化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶(英文)摘要
聚酰亚胺(PI)气凝胶是一类密度低、机械性能好、隔热性能优异的多孔材料,通常使用昂贵的化学交联剂进行交联.氧化石墨烯(GO)是近年来广受关注的用于聚合物增强的纳米功能填料.以前报道的PI/GO复合材料多是纤维或膜的形式.为了获得PI/GO复合气凝胶,本文采用化学改性氧化石墨烯(m-GO)替代1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAB)等常规的交联剂,使之与4,4′-二氨基二苯基醚(ODA)和3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)反应,制得了m-GO交联的PI气凝胶.GO的化学改性通过其与过量ODA在水热条件下反应实现.通过扫描电子显微镜(SEM)研究了PI/m-GO气凝胶的微观结构.分别通过氮气吸脱附测试、热重分析和热线法研究了m-GO对气凝胶的孔特性、热稳定性和热导率的影响.测试结果表明,所获得的PI/m-GO气凝胶保持了高的孔隙率、热稳定性和绝热性.压缩测试结果显示,与采用1.8%(质量分数,w)的TAB进行交联的PI气凝胶相比,仅用0.6%(w)的m-GO交联所获得的气凝胶具有更高的比杨氏模量(杨氏模量/密度)、比屈服强度(屈服强度/密度)和更小的体积收缩率.
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