編號(hào)：NMJS08134
篇名：中空二氧化硅微球的制備及其對(duì)聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響
作者：舒晶晶 陳劍 陳亞威 趙楚 汪謨貞 葛學(xué)武
關(guān)鍵詞： 中空二氧化硅微球 硅橡膠 導(dǎo)熱系數(shù) 隔熱材料
機(jī)構(gòu)： 中國科學(xué)院軟物質(zhì)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國科學(xué)院能量轉(zhuǎn)換材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 中空微球/聚合物復(fù)合材料的熱導(dǎo)系數(shù)與中空微球的含量和結(jié)構(gòu)密切相關(guān).本文以微米級(jí)單分散聚苯乙烯(PS)微球?yàn)闋奚０?通過調(diào)控PS微球和正硅酸四乙酯(TEOS)的相對(duì)含量,制備了一系列表面包覆不同厚度SiO2的PS@SiO2核殼結(jié)構(gòu)微球,用高溫煅燒去除PS模板后,得到不同球壁內(nèi)外徑比(r/R)的中空SiO2(H-SiO2)微球.通過紅外光譜,、掃描和透射電子顯微鏡等對(duì)H-SiO2微球的化學(xué)成分和形貌進(jìn)行了表征,并進(jìn)一步測(cè)定了不同含量和r/R的H-SiO2與聚二甲基硅氧烷(PDMS)復(fù)合后得到的H-SiO2/PDMS復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù),探究了H-SiO2微球的含量和r/R對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響.通過與中空微球/聚合物復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的理論模型計(jì)算結(jié)果相比較,證實(shí)了只有當(dāng)H-SiO2具有完整結(jié)構(gòu)且r/R高于0.963時(shí),其添加到PDMS中才能降低復(fù)合材料的熱導(dǎo)系數(shù),且下降程度隨H-SiO2含量增加而增大,從而提高復(fù)合材料的隔熱性能.與此同時(shí),當(dāng)H-SiO2添加量在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%以內(nèi)時(shí),H-SiO2/PDMS復(fù)合材料的力學(xué)性能也隨著H-SiO2含量增加而有所增加.H-SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí),復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別提高了100%和360%.本工作為高性能中空微球填充聚合物基隔熱材料的設(shè)計(jì)制備提供了理論和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).
