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粘土气凝胶具有密度低、比表面积大、孔隙率高等特点,使其具有广阔的应用前景。粘土气凝胶制备工艺简单环保,但其力学性能差,极大限制了其使用范围。因此本文通过增强改性手段改善其力学性能以拓宽其在各领域的使用范围。以增强粘土气凝胶力学性能为主要目标,采用硫酸钙晶须作为增强体,通过低温冷冻干燥法制备出一系列硫酸钙晶须/粘土气凝胶复合材料,研究了增强材料对其性能的影响。实验结果表明加入硫酸钙晶须后粘土气凝胶复合材料具有良好的成块性,力学性能较纯粘土气凝胶有了明显的提高。当硫酸钙晶须的添加量为1wt%、2wt%、3wt%、4wt%时粘土气凝胶的力学性能分别为0.85MPa、1.38MPa、1.73MPa、3.63MPa,;同时其导热系数较纯粘土气凝胶有一定程度的降低,其中当硫酸钙晶须添加量为4wt%时,粘土气凝胶复合材料的导热系数为0.0452W·m-1·K-1。同时研究了不同粘合剂对硫酸钙晶须性能的影响。以聚乙烯醇、果胶、酪蛋白作为粘土与硫酸钙晶须间的粘合剂,制备出不同种类、不同含量粘合剂下一系列的硫酸钙晶须/粘土气凝胶复合材料。研究发现,粘合剂能够在不同程度上改善硫酸钙晶须/粘土气凝胶复合材料的性能。其中聚乙烯醇降低复合材料导热系数效果最佳,导热系数最低可达0.0386 W·m-1·K-1,干酪素下的复合材料热稳定性最佳,其分解温度可达350.9oC,而果胶能大幅提高复合材料的力学性能,其压缩模量和相对弹性模量分别为4.21MPa、34.2MPa·cm3·g-1。通过加入交联剂,进一步改善了硫酸钙晶须/粘土气凝胶复合材料的力学性能,研究了交联剂种类对复合材料力学性能的影响,结果表明增强效果按照大小排列:Al2(SO4)3·18H2O>CaCl2>NaCl。当交联剂为Al2(SO4)3·18H2O时,硫酸钙晶须/粘土气凝胶复合材料的压缩模量和比模数分别为13.6MPa、123.6。