大尺寸超轻高弹聚酰亚胺纳米纤维气凝胶的制备与性能

编号：NMJS09473

篇名：大尺寸超轻高弹聚酰亚胺纳米纤维气凝胶的制备与性能

作者：徐钊 申承成 赵海峰 刘聪 郭栋才 张羽 王珂 盛强

关键词： 聚酰亚胺气凝胶 隔热材料 纳米纤维 超弹性

机构： 中国科学院空间应用工程与技术中心 中国科学院大学航空宇航学院

摘要： 采用优化的模板冻干法在不同冷冻温度(−50,−20,0℃)下制备聚酰亚胺(PI)纳米纤维质量分数为0.3%~0.7%的大尺寸PI纳米纤维气凝胶,研究了气凝胶的微观结构、导热性能、力学性能、介电性能以及吸声性能。结果表明:采用模板冻干法制备的PI纳米纤维气凝胶最大尺寸可达50 cm×50 cm×1 cm;−20℃冷冻温度下制备的PI纳米纤维气凝胶的孔洞尺寸更小,纤维分布更均匀;PI纳米纤维质量分数0.3%~0.5%气凝胶的密度在(3~5)×10−3 g·cm−3,导热系数在0.0236~0.0266 W·m−1·K−1,最大压缩应变大于90%,弹性模量在1~3 kPa;PI纳米纤维质量分数0.3%气凝胶的介电常数在1 MHz处为2.65,小于PI固体树脂,PI纳米纤维质量分数0.4%气凝胶在4000~6400 Hz频段下的平均吸声系数可达0.86。制备的PI纳米纤维气凝胶具有超轻质与低导热、良好柔韧性与回弹性等优点。