多级孔结构的二氧化硅气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备和性能研究
发布时间：2021-02-17 10:55
二氧化硅气凝胶具有纳米孔结构,是目前的绝热材料中性能最优异的材料之一,但其脆性大、成本高、强度低等严重限制了其在绝热材料领域的应用范围;聚苯乙烯泡沫板具有封闭的微米孔结构,其轻质、隔热性能优异、力学强度和韧性好、耐腐蚀和成型加工简单、生产成本低,是目前常温低温领域最常用的绝热材料之一;将两者在微观上设计成纳米孔-微米孔多层级的复合结构,可进一步抑制热传导及微米孔内对流传热,提高聚苯乙烯泡沫材料的绝热性能;在微纳米理论研究和高性能材料开发创新实践等方面都具有重要的现实意义和研究价值。泡沫聚苯乙烯板的主要原料为可发性聚苯乙烯珠粒,将纳米孔二氧化硅气凝胶引入到聚苯乙烯珠粒是构建微纳米孔复合结构的前提条件。论文研究了悬浮聚合法将气凝胶微粒均匀分散到聚苯乙烯基体中,形成气凝胶-聚苯乙烯核壳结构型的复合珠粒的工艺因素及影响过程。分析了悬浮聚合中油水两相比例、搅拌速率等对复合珠粒平均粒径的影响,核壳结构中所包覆的二氧化硅气凝胶的体积范围,以及上述工艺因素对二氧化硅气凝胶/聚苯乙烯复合材料的玻璃化转变温度的影响。结果表明:当油水比1:5;在复合分散剂体系中（6mL的5%PVA,磷酸三钙3.0 g）,搅...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬浮聚合分散-聚合-成粒模型图
图 1.2 无机粉末和聚乙烯醇的分散保护模型Fig.1.2 Dispersed protection model of inorganic powder and polyvinyl alcohol聚合体系通常采用复合分散剂，复合分散剂选择要考虑分散和保护单能降低表面张力和提高分散效果，而且也要有保护单体液珠的能力。滴的表面形成吸附层[8]，起到物理隔离作用，来增强颗粒稳定性，此做“界面粘度效应”[23]。悬浮聚合过程中，在剪切力作用下单体液滴界面粘度效应一方面产生剪切粘性阻力，防止单体液滴的分裂，另一发生碰撞时，界面粘度效应又有保护分散剂的吸附层不被破坏的能力维持悬浮过程中小液滴能稳定存在。）引发剂种类和浓度影响着整个聚合反应。其分解是控制聚合速率的主剂的选取也异常重要。引发剂有偶氮类、有机过氧类和无机过氧类化引发剂有偶氮二异丁氰(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)及过硫酸钾和过发剂的选择需从聚合方法和温度、引发剂半衰期、聚合时间等多方面
使得粒子之间发生粘结聚并，使得最终聚合物粒子的粒径变大或者发聚。（6）在悬浮聚合中有诸多影响样品性能的因素。如原料的添加剂、试剂的浓度、的存放、药效以及随后的处理过程都对最终聚合物的性能等都有较大影响。 核壳结构微纳米材料1 按结构划分（1）简单核壳结构：一组分包覆实心的另一组分，两相稳定结合的核壳结构；（2）壳-壳结构（多层核壳结构）：一组分为核，二组分及三组分（更多组分）依次包覆一组分表面形成包覆膜且互相稳定结合的核壳结构；（3）中空核壳结构：一组分中空结构，二组分（更多组分）包覆在中空球表面且稳定结合的核壳结构。中空核构也是一种真正意义上的中空结构；（4）可移动的核壳结构：二组分（更多组分）腔结构，一组分为可移动的核（空心或实心），两组分分离的核壳结构[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]悬浮聚合法制备可发性聚苯乙烯/SiO2气凝胶核壳珠粒[J]. 耿刚强,赵诚斌,宗师. 化工新型材料. 2014(06)
[2]气凝胶单元体模型结构参数与等效热导率研究[J]. 刘鹤,李增耀,胡子君,陶文铨. 工程热物理学报. 2012(06)
[3]纳米孔硅气凝胶/聚苯乙烯核壳材料合成制备[J]. 耿刚强,李春轩,边功勋,王欢,邹俊俊. 长安大学学报(自然科学版). 2011(01)
[4]KH-570表面改性超细SiO2的研究[J]. 王宝玉,张苏明,兰玉顺,郭锴. 北京化工大学学报(自然科学版). 2010(05)
[5]Effective Thermal Conductivity Analysis of Xonotlite-aerogel Composite Insulation Material[J]. Gaosheng WEI~1 Xinxin ZHANG~2 Fan YU~21. School of Energy and Power Engineering, Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment of Ministry of Education, North China Electric Power University, Beijing 102206, China2. School of Mechanical Engineering, University of Science & Technology Beijing, Beijing 100083, China. Journal of Thermal Science. 2009(02)
[6]KH-550改性纳米二氧化硅的研究[J]. 解小玲,郭睿劼,贾虎生,刘旭光,许并社. 太原理工大学学报. 2008(01)
[7]六甲基二硅胺烷改性纳米二氧化硅工艺[J]. 唐洪波,张欣萌,马冰洁,钟玉华. 沈阳工业大学学报. 2007(06)
[8]核/壳结构复合纳米材料研究进展[J]. 刘威,钟伟,都有为. 材料导报. 2007(03)
[9]SiO2纳米孔超级绝热材料[J]. 董文辉. 中国非金属矿工业导刊. 2006(02)
[10]气凝胶热特性的研究现状[J]. 何飞,赫晓东,李垚. 材料导报. 2005(12)
博士论文
[1]功能性聚苯乙烯复合粒子的合成与性能研究[D]. 闫俊涛.吉林大学 2012
硕士论文
[1]阻燃型聚苯乙烯/SiO2气凝胶核壳复合珠粒制备及其发泡成型工艺研究[D]. 宗师.长安大学 2013
[2]纳米孔硅气凝胶/聚苯乙烯核壳复合材料合成制备工艺研究[D]. 边功勋.长安大学 2010
本文编号：3037883
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬浮聚合分散-聚合-成粒模型图
图 1.2 无机粉末和聚乙烯醇的分散保护模型Fig.1.2 Dispersed protection model of inorganic powder and polyvinyl alcohol聚合体系通常采用复合分散剂，复合分散剂选择要考虑分散和保护单能降低表面张力和提高分散效果，而且也要有保护单体液珠的能力。滴的表面形成吸附层[8]，起到物理隔离作用，来增强颗粒稳定性，此做“界面粘度效应”[23]。悬浮聚合过程中，在剪切力作用下单体液滴界面粘度效应一方面产生剪切粘性阻力，防止单体液滴的分裂，另一发生碰撞时，界面粘度效应又有保护分散剂的吸附层不被破坏的能力维持悬浮过程中小液滴能稳定存在。）引发剂种类和浓度影响着整个聚合反应。其分解是控制聚合速率的主剂的选取也异常重要。引发剂有偶氮类、有机过氧类和无机过氧类化引发剂有偶氮二异丁氰(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)及过硫酸钾和过发剂的选择需从聚合方法和温度、引发剂半衰期、聚合时间等多方面
使得粒子之间发生粘结聚并，使得最终聚合物粒子的粒径变大或者发聚。（6）在悬浮聚合中有诸多影响样品性能的因素。如原料的添加剂、试剂的浓度、的存放、药效以及随后的处理过程都对最终聚合物的性能等都有较大影响。 核壳结构微纳米材料1 按结构划分（1）简单核壳结构：一组分包覆实心的另一组分，两相稳定结合的核壳结构；（2）壳-壳结构（多层核壳结构）：一组分为核，二组分及三组分（更多组分）依次包覆一组分表面形成包覆膜且互相稳定结合的核壳结构；（3）中空核壳结构：一组分中空结构，二组分（更多组分）包覆在中空球表面且稳定结合的核壳结构。中空核构也是一种真正意义上的中空结构；（4）可移动的核壳结构：二组分（更多组分）腔结构，一组分为可移动的核（空心或实心），两组分分离的核壳结构[26]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]悬浮聚合法制备可发性聚苯乙烯/SiO2气凝胶核壳珠粒[J]. 耿刚强,赵诚斌,宗师. 化工新型材料. 2014(06)
[2]气凝胶单元体模型结构参数与等效热导率研究[J]. 刘鹤,李增耀,胡子君,陶文铨. 工程热物理学报. 2012(06)
[3]纳米孔硅气凝胶/聚苯乙烯核壳材料合成制备[J]. 耿刚强,李春轩,边功勋,王欢,邹俊俊. 长安大学学报(自然科学版). 2011(01)
[4]KH-570表面改性超细SiO2的研究[J]. 王宝玉,张苏明,兰玉顺,郭锴. 北京化工大学学报(自然科学版). 2010(05)
[5]Effective Thermal Conductivity Analysis of Xonotlite-aerogel Composite Insulation Material[J]. Gaosheng WEI~1 Xinxin ZHANG~2 Fan YU~21. School of Energy and Power Engineering, Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment of Ministry of Education, North China Electric Power University, Beijing 102206, China2. School of Mechanical Engineering, University of Science & Technology Beijing, Beijing 100083, China. Journal of Thermal Science. 2009(02)
[6]KH-550改性纳米二氧化硅的研究[J]. 解小玲,郭睿劼,贾虎生,刘旭光,许并社. 太原理工大学学报. 2008(01)
[7]六甲基二硅胺烷改性纳米二氧化硅工艺[J]. 唐洪波,张欣萌,马冰洁,钟玉华. 沈阳工业大学学报. 2007(06)
[8]核/壳结构复合纳米材料研究进展[J]. 刘威,钟伟,都有为. 材料导报. 2007(03)
[9]SiO2纳米孔超级绝热材料[J]. 董文辉. 中国非金属矿工业导刊. 2006(02)
[10]气凝胶热特性的研究现状[J]. 何飞,赫晓东,李垚. 材料导报. 2005(12)
博士论文
[1]功能性聚苯乙烯复合粒子的合成与性能研究[D]. 闫俊涛.吉林大学 2012
硕士论文
[1]阻燃型聚苯乙烯/SiO2气凝胶核壳复合珠粒制备及其发泡成型工艺研究[D]. 宗师.长安大学 2013
[2]纳米孔硅气凝胶/聚苯乙烯核壳复合材料合成制备工艺研究[D]. 边功勋.长安大学 2010
本文编号：3037883
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