[发明专利]一种静电纺纳米纤维增强二氧化硅气凝胶的制备方法

摘要

本发明涉及一种常压干燥快速制备力学性能优异的静电纺纳米纤维增强型二氧化硅气凝胶块体的方法。所使用的纳米纤维采用静电纺丝制备，所制得的纳米纤维增强二氧化硅气凝胶既保持了低密度、高孔隙率的优点，又克服了整体性差、脆性大的缺点。本发明以烷氧基硅烷水解后形成的二氧化硅溶胶作为静电纺丝的接收体，并使纳米纤维均匀分散在其中；以氨水为催化剂使二氧化硅溶胶形成凝胶，再进行老化和改性，制得静电纺纳米纤维增强二氧化硅气凝胶。本方法的突出特点是无需采用危险和昂贵的超临界干燥，操作简单，过程可控，周期短，成本低，可连续化生产，得到的产品物理性质优良，并且具有优异的力学性能。

主权项

1.一种静电纺纳米纤维增强二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于由以下步骤制备：1）二氧化硅溶胶的配制及水解将烷氧基硅烷、去离子水和无水乙醇混合，采用盐酸将溶液pH调节为3~4，磁力搅拌12~24 h使硅烷水解，得到溶液A；按摩尔比，烷氧基硅烷：去离子水：无水乙醇=1：（0.2~0.6）：（10~20）；所述烷氧基硅烷为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；2）静电纺丝及纳米纤维的分散将聚合物溶于有机溶剂中形成纺丝液，通过高压静电纺丝的方法制备聚合物纳米纤维，所述聚合物的种类包括聚丙烯腈、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯和醋酸纤维素等；采用步骤1）配制的溶胶作为接收体收集并均匀分散纳米纤维形成纳米纤维复合二氧化硅溶胶；3）复合二氧化硅凝胶的制备、老化、改性和常压干燥在步骤2）得到的复合二氧化硅溶胶中加入氨水调节体系pH为8~8.5，即得到二氧化硅湿凝胶，将湿凝胶浸没于无水乙醇溶液中进行凝胶老化，再将老化后的湿凝胶浸没于三甲基氯硅烷或六甲基二硅胺、无水乙醇和正己烷的混合溶液中，进行表面改性，改性后的湿凝胶进行常压干燥，得到静电纺纳米纤维增强二氧化硅气凝胶块体。