耐高溫隔熱復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物理、化學(xué)性質(zhì)的材料組合而成具有特定性能的復(fù)合材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿(mǎn)足各種不同的要求。聚合物基復(fù)合材料是以有機(jī)聚合物為基體，通過(guò)與纖維或其他材料等復(fù)合而顯著增強(qiáng)性能的材料。聚合物基復(fù)合材料的最明顯特征是性能可設(shè)計(jì)性，可以根據(jù)不同的需要制備不同性質(zhì)的復(fù)合材料。PI作為一種聚酰亞胺材料，本身是一種耐高溫聚合物;而層狀硅酸鹽作為一類(lèi)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，是很

2、好的耐火材料。因此，兩者的復(fù)合可以制備出具有優(yōu)良的耐高溫隔熱性復(fù)合材料。將層狀硅酸鹽包覆有機(jī)耐高溫聚合物纖維的研究少有報(bào)道。
　　 本文是以PI為連續(xù)相，采用兩種層狀硅酸鹽:蛭石和蒙脫土用來(lái)包覆填充PI纖維。主要在以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:
　　 首先制備剝分蛭石，依次采用砂磨、鈉化、插層、球磨等方法，制備出片層較薄徑厚比較大的剝分蛭石。制備過(guò)程中探討了氯化鈉濃度對(duì)蛭石陽(yáng)離子交換容量的影響;研究了沉降時(shí)間對(duì)蛭石粒徑大小及分布

3、的影響。用XRD、FTIR、TGA、TEM、粒徑測(cè)試表征了各個(gè)階段的蛭石，最終得到理想的剝分蛭石。試驗(yàn)結(jié)果表明:在一定濃度范圍增加氯化鈉的濃度能夠促進(jìn)離子交換反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行，得到具有理想陽(yáng)離子交換容量的蛭石。
　　 將剝分蛭石包覆于PI中，制得復(fù)合材料，并測(cè)試復(fù)合材料的耐高溫隔熱性。比較了原材料與復(fù)合材料的耐高溫隔熱性，研究了不同蛭石含量百分比對(duì)復(fù)合材料耐高溫隔熱性、形變的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:蛭石包覆填充于PI纖維后，所得的復(fù)合

4、材料與原材料相比耐高溫隔熱性有明顯的提高，且隨蛭石含量百分比的增加，復(fù)合材料的形變率也減小，當(dāng)蛭石含量百分比增加至70％后，復(fù)合材料的耐高溫隔熱性增加緩慢。
　　 蒙脫土作為一種具有柔性的層狀硅酸鹽，具有成膜性。對(duì)蒙脫土成膜工藝中的因素進(jìn)行探討，得到最佳工藝，制備出半透明具有柔性的蒙脫土膜。在其優(yōu)異的成膜性基礎(chǔ)下，用蒙脫土包覆PI纖維制備復(fù)合材料。
　　 將蒙脫土包覆填充于PI中，制備得一定蒙脫土百分比含量的復(fù)合材料，研