前驅體濃度對交聯纖維素氣凝膠性能的影響

降 帥，張美玲，劉麗芳，張 麗，張志成，馬曉飛

(1.東華大學紡織學院，上海201620；2.安徽三寶棉紡針織投資有限公司，安徽 阜陽236500)

氣凝膠是一類具有超高孔隙率的三維納米多孔材料，具有低密度、高比表面積、低介電常數、低導熱系數等特點，可用作高效吸附、隔音、隔熱材料等[1-2]。 目前氣凝膠主要分為無機氣凝膠、有機聚合物氣凝膠及第三代纖維素氣凝膠[3]。 與無機氣凝膠相比，纖維素氣凝膠具有良好的柔韌性；與有機氣凝膠相比，還具有原料來源廣、可再生、環境友好和生物相容等優點，滿足可持續發展要求，有著良好的應用潛力[4]。 纖維素納米纖維(CNF)是纖維素通過微纖化過程得到的直徑為幾到幾十納米、長度為微米級的纖絲狀納米材料，具有較高的長徑比[5]。 以CNF 為原料制備纖維素氣凝膠時，盡管得到的氣凝膠由于纖絲的纏結具有較好的柔性，但CNF 之間較弱的分子間作用力合氫鍵結合力使其所能承受的應力有限，極易在外力作用下發生不可逆形變而導致多孔結構喪失；此外，極強的親水性使其容易吸水并在水中分散，嚴重影響其使用性能[6]。 因此，通過有效的交聯方法改善氣凝膠的使用性能至關重要。 纖維素鏈上豐富的羥基為實現以CNF 為骨架結構的氣凝膠的化學交聯提供了有利條件，研究一種簡易高效的纖維素氣凝膠交聯方法是實現其廣泛應用的重點。

本文采用原位改性法，在酸性條件下使用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)對CNF 氣凝膠進行交聯改性。……