有机硅改性酚醛气凝胶的制备及隔热疏水性能

作者：范佳敏; 秦岩^*; 傅华东; 薛宸沂; 常凯

来源：高分子材料科学与工程, 2023, 39(10): 29-39.

DOI：10.16865/j.cnki.1000-7555.2023.0243

• 酚醛气凝胶
• 辛基三乙氧基硅烷
• 化学接枝法
• 物理共混法
• 疏水性

酚醛(PR)气凝胶具有低密度和低导热等突出优点，广泛用作隔热、保温材料。然而，传统的PR气凝胶制备工艺复杂，且与生俱来地存在易吸湿的弊端。文中以线型酚醛树脂为原料、辛基三乙氧基硅烷(OTES)为疏水剂，分别通过化学接枝法和物理共混法制备了硅改性酚醛树脂，进一步借助溶胶-凝胶和常压干燥工艺制备了硅改性酚醛气凝胶。采用扫描电子显微镜和能谱分析、N2吸附-脱附实验、同步热分析、热常数和疏水角测量对气凝胶进行表征，并通过水浸泡实验评估其吸水性能。所制备的试样密度在0.205～0.260 g/cm3、热导率在0.040～0.044 W/(m·K)。研究表明，引入OTES在不同程度上改善了PR气凝胶的热稳定性、疏水性和隔热性能，且化学接枝法的综合表现优于物理共混法。物理共混改性使气凝胶的高温残重率提高约5%，疏水角提高约121.0°，在水中的饱和吸湿率为59.6%(改性前高达349.5%)；而通过化学接枝路线添加少量的OTES即可大幅度提升气凝胶性能，残重率增加约10%、疏水角达153.4°、饱和吸湿率仅19.6%。

• 单位
  武汉理工大学