聚酰亞胺氣凝膠及其復合材料的研究進展

朱明月,王 梁, 姜 雨,李 樂,2*，劉天西,2

(1. 江南大學 化學與材料工程學院, 江蘇 無錫214122; 2. 江南大學 合成與生物膠體教育部重點實驗室, 江蘇 無錫 214122)

氣凝膠是由膠體粒子或聚合物相互聚集并交聯(lián)形成多孔網(wǎng)絡，并在其中充滿空氣作為分散介質(zhì)的一種新型輕質(zhì)固體材料。氣凝膠因具有極低的表觀密度(可低至0.002 g·cm-3)、高孔隙率(80%～99.8%)、高比表面積(100～2 000 m2·g-1)等特點，從而使其具有良好的阻隔性能、極低的熱導率(0.01～0.04 W·m-1·K-1)以及高吸附等優(yōu)異特性。根據(jù)氣凝膠多孔網(wǎng)絡的化學組成，氣凝膠可分為無機氣凝膠、有機氣凝膠和碳氣凝膠。高分子氣凝膠屬于典型的有機氣凝膠材料。與傳統(tǒng)的無機氣凝膠相比，高分子氣凝膠材料具有種類繁多、原料豐富、力學性能良好等特點。目前，高分子氣凝膠主要包括聚氨酯、納米纖維素、聚酰胺和聚酰亞胺氣凝膠等，其中聚酰亞胺氣凝膠因其優(yōu)異的綜合性能而備受研究學者的廣泛關注。聚酰亞胺是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)的一類聚合物。其中，芳香族聚酰亞胺因分子鏈中同時含有芳香環(huán)和酰亞胺環(huán)，而具有極高的力學強度和模量，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，良好的介電性能和耐候性[1-2]。結(jié)合聚酰亞胺和氣凝膠的優(yōu)異性能，聚酰亞胺氣凝膠可作為結(jié)構(gòu)功能一體化材料，在電子信息、航空航天、光電等前沿領域均具有重要的應用價值[3]。本綜述首先總結(jié)了聚酰亞胺氣凝膠及其復合材料的制備方法，接著概述了聚酰亞胺氣凝膠復合材料在隔熱材料、油水分離、壓力傳感和電磁防護等領域的研究進展(圖1)，最后展望了聚酰亞胺氣凝膠及其復合材料的發(fā)展前景和潛在挑戰(zhàn)。……