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发现一种共聚和纳米尺度相分离的合成新策略

[日期:2019-05-06 16:12] 作者:peili [字体: ]
  最近,中国科学技术大学俞书宏教授课题组以壳聚糖作三维软模板,开展了一种酚醛树脂(PFR)与SiO2共聚和纳米标准相别离的组成新策略,成功研发了具有双网络结构的PFR/SiO2复合气凝胶资料。研讨论文宣布在Angew.Chem.Int.Ed.上,论文的榜首作者是博士后于志龙。
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  工业建筑和保持室内舒适温度所耗费的能量占到国际每年总能耗的30%以上,隔热资料的运用能够进步建筑物的能量利用率和下降能耗。但是,传统的有机隔热资料遍及易燃,有机阻燃剂的运用则会对环境和人类健康形成损害,无机隔热资料的热导率遍及偏高。而一般的有机无机复合隔热资料尽管阻燃性有所进步,但仍难耐受长期的火焰腐蚀,由于单涣散状况的无机组分会跟着聚合物基体的焚烧而逐步掉落,然后失掉维护效果。为此,俞书宏课题组研发了这种双网络结构的复合气凝胶,该复合气凝胶具有树枝状的微观结构,纤维的尺度在20nm以内,且两种组分各自都成接连的网络,完成了有机、无机组分在纳米标准上的均匀涣散,并且两组分间具有很强的界面相互效果。研讨人员通过调控硅源的增加量即可调控复合气凝胶的密度、无机含量、力学强度等物理参数。这种复合气凝胶能够接受60%的紧缩而不决裂,具有必定的机械强度和可加工性。该气凝胶具有很好的隔热效果,最低热导率可达24mW/mK,优于传统的发泡聚苯乙烯等资料,在相对低温文低湿度的环境下,其热导率保持在28mW/mK。


  这种共同的双网络结构赋予了气凝胶优异的防火阻燃功能。研讨人员用丙烷丁烷喷灯火焰(1300?C)和酒精灯火焰(500~600?C)来检测气凝胶的耐火性,并用红外热成像仪记载样品反面的温度改变。通过30分钟的测试,喷灯火焰下样品反面温度稳定在300?C左右,酒精灯火焰下温度稳定在150?C左右,并且跟着有机组分的焚烧,SiO2网络露出出来并附着在气凝胶外表而不会掉落,持续发挥阻隔热量的效果。这种资料能够防止在发作火灾时建筑物承力结构的失效,为人员撤离争取了时刻。
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  该作业得到了国家自然科学基金委立异研讨集体、国家自然科学基金要点基金、国家严重科学研讨方案、中国科学院前沿科学要点研讨项目、中国科学院纳米科学杰出立异中心、姑苏纳米科技协同立异中心、合肥壮科学中心杰出用户基金的赞助。
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