耐高溫隔熱復合材料的制備與性能研究.pdf

1、復合材料是指由兩種或兩種以上不同物理、化學性質的材料組合而成具有特定性能的復合材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。聚合物基復合材料是以有機聚合物為基體，通過與纖維或其他材料等復合而顯著增強性能的材料。聚合物基復合材料的最明顯特征是性能可設計性，可以根據不同的需要制備不同性質的復合材料。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無機鹽類，是很

2、好的耐火材料。因此，兩者的復合可以制備出具有優(yōu)良的耐高溫隔熱性復合材料。將層狀硅酸鹽包覆有機耐高溫聚合物纖維的研究少有報道。
　　 本文是以PI為連續(xù)相，采用兩種層狀硅酸鹽:蛭石和蒙脫土用來包覆填充PI纖維。主要在以下幾個方面展開研究:
　　 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。制備過程中探討了氯化鈉濃度對蛭石陽離子交換容量的影響;研究了沉降時間對蛭石粒徑大小及分布

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

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，復合材料的形變率也減小，當蛭石含量百分比增加至70％后，復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。對蒙脫土成膜工藝中的因素進行探討，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)異的成膜性基礎下，用蒙脫土包覆PI纖維制備復合材料。
　　 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合材料，研