SiO2气凝胶隔热材料制备及隔热耐火性能研究

摘要

以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用酸碱两步法制备出了不同表面活性剂CTAB用量的SiO2气凝胶,研究了表面活性剂对气凝胶的微观形貌、晶格结构、隔热性能和耐火性能的影响。研究结果表明:酸碱两步法制备出的SiO2气凝胶是典型的无定型二氧化硅;气凝胶由纳米颗粒相互堆积而成,颗粒尺寸在30~80 nm之间;CTAB的添加减小了SiO2气凝胶的粒子尺寸,骨架发生缩聚,气凝胶的抗压强度得到提高;CTAB含量为0.1 mol的SiO2气凝胶的抗压强度达到了1.216 MPa的最大值。在800℃时,CTAB含量为0.1 mol的SiO2气凝胶的最大残炭量为81.4%,导热系数最低为0.019 W/(m·K),保温性能最佳。CTAB含量为0.1 mol的SiO2气凝胶的垂直燃烧时间最短为8.1 s,LOI值最大为34.8%,垂直燃烧等级达到V1级,气凝胶在燃烧过程中的燃烧速度减弱,阻燃性能得到明显改善。