响应面法制备有机硅氧烷气凝胶的工艺优化及表征

为探究降低二氧化硅气凝胶体积密度的有效途径,以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)为硅源合成有机硅氧烷气凝胶,基于Box-Behnken Design响应面设计方法,分析MTMS/DMDES摩尔比、H2O/Si摩尔比、氨水浓度这3个因素及其交互作用对气凝胶体积密度的影响机理与规律,得到最佳制备工艺条件。制备低密度有机硅氧烷气凝胶的最佳工艺条件为MTMS/DMDES摩尔比6/4,H2O/Si摩尔比25,氨水浓度1mol/L。在此优化条件下,气凝胶体积密度为0.148g/cm3,与理论值基本吻合。研究结果表明:各因素对气凝胶体积密度的影响主次顺序为氨水浓度、MTMS/DMDES摩尔比、H2O/Si摩尔比;气凝胶由球形粒子连接组成,粒径为3~4μm;平均孔径约为7.03μm;气凝胶具有良好的疏水性、抗压缩性和热稳定性,接触角高达146.2°,60%应变时应力为25.4kPa,热分解温度达到389.2℃,导热系数为0.0564W/(m·K)。

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本文档关键词:备有,表征,响应,优化,法制