硅气凝胶与单/双壳空心微球在有机硅涂层中的合成及性能对比研究：热稳定性/绝缘性与机械性能的协同优化

（编辑推荐）本研究通过溶胶-凝胶法和模板法成功合成三种硅基多孔材料——硅气凝胶(SA)、空心硅微球(HS)和双壳硅-钛空心微球(HST)，并系统评估其在有机硅树脂涂层中的热绝缘性能。研究发现，双壳HST因独特双层结构和92%以上的近红外反射率展现最优综合性能（0.0356 W/(m·K)），在8 wt%添加量时实现热导率0.129 W/(m·K)且保持优异机械强度，为高性能隔热涂层设计提供新策略。

　　

Highlight

三种硅基多孔材料——硅气凝胶(SA)、单壳空心硅微球(HS)和双壳硅-钛空心微球(HST)通过溶胶-凝胶和硬模板法合成，并在有机硅树脂涂层中展现出卓越性能。双壳HST因其独特结构和高反射率成为明星材料：

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  热稳定性：SA的Si-O键（462 kJ/mol）和Si-C键（326.4 kJ/mol）网络赋予其超强耐热性，在氮气氛围下经历四阶段降解仍保持结构完整

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  性能对比：SA虽创下最低热导率记录（0.0297 W/(m·K)），但添加量超过5 wt%会导致涂层粘度剧增；而8 wt% HST的复合涂层SHST4实现0.129 W/(m·K)热导率，同时机械性能无损

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  双壳优势：HST的双壳结构通过增强光散射和多层声子散射界面，配合二氧化钛的高折射率特性，使近红外反射率突破92%

Conclusion

这项研究不仅揭示了不同硅基材料在热绝缘涂层中的构效关系，更通过HST的双壳设计攻克了传统材料机械-隔热性能不可兼得的难题，为建筑、石化等领域的涂层升级提供标杆方案。

（注：翻译严格遵循原文数据，如热导率单位W/(m·K)和化学键能kJ/mol均保留标准表达，专业术语均标注英文缩写）