[发明专利]一种聚合物气凝胶的制备方法

说明书

本发明属于新材料制备领域，涉及一种聚合物气凝胶的制备方法。本方法采用高分子粉末为前驱体，首先配制高分子溶液，然后将高分子液膜浸没在凝固浴中进行凝胶化，最后对凝胶进行干燥得到聚合物气凝胶。本发明所制备的聚合物气凝胶具有良好的柔韧性，可以用于低温潮湿环境下的隔热保温、水处理和气体分离等领域。

技术领域

本发明属于新材料的制备领域，具体涉及一种聚合物气凝胶的制备方法。

背景技术

气凝胶具有三维纳米多孔网络结构，赋予其低密度、高比表面积、大孔隙率等特性，在隔热保温、吸附、催化剂及载体等方面表现出优异性能。氧化硅气凝胶已实现商品化和产业化，但氧化硅气凝胶强度低、对水和有机溶剂不耐受。高分子材料具有良好的柔韧性和溶剂耐受性，采用高分子粉末制备的聚合物气凝胶也具有良好的溶剂耐受性和柔韧性。

发明内容

本发明的目的是提供了一种聚合物气凝胶的制备方法，采用该方法可以制备柔韧性能良好的聚合物气凝胶材料，且聚合物气凝胶的厚度可调。

本发明的技术方案为：一种聚合物气凝胶的制备方法，其具体步骤如下：

(1)在有机溶剂中加入质量分数为0～10％的增强材料，分散10～60分钟后，加入相对于有机溶剂质量分数为5～15％的高分子粉末，然后搅拌得到高分子溶液，将高分子溶液静置；

(2)将静置后的高分子溶液在基板表面刮出厚度100～2000微米的液膜，然后静置，随后将基板浸入凝固浴中1～30分钟，液膜形成凝胶；

(3)所述的凝胶浸泡在老化液中1～3天，然后干燥得到聚合物气凝胶。

优选步骤(1)中所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的一种。

优选步骤(1)中所述的增强材料为石墨烯、碳纳米管、短切纤维、晶须或凹凸棒土中的一种。

优选步骤(1)中所述的分散为机械分散或超声分散中的一种。

优选步骤(1)中所述的高分子粉末为聚偏氟乙烯、聚氯乙烯或聚氨酯中的一种。

优选步骤(1)中所述的搅拌为在60～120℃转速200～600r/min下搅拌1～10小时。

优选步骤(1)中所述的静置为在20～60℃静置2～24小时。

优选步骤(2)中所述的静置为在0～60℃静置10～120秒。

优选步骤(3)中所述的老化液为乙醇、甲醇或水中的一种

优选步骤(3)中所述的干燥为二氧化碳超临界干燥、冷冻干燥、常压干燥或真空干燥中的一种。

有益效果：

本发明所提供的聚合物气凝胶制备方法简单、环保，不需要采用任何酸或碱催化剂，所制备出的聚合物气凝胶对水和有机溶剂耐受性良好，具有较好的柔韧性，可用于水处理、低温环境下的隔热保温、特装服装等领域。

附图说明

图1为实例1制得的聚合物气凝胶的实物照片。

具体实施方式

实例1