編號：NMJS08134
篇名：中空二氧化硅微球的制備及其對聚合物復合材料導熱系數(shù)的影響
作者：舒晶晶 陳劍 陳亞威 趙楚 汪謨貞 葛學武
關(guān)鍵詞： 中空二氧化硅微球 硅橡膠 導熱系數(shù) 隔熱材料
機構(gòu)： 中國科學院軟物質(zhì)化學重點實驗室 中國科學院能量轉(zhuǎn)換材料重點實驗室
摘要： 中空微球/聚合物復合材料的熱導系數(shù)與中空微球的含量和結(jié)構(gòu)密切相關(guān).本文以微米級單分散聚苯乙烯(PS)微球為犧牲模板,通過調(diào)控PS微球和正硅酸四乙酯(TEOS)的相對含量,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H-SiO2微球的化學成分和形貌進行了表征,并進一步測定了不同含量和r/R的H-SiO2與聚二甲基硅氧烷(PDMS)復合后得到的H-SiO2/PDMS復合材料的導熱系數(shù),探究了H-SiO2微球的含量和r/R對復合材料導熱系數(shù)的影響.通過與中空微球/聚合物復合材料導熱系數(shù)的理論模型計算結(jié)果相比較,證實了只有當H-SiO2具有完整結(jié)構(gòu)且r/R高于0.963時,其添加到PDMS中才能降低復合材料的熱導系數(shù),且下降程度隨H-SiO2含量增加而增大,從而提高復合材料的隔熱性能.與此同時,當H-SiO2添加量在質(zhì)量分數(shù)5%以內(nèi)時,H-SiO2/PDMS復合材料的力學性能也隨著H-SiO2含量增加而有所增加.H-SiO2質(zhì)量分數(shù)為5%時,復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率分別提高了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)計制備提供了理論和實驗指導.
