填充型多孔隔热复合材料的制备及性能研究

• 作 者: 王慧利
• 机 构: 西南科技大学
• 出 处: 西南科技大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 隔热材料 液体硅橡胶 空心玻璃微珠 纳米管 中空聚酯纤维 导热率 复合材料

在经济高速发展的今天，能源短缺和需求速度增加的矛盾成为制约经济发展、社会进步的极大障碍。因此，如何节约能源生产出高效能、复合型隔热材料来解决生产和生活中的高消耗、高输出等问题受到人们的广泛关注。　　
本文分别采用资源丰富的空心玻璃微珠、制备方法简易的SiO2纳米管和中空聚酯纤维为主要填料，以液体硅橡胶为基体制备了低导热系数的轻质多孔隔热复合材料。分别采用导热系数测试、动态力学性能测试及扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重(DSC-TG)等现代分析测试手段对所制备的隔热复合材料进行观察和表征，探讨所制备材料的隔热性能、耐热稳定性等。通过多次反复实验，确定不同填料在隔热复合材料的添加量，同时也研究了隔热复合材料的隔热性能随填料添加量之间的变化关系。最后，针对所制备隔热复合材料的不足之处加以改性，制备出可以满足不同要求的高效隔热复合材料。　　
研究结果显示，制备的四种不同隔热复合材料，隔热效果最好的是空心玻璃微珠隔热复合材料，在其填料含量为15份时，制备得到的隔热复合材料的热导率低至0.0135W/m·K，但此种材料的力学性能并不理想，拉伸强度仅为0.615MPa、断裂伸长率为242％。通过研究的深入，最后采用混合添加法制备得到的隔热复合材料在纤维含量(长径比100)，空心玻璃微珠含量为15份时，其热导率为0.025W/m·K，拉伸强度增至1.21MPa，即在热导率上升幅度不大的情况下，其力学性能得到了很好的改善。　　
由于本课题所采用的制备工艺和设备简单，原料来较广泛、成本低廉，制品绝热效果较为突出、综合性能较好，是一种高效的复合型隔热新材料，因此产品具有广阔的应用前景和极大的工业推广价值。