发布时间 : 星期二 文章柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析更新完毕开始阅读56b5fd5330126edb6f1aff00bed5b9f3f80f724f
上海工程技术大学毕业设计（论文） 柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析
摘 要 ............................................................... 3 1 绪论 ................................................................. 4
1.1 隔热材料国内外研究现状 ......................................... 4
1.1.1 隔热材料的种类 ........................................... 4 1.1.2 陶瓷纤维类隔热材料 ....................................... 6 1.2 陶瓷纳米纤维制备方法 ........................................... 9 1.3 SiO2纳米纤维的制备方法 ........................................ 10 1.4 静电纺SiO2 纳米纤维研究现状 ................................... 11
1.4.1 静电纺丝技术 ............................................ 11 1.4.2 溶胶-凝胶技术 ........................................... 12 1.4.3 静电纺SiO2 纳米纤维研究进展 ............................. 13
2 静电纺法制备SiO2纤维膜 ............................................. 15
2.1 引言 .......................................................... 15 2.2 实验材料及仪器 ................................................ 15
2.2.1 实验材料 ................................................ 15 2.2.2 主要实验设备和仪器 ...................................... 16 2.3 实验过程 ...................................................... 16 2.3.1 前驱体溶液的制备 ........................................ 16 2.3.2 杂化纳米纤维膜的制备 .................................... 17
2.3.3 SiO2纳米纤维膜的制备 .................................... 18 2.4 实验小结 ...................................................... 19 3 纳米纤维膜的测试与分析 .............................................. 19
3.1引言 ........................................................... 19 3.2 X射线衍射仪表征及分析 ......................................... 20
3.2.1 测试仪器 ................................................ 20 3.2.2 X射线衍射仪表征及分析 ................................... 20
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目 录
上海工程技术大学毕业设计（论文） 柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析
3.3 纳米纤维膜的形貌结构分析 ...................................... 21
3.3.1 实验仪器 ................................................ 21 3.3.2 杂化纳米纤维膜 .......................................... 21 3.3.3 不同煅烧温度下的 SiO2 纳米纤维膜 ........................ 23 3.3.4 不同NaCl浓度的 SiO2 纳米纤维膜 ......................... 23 3.4 实验小结 ...................................................... 25 4 SiO2纳米纤维膜的隔热性能 ............................................ 25
4.1 引言 .......................................................... 25 4.2 热学性能 ...................................................... 26
4.2.1 微观传热机制 ............................................ 26 4.2.2 宏观传热机制 ............................................ 27 4.3 SiO2纳米纤维膜的隔热机理 ...................................... 28 5 结论与展望 .......................................................... 29
5.1 主要结论 ...................................................... 29 5.2 课题展望 ...................................................... 30
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上海工程技术大学毕业设计（论文） 柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析
摘 要
摘要：在已有纳米纤维的制备技术中，静电纺丝具有生产成本低，纤维连续好、性能可控等优势，是目前最具潜力实现纳米纤维材料工业化生产的技术。在静电纺丝制备二氧化硅（SiO2）纤维的现有研究中，一方面存在纺丝难度大，纤维膜疵点多、产量低等问题，另一方面有关SiO2纳米纤维膜自身的柔性和力学性能等与实际应用紧密相关的研究却相对较少。
本课题针对以上问题，选择聚乙烯醇（PVA）作为静电纺聚合物模板，同时调节正硅酸乙酯（TEOS）水解工艺获得了可纺性优异的前驱体溶液.结合静电纺丝技术制备了二氧化硅纤维膜，并利用X射线衍射仪（XRD），扫描电子显微镜(SEM) 对纤维的形貌和结构进行了表征，还对其进行隔热测试表明，SiO2纤维膜在常温下具有超低的导热系数，在实际应用中也表现出优异的隔热效果。因此，SiO2纤维膜作为一种理想的隔热材料，将在隔热领域发挥重要作用。
关键词：静电纺丝，SiO2纤维膜，柔性，隔热
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上海工程技术大学毕业设计（论文） 柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析
柔性二氧化硅纤维膜的制备及隔热性能分析
吴旭峰051512101
1 绪论
隔热材料在能源节约、设备防护、消防安全等方面发挥着日益重要的作用。隔热 材料可分为有机隔热材料和无机隔热材料，在无机隔热材料中，陶瓷纤维隔 热材料具有轻质、不燃、隔热效果好、使用温度宽、耐腐蚀等优势[1]，在建筑、船舶、工业炉窑、工业管道、航空航天、热电池和防火服等领域具有广泛的应用和需求。纳米技术的出现，为柔性陶瓷纤维隔热材料的开发提供了新的思路。传统陶瓷材料质地较脆，韧性、强度较差，其应用受到了较大的限制。纳米技术为克服陶瓷材料的脆性带来了希望，以期使陶瓷具有像金属一样的柔韧性和可加工性。在众多的陶瓷纳米纤维材料中，SiO2纳米纤维具有生物相容性好、不存在晶析粉化等优势，在隔热、组织工程、过滤、光催化、吸附等领域具有很大的应用潜力。 1.1 隔热材料国内外研究现状 1.1.1 隔热材料的种类
隔热材料是指具有绝热性能、对热流可起屏蔽作用的材料或材料复合体，具有轻质、疏松、多孔、导热系数小的特点[2]。隔热材料种类多，分类方法也很多，可按材质、使用温度、形态和结构等来分类，按材料的形态可分为粉末状隔热材料、纤维状隔热材料、层状隔热材料、纳米孔隔热材料、金属泡沫等[3]。 （1）粉末状隔热材料
粉末状隔热材料的品种有很多，主要有有机物、无机物和金属基质等。粉末状隔 热材料主要有硅藻土、玻璃空心微珠、多孔陶瓷土、陶瓷空心微珠等，其每个颗粒本身其实就是一种多孔体，可有效阻止热量传递。粉末状隔热材料以低导热系数、低密度的特点，使用时一般在构件中堆积填充，或与其他基体材料复合制成块体使用[4]。
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