摘要
多孔隔热材料能够有效阻隔热量的传递，其主要是利用材料内部的大量气孔,减缓热传导与热对流的速率来达到隔热目的。气凝胶具有低密度、高孔隙率、低导热系数的特点，是一种很好的隔热保温材料。纤维素气凝胶具备绿色环保、原料来源广泛、可再生等诸多优点，但其热稳定性能较差。本课题对纤维素微纤维进行无机改性以提高气凝胶的热稳定性与隔热性能，并对气凝胶进行疏水改性，再将改性后的气凝胶与织物结合，得到隔热性能好的气凝胶复合织物。本研究将为纤维素气凝胶在织物上进行隔热保暖应用提供一定思路。 本论文的研究内容分为以下3个方面:（1）选用六水氯化铝（AlCl3·6H2O）、正硅酸乙酯（TEOS）分别对纤维素微纤维进行无机改性，制得改性纤维素气凝胶。探究AlCl3·6H2O、TEOS质量百分比浓度对气凝胶隔热性能的影响，对气凝胶进行微观形貌、化学成分、隔热性能分析后，得出AlCl3·6H2O、TEOS最佳改性比例;（2）使用全氟己基乙基三甲氧基硅烷（PFOTMS）和3-氨丙基三甲氧基硅烷（KH540）对无机改性后的气凝胶进行疏水改性。探究改性单体的配比和疏水改性剂总用量对气凝胶疏水性能的影响，并对气凝胶进行化学成分、微观形貌、比表面积、热导率、隔热性能分析;（3）将经过疏水处理的Al2O3、SiO2改性纤维素水凝胶以浇铸的方式与棉、涤纶织物结合，制备得到气凝胶复合织物。探究气凝胶层厚度及不同基布对气凝胶复合织物隔热性能、服用性能的影响。 研究结果表明:（1）使用AlCl3· 6H2O对气凝胶改性后，气凝胶的初始分解温度由215℃提高至264℃,导热系数为0.03041 W/（m·K）;使用TEOS改性后,气凝胶的热分解温度提高到253℃,导热系数为0.02984 W/（m·K）;最佳改性配比为6％AlCl3·6H2O、8％ TEOS,此时气凝胶的初始分解温度为262℃,导热系数为0.03003 W/（m·K）;（2）最佳疏水改性配比为:在100 mL 2 wt％的CMF悬浮液中，加入 PFOTMS 和 KH540 各 1 mL,6 gAlCl3·6H2O,8 g TEOS,所得气凝胶具备较好疏水性能，此时水接触角为141.5°;疏水改性并未对气凝胶的隔热及其他性能造成影响;（3）气凝胶层厚度越厚时，气凝胶复合织物的隔热性能越好，但过厚会导致复合织物的透气性下降，当气凝胶层厚度为6mm时，气凝胶复合织物的隔热和服用性能均较好;不同基布气凝胶复合织物的隔热性能与原织物相比有了很大的提升，服用性能则主要受原织物性能影响。
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