SiO2气凝胶/PS核壳复合保温材料制备及成型研究

摘要

聚苯乙烯泡沫保温板广泛应用于建筑外墙外保温系统,是一种高效的保温材料;但其泡孔结构不均匀,导热系数(0.041W/(m×K))较高,并且易燃,防火安全性能差。本文采用无机-有机复合,分散聚合原理,将新型轻质纳米多孔三维网络状SiO2气凝胶与苯乙烯单体进行微波化学合成,制备出核壳复合微粒;并将其用发泡成型方法,制备出SiO2气凝胶/PS复合保温板,发挥两种材料的优势,降低聚苯乙烯板导热系数,为研究新型建筑节能材料起到应有的作用。
　　本文以无水乙醇(EtOH)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)作为分散剂,偶氮二异丁氰(AIBN)作为引发剂,通过微波辐射,诱发苯乙烯(St)与SiO2气凝胶粒子复合;研究了SiO2气凝胶与St质量之比、PVP-K30、AIBN和醇水比对核壳复合粒子密度、粒径分布、包覆率以及St转化率的影响,并通过FE-SEM观察形貌以及能谱分析;优化了微波反应参数(温度、时间、功率),以St转化率作为评价指标;通过发泡成型工艺(发泡剂、温度、时间、压力)对复合板泡孔结构、抗压强度、冲击韧性及导热系数进行了实验分析和表征。
　　试验结果表明,分散聚合法最佳工艺参数为:SiO2气凝胶和苯乙烯单体质量比1:20;超声分散条件500W、20min;醇水体积比9:1;PVP-K30与SiO2气凝胶质量比1:1;0.2gAIBN,两次加入。微波加热最佳工艺参数为:500W、75℃、100min。发泡成型最佳工艺为:发泡剂与核壳复合粒子质量比20:1;发泡温度135℃,模压压力200Kg/cm2,发泡时间25min。SiO2气凝胶/PS复合保温板抗压强度4.2MPa,力学性能良好;泡孔尺寸260～300μm;导热系数0.026W/(m×K),保温性能优良。

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第一章 绪论

1.1概述

1.2核壳复合材料

1.3分散聚合法制备SiO2气凝胶/PS核壳复合微粒

1.4微波加热技术概述

1.5 SiO2气凝胶/PS核壳复合微粒发泡成型

1.6本论文研究目标及创新点

1.7本论文研究内容

第二章 实验方案

2.1试验材料及仪器设备

2.2试验工艺流程

2.3试验结果检测

第三章 SiO2气凝胶/PS核壳复合材料制备

3.1分散聚合法制备参数对核壳复合材料的影响研究

3.2微波加热参数对核壳复合材料的影响研究

3.3 SiO2气凝胶/PS核壳复合材料的性能

3.4 SiO2气凝胶/PS核壳复合材料形貌分析

第四章 SiO2气凝胶/PS核壳复合材料发泡成型

4.1发泡剂对泡孔结构的影响

4.2发泡温度对泡孔结构的影响

4.3模压压力对泡孔密度的影响

4.4发泡时间对泡孔结构的影响

4.5泡孔结构对复合保温板性能的影响

结论与展望

主要结论：

存在问题及展望：

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢