【摘要】：異氰酸酯氣凝膠因其優(yōu)越的機械性能、靈活的分子設計性和工程實用性而引發(fā)了國外學者的廣泛關注和研究,但在我國相關成果幾乎空白。本文圍繞以商用異氰酸酯N3300A為前驅體,采用溶膠-凝膠法和常壓干燥工藝制備的聚氨酯(PU)氣凝膠和聚脲(PUA)氣凝膠材料展開研究,對其進行結構和性能表征,并針對隔熱和隔音性能對其在實際工程應用中的可行性進行了分析。首先以PU氣凝膠制備為例,對工藝條件進行了優(yōu)化實驗。通過考察反應溫度、催化劑比率和固含量比例、老化時間和置換周期及次數、置換溶劑等因素對氣凝膠表觀形貌和性能的影響,確定了最佳的合成和干燥工藝條件,具體為:反應溫度:恒溫25℃;固含量比例:15~25%;催化劑比率:100~200;老化時間:8~12 h;置換溶劑:正己烷/乙醇混合溶劑;置換周期:6 h;置換次數:4~6次。其次在獲得最佳工藝條件的基礎上,通過調控單體濃度和二元醇種類,制備了不同密度和性能的PU氣凝膠和PUA氣凝膠,探究固含量比例和二元醇鏈長對氣凝膠結構及性能的影響。結果表明:固含量比例是影響氣凝膠密度、體積收縮率、熱導率等物理性能的主要因素,且固含量比例的提高可顯著提升PUA氣凝膠的抗壓強度。掃描電鏡圖分析表明,固含量比例還可以調控氣凝膠微觀的骨架密度。常壓干燥獲得的PU氣凝膠為大孔及多孔材料,PUA氣凝膠保留了大量的介孔結構。三種鏈狀二元醇中,鏈長最長的TTEG提供更大的系繩自由度,制備的PU氣凝膠微觀粒子出現最強的粒子合并,宏觀上表現出最強的彈性和柔性。最后從材料的實際工程應用考慮,進一步對PU氣凝膠和PUA氣凝膠的疏水性、熱穩(wěn)定性、隔熱性能和隔音性能進行測試分析。結果表明:PUA氣凝膠具有更高的疏水性、更低的導熱系數和更好的熱穩(wěn)定性,在保溫隔熱領域有更好的應用前景;PU氣凝膠隔音性能更為突出,且更加適用于高頻噪音場景。
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ427.26
【圖文】：

圖 1-1 聚氨酯（PU）氣凝膠仿生手巴斯夫公司生產的新型 Slentite PU 氣凝膠產品，其熱導率低)，且具有較好的機械強度和優(yōu)異的濕度調節(jié)[29,30]能力，占用空傳統(tǒng)的建筑產品一樣，可加工成大型板材，目前相關研究者量產化的制備工藝。Slentite PU 氣凝膠板材因其優(yōu)異的綜合性筑保溫和室內保溫方面具有其他隔熱材料無可比擬的優(yōu)勢。等[31]在專利中公開了一種聚氨酯-聚脲結構互穿氣凝膠材料及過程為在有機溶劑中，不同種類的多異氰酸酯化合物與某一基化合物在催化劑的作用下發(fā)生反應，靜置一段時間后得到老化一定時間后，采用超臨界方式進行干燥，得到互穿網絡備得到的氣凝膠為白色塊狀材料，最大彎曲 180°，按壓可回回彈后氣凝膠形態(tài)不發(fā)生改變，且具有一定的拉伸強度；如圖圖顯示該材料具有纖維網狀結構，孔隙尺寸一般在 1~150 nm0~100 nm 之間，氣凝膠密度小于 0.08 g/cm3，導熱系數小于 0.03所述的氣凝膠制備過程較為簡單，凝膠時間短，產品具有良

聚氨酯-聚脲結構互穿氣凝膠微觀形貌圖

圖 1-3 PUA 氣凝膠板材建筑構件隔音測試i S[42]等隨后在 2017 年繼續(xù)發(fā)表了關于 PUA 氣凝膠能。采用改進的阻抗管技術對不同密度下合成的輕射量損失測試。為了研究聲波在氣凝膠中的傳播，。首先，將氣凝膠用一個概念上的線性單原子隨機同的質量通過變化的線性彈簧連接起來。了解聲波律，有助于探索氣凝膠聲衰減的基本機理。其次利論，建立了氣凝膠隔聲性能的定量框架。通過理論，闡明了體積密度和厚度對氣凝膠聲傳輸損耗的影體積密度為 0.25 g/cm3、厚度為 5 mm 時，在 1~4 損耗。另外在一種商用氣凝膠和密度相近的聚氨酯驗，PUA 氣凝膠的隔音量達到 20~40 dB 范圍，而其。酯氣凝膠應用調研

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 ;中科院蘇州納米所等在高分子氣凝膠領域獲系列進展[J];中國粉體工業(yè);2015年06期

2 夏立建;王波;盧偉;吳連鋒;王賢明;;二氧化硅氣凝膠的制備及其在隔熱涂層材料中的應用進展[J];現代涂料與涂裝;2019年12期

3 姚鴻俊;王飛;朱召賢;董金鑫;龍東輝;;柔性有機硅氣凝膠復合材料的制備及性能研究[J];宇航材料工藝;2019年06期

4 張成俊;高夢;張國君;馬令勇;楊瑞彤;李棟;;二氧化硅氣凝膠-石蠟玻璃窗隔熱特性分析[J];建筑節(jié)能;2019年12期

5 潘晶晶;王京陽;;玩出來的新材料——氣凝膠[J];自然雜志;2019年04期

6 樂弦;章婷;賈歡歡;李華鑫;向軍輝;;氣凝膠材料的發(fā)展趨勢與應用前景[J];工程研究-跨學科視野中的工程;2017年06期

7 章婷;趙春林;樂弦;賈歡歡;向軍輝;;氣凝膠研究進展[J];現代技術陶瓷;2018年01期

8 張震;馮軍宗;姜勇剛;劉平;張秋華;衛(wèi)榮輝;陳翔;馮堅;;利用離子液體制備無機氣凝膠的研究進展[J];材料導報;2018年09期

9 黎白鈺;李響;;氣凝膠的制備與應用[J];廣東化工;2018年07期

10 王馨博;欒志強;李凱;栗麗;唐騰飛;;氣凝膠在氣體吸附凈化中的應用研究進展[J];材料導報;2018年13期

相關會議論文 前10條

1 張秀華;趙海雷;何方;仇衛(wèi)華;吳衛(wèi)江;;熱處理溫度對硅氣凝膠結構的影響[A];第十三屆全國高技術陶瓷學術年會摘要集[C];2004年

2 閆彭;杜艾;許維維;周斌;;異氰酸酯增強二氧化硅氣凝膠的力學性能[A];第十二屆全國核靶技術學術交流會會議論文摘要集[C];2013年

3 姚先周;胡子君;孫陳誠;李俊寧;張宏波;;二氧化硅氣凝膠微結構的熱設計[A];復合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(下冊)[C];2010年

4 鄧忠生;黃耀東;魏建東;楊靖;王玨;沈軍;陳玲燕;吳愛梅;;二氧化硅氣凝膠的表面修飾研究[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

5 劉寧;湯麗鴛;沈璐璐;梁端怡;符若文;;有機氣凝膠的磺化研究[A];第五屆中國功能材料及其應用學術會議論文集Ⅲ[C];2004年

6 常智;趙海雷;何方;仇衛(wèi)華;周國治;曲選輝;;摻雜纖維的硅石氣凝膠的結構與性能[A];華北地區(qū)硅酸鹽學會第八屆學術技術交流會論文集[C];2005年

7 邱堅;李堅;劉一星;;用于木材功能性改良的有機氣凝膠合成[A];納米材料與技術應用進展——第四屆全國納米材料會議論文集[C];2005年

8 潘學詩;劉明賢;甘禮華;徐子頡;郝志顯;李劍;陳龍武;;摻雜鋁對硅氣凝膠的結構與熱穩(wěn)定性的影響[A];中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

9 張波;蔣偉陽;周斌;沈軍;王玨;;硅氣凝膠中化學氣相沉積硅的光致發(fā)光[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

10 王玨;沈軍;張波;蔣偉陽;陸獻平;;有機氣凝膠的熱傳輸機理研究[A];第二屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1995年

相關重要報紙文章 前10條

1 百川;氣凝膠實現低成本定制化生產[N];中國化工報;2015年

2 本報記者 馮子建;推進智能化改造 增輝“智造之都”建設[N];許昌日報;2019年

3 本報記者 趙廣立;氣凝膠材料醞釀市場爆發(fā)[N];中國科學報;2017年

4 記者 周峰;北京華民天宇科技有限公司氣凝膠項目正式簽約落地[N];佳木斯日報;2019年

5 記者 劉曉倩;超級隔熱陶瓷氣凝膠可用于航天領域[N];中國科學報;2019年

6 記者 王越;新型陶瓷氣凝膠 有望隔熱保護航天器[N];哈爾濱日報;2019年

7 記者 孟婧 通訊員 唐璜;東南大學團隊研制新型隔熱氣凝膠[N];江蘇科技報;2019年

8 記者 白雪峰;陽中新材氣凝膠:“爭分奪秒”加快施工[N];山西日報;2019年

9 張小晴;“氣凝膠”是怎樣煉成的[N];中國建材報;2019年

10 記者 謝峰 通訊員 李培媛;建工新材氣凝膠生產線投用[N];首都建設報;2019年

相關博士學位論文 前10條

1 姚芮;RF凍干氣凝膠及其復合材料的制備和能量儲存與傳輸性能研究[D];南京航空航天大學;2018年

2 張石愚;氧化石墨烯的尺寸分離及其在纖維和氣凝膠中的應用研究[D];蘇州大學;2018年

3 郭麗敏;增強阻燃型納米纖維素基氣凝膠研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2018年

4 王曉宇;納米纖維素晶體和纖絲及其氣凝膠的制備與特性分析[D];南京林業(yè)大學;2018年

5 王雪琴;彈性二氧化硅基納米纖維氣凝膠的制備及功能化應用研究[D];東華大學;2018年

6 高秋月;金屬硫化物氣凝肢的制備及其電化學性能研究[D];浙江大學;2019年

7 陳當家;柔性橋聯型硅氧烷氣凝膠的常壓制備及性能調控[D];北京科技大學;2019年

8 趙婉瑜;聚合物先驅體陶瓷氣凝膠的吸波性能調控及機理研究[D];鄭州大學;2018年

9 馬海楠;聚合物改性二氧化硅氣凝膠的制備及性能研究[D];大連理工大學;2018年

10 許孔亮;仿生二氧化錳氣凝膠的制備及性能研究[D];吉林大學;2018年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙朋媛;異氰酸酯類氣凝膠的制備工藝及性能研究[D];石家莊鐵道大學;2019年

2 賈偉韜;塊狀高強SiO_2氣凝膠的制備及其疏水性能研究[D];石家莊鐵道大學;2019年

3 周凱旋;β-環(huán)糊精復合氣凝膠的制備及對亞甲基藍吸附性研究[D];青島大學;2019年

4 吳奎;生物基碳質氣凝膠的制備及其吸油性能研究[D];安慶師范大學;2019年

5 趙悅;SiO_2基柔性氣凝膠及其復合材料制備與性能表征[D];北京交通大學;2019年

6 李朋威;新型超輕隔熱氣凝膠泡l炷戀鬧票浮⒔Ｓ胗嘔痆D];廣州大學;2019年

7 李昂;殼聚糖基氣凝膠的制備、改性及性能研究[D];海南大學;2016年

8 王海英;表面功能化竹納米纖維素基氣凝膠的制備及其吸附水體中Cd~(2+)的性能研究[D];浙江農林大學;2019年

9 馬榮秀;SA/PVA基氣凝膠敷料的制備、抗菌及促修復作用研究[D];東北林業(yè)大學;2019年

10 楊寧寧;木質納米纖維素氣凝膠構筑與過濾分離性能研究[D];東北林業(yè)大學;2019年

本文編號：2765792