(yōu)化
        3.3.1 溶劑置換對凝膠縮聚的影響
        3.3.2 表面修飾對凝膠縮聚的影響
    3.4 醇凝膠干燥時的優(yōu)化
    3.5 硅氣凝膠的結(jié)構(gòu)和性能分析
        3.5.1 硅氣凝膠的晶型分析
        3.5.2 硅氣凝膠孔結(jié)構(gòu)及比表面分析
        3.5.3 硅氣凝膠的微觀形貌分析
        3.5.4 硅氣凝膠的絕熱性能分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 羥基化玻璃纖維增強硅氣凝膠的制備與性能分析
    4.1 引言
    4.2 玻璃纖維羥基化的原理和實驗方案
        4.2.1 玻璃纖維羥基化的原理
        4.2.2 玻璃纖維羥基化的實驗方案
    4.3 制備羥基化的玻璃纖維
        4.3.1 熱處理對玻璃纖維羥基化的影響
        4.3.2 酸侵蝕對玻璃纖維羥基化的影響
        4.3.3 小結(jié)
    4.4 羥基化的玻璃纖維結(jié)構(gòu)與性能表征
        4.4.1 SEM分析
        4.4.2 紅外分析
        4.4.3 XRD分析
        4.4.4 失重分析
    4.5 羥基化玻璃纖維增強硅氣凝膠的制備
        4.5.1 實驗方案及制備流程
    4.6 羥基化玻璃纖維增強硅氣凝膠的組織結(jié)構(gòu)
        4.6.1 表面形貌分析
        4.6.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        4.6.3 孔結(jié)構(gòu)及比表面積分析
    4.7 羥基化玻璃纖維增強硅氣凝膠的性能分析
        4.7.1 疏水性能分析
        4.7.2 熱穩(wěn)定性分析
        4.7.3 隔熱性能分析
        4.7.4 力學(xué)性能分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維增強硅氣凝膠的制備與性能分析
    5.1 引言
    5.2 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維的原理及實驗方案
        5.2.1 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維的原理
        5.2.2 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維的實驗方案
    5.3 硅烷偶聯(lián)劑處理工藝對玻璃纖維改性效果的影響
        5.3.1 硅烷偶聯(lián)劑濃度對改性效果的影響
        5.3.2 硅烷偶聯(lián)劑處理時間對改性效果的影響
    5.4 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維的反應(yīng)確證
    5.5 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維增強硅氣凝膠的制備
    5.6 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維增強硅氣凝膠的組織結(jié)構(gòu)分析
        5.6.1 宏觀形貌分析
        5.6.2 微觀形貌分析
        5.6.3 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        5.6.4 孔結(jié)構(gòu)及比表面積分析
    5.7 硅烷偶聯(lián)劑改性玻璃纖維增強硅氣凝膠的性能分析
        5.7.1 疏水性能分析
        5.7.2 熱穩(wěn)定性分析
        5.7.3 隔熱性能分析
        5.7.4 力學(xué)性能分析
    5.8 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄 (攻讀碩士期間成果)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]纖維增強SiO2氣凝膠隔熱復(fù)合材料的可控制備及性能優(yōu)化研究[D]. 廖云丹.廣州大學(xué) 2012
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本文編號：3733027