具有较低热收缩率的二氧化硅/聚酰亚胺气凝胶的合成与表征

《ACS Applied Polymer Materials》：Synthesis and Characterization of Silica/Polyimide Aerogels with Reduced Thermal Shrinkage

聚酰亚胺气凝胶（PIAs）通过引入30%含量高热稳定性二氧化硅气凝胶（SAs）制成复合材料，有效抑制了热收缩（从14.5%降至11.28%）和提升疏水性（接触角达98.3°），热分解温度提高26.3°C，显著改善其应用性能。

　　

聚酰亚胺气凝胶（PIAs）具有优异的隔热和防火性能，在锂离子电池等众多领域具有广泛的应用潜力。然而，它们在高温下的显著热收缩特性和高吸湿性严重限制了其在恶劣环境中的应用范围。本文提出了一种经济有效的策略：将热稳定性极高的二氧化硅气凝胶（SAs）与PIAs结合，制备SA/PIA复合气凝胶。实验结果表明，当二氧化硅的含量达到30%时，该复合材料的综合性能达到最佳状态。与纯PIA相比，其径向收缩率从14.5%降至11.28%，热分解温度峰值提高了26.3°C。此外，SA/PIA复合气凝胶的疏水性随二氧化硅含量的增加而增强，水接触角从46.1°升高至98.3°。值得注意的是，二氧化硅有效抑制了PIAs的热收缩，使得在300°C时的体积收缩率从92.4%降至58.4%。这项工作为缓解PIAs的热收缩问题并提升其疏水性提供了可行的方法，从而拓展了其在恶劣使用环境中的应用前景。