溶膠與凝膠技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 08:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 iOH基團(tuán)濃度增加 , 有利于縮聚反應(yīng)進(jìn)行 當(dāng) r4時 , 隨 r的增加硅酸乙酯水解后形成的 SiOH基團(tuán)濃度逐漸減小 , 基團(tuán)難以發(fā)生碰撞 ,導(dǎo)致膠凝時間變長 凝膠化轉(zhuǎn)變的影響因素 體系溫度對凝膠化轉(zhuǎn)變時間的影響 : 溫度升高 , 體系的膠凝時間縮短 硅酸乙酯水解活性較低 , 體系溫度升高后 , 體系中 分子的平均動能增加 , 分子運(yùn)動速率提高 , 從而提高了硅酸乙酯與水分子碰撞的機(jī)率 , 使更多的硅酸乙酯分子成為活化分子 潤濕凝膠體的干燥 傳統(tǒng)干燥工藝 : 將試樣放入干燥器中加蓋 , 蓋上有 1mm用聚甲基戊烯制備的微孔的蓋子 . 于 800C保溫 120h, 然后用 96h連續(xù)升溫到 1500C, 保溫 24h 凝膠體中的兩種氣孔模型 特殊干燥凝膠體工藝 超臨界流體干燥和冷凍干燥技術(shù) 干燥膠體的燒結(jié) 脫水反應(yīng) 物理吸附 , 溫度 在 1700C左右可基本除盡 溫度 4000C時 , 脫水反應(yīng)可逆 溫度 4000C時 , 結(jié)構(gòu)的收縮及氣孔的減少和排除 , 脫水不可逆 差熱分析 凝膠體玻璃化 干燥后的凝膠進(jìn)行燒結(jié) : 200C/h升溫到 10500C,保溫2h, 即可得到無氣孔玻璃材料 玻璃凝膠開裂的影響因素及預(yù)防方法 開裂的影響因素 : 溶膠的配比 干燥制度的影響 凝膠塊體的結(jié)構(gòu) 預(yù)防方法 : 調(diào)整溶膠的配比濃度 , 及適量溶劑的含量 干燥溫度一般為 800C1800C, 一般原則 : 階段式保溫和慢升溫 防止凝膠塊體中的連通氣孔變小 選擇表面張力小的溶劑 采取特殊干燥方法 :超臨界干燥法和冷凍干燥法 不同 HCl起始濃度 (, , )下制備出的 SiO2玻璃開裂情況 ) 溶膠 /凝膠法制備的纖維材料 傳統(tǒng)陶瓷纖維制備方法 : 方法 : 氧化物原料加熱融熔 , 融法紡絲成形 局限性 : 無法制備熔點高、黏度低陶瓷材料 溶膠 /凝膠法優(yōu)點 : 纖維制品均勻度高 組分在分子水平混合 , 易于早期控制結(jié)晶及徽觀結(jié)構(gòu) 工藝過程溫度低 , 可以在室溫下成形 凝膠粒子小 , 表面積大 , 降低了燒結(jié)溫度 產(chǎn)品的純度只取決于原材料的純度 , 可以通過控制嚴(yán)格的原料配比來實現(xiàn)產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu) 溶膠 /凝膠法制備纖維材料基本原理 先驅(qū)物的反應(yīng) M(H2O)nZ+ M(H2O)n1(z1)++H+ 水解反應(yīng) (非電離式前驅(qū)物 ): M(OR)n+xH2O M(OH)x+(OR)nx+xROH 縮聚反應(yīng) : 失水反應(yīng) : MOH+OHM MOM+H2O 失醇反應(yīng) : MOR+HOM MOM+ROH 工藝流程 : 金屬醇鹽 攪拌 溶膠 水 ,溶劑及催化劑 水解 黏稠關(guān)紡絲 聚合 凝膠纖維 拉絲 熱處理 無機(jī)纖維 溶膠 /凝膠法制備纖維材料基本原理 影響可紡性因素 原料及配比 : 經(jīng)典溶膠 凝膠法以醇鹽為原料 , 以醇為溶劑 , SAKKA認(rèn)為 : 以醇為溶劑 , 同時控制加水量和適當(dāng)?shù)拇呋瘎┦堑玫娇杉徯匀苣z的關(guān)鍵 , 這個結(jié)論作為經(jīng)典配方為眾多學(xué)者和企業(yè)所接受 催化劑種類 酸催化時 , 醇鹽水解由 H3O+親電機(jī)理引起 , 水解速率快 , 縮聚反應(yīng)是速率決定步驟 , 易形成少支鏈高聚物的鏈關(guān)結(jié)構(gòu) 堿催化時 , 水解由 OH親核取代 , 位于團(tuán)族中央硅原子優(yōu)先反應(yīng) , 因而易生成 支鏈狀凝膠顆粒 酸為催化劑 堿為催化劑 溶膠 /凝膠法制備的薄膜及涂層材料 溶膠 /凝膠法制備薄膜的工藝特征 反應(yīng)體系的確定 氧化鋁系列 : 以 Al2O3為主成分 , 其它氧化物含量低于 10%(摩爾比 ).Al3+易于 OH形成膠狀沉淀 , 經(jīng)適當(dāng)膠液與分散處理可獲得穩(wěn)定高濃度溶膠 , 其它離子的引入無明顯影響 , 成膜促進(jìn)劑以聚乙烯醇 (PVA)為主 . 致密的 Al2O3膜可用作 耐腐蝕及而高溫 保護(hù)涂層 氧化鋯系列 : Zr4+為強(qiáng)親氧離子 ,水溶液中以 ZrO2+形式存在 ,與OH形成沉淀 .生成物中同時生有 Mg(OH)2,經(jīng)過調(diào)整反應(yīng)溫度 ,PH值及合適的成膜促進(jìn)劑 ,可制成 MgOZrO2等膜材料 鎂尖晶石系列 :全量程 濕敏材料 ,成膜促進(jìn)劑以乙二醇 ,甘油為主成分 磷酸鹽系列 : Ca10(OH)2(PO4)6為重要骨生成材料 ,具有優(yōu)異 濕敏特性 。 (Ca,Mg)Zr4(PO4)6為低膨脹高溫耐堿材料 .采用配合劑對Ca2+,Mg2+進(jìn)行預(yù)處理 ,加聚丙烯酰胺等成膜促進(jìn)劑可在嚴(yán)格控制PH值和分散條件下獲得穩(wěn)定膠體 溶膠 /凝膠法制備的薄膜及涂層材料 成膜促進(jìn)劑的作用和組成原則 : 成膜促進(jìn)劑的骨干成分為線型高分子溶液 , 其作用 : 高分子位阻作用 延緩溶劑揮發(fā)作用 帶不同長度支鏈和極性基團(tuán)的高分子對最終材料有微觀結(jié)構(gòu)有控制作用 對成膜促進(jìn)劑的要求
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1