阻燃疏水型苯并噁嗪/PBO纳米气凝胶的制备研究

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聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维具有卓越的力学性能、优异的耐热性能和突出的阻燃性能,在航空/航天、交通运输、5G通讯服务等领域展示其广阔的应用前景。然而,PBO分子链无活性基团,呈极强化学惰性,难以形成稳定的气凝胶。本项目通过将苯并噁嗪(BOZ)引入PBO纳米纤维(PNF)分散液里,进一步通过溶胶-凝胶法制备双网络结构聚苯并噁嗪(PBOZ)/PNF复合气凝胶。然后,将苯并噁嗪/PNF复合气凝胶浸入氟碳树脂/气相二氧化硅溶液里,随后取出晾干获得超疏水、阻燃FCSi-PBOZ/PNF复合气凝胶。结果表明,苯并噁嗪的引入使气凝胶成型性变好,能形成稳定纳米多孔网络结构的苯并噁嗪/PNF气凝胶。该气凝胶展现出优异隔热性能、阻燃性能和疏水性能。其导热系数为0.038~0.024 W/(m∙K);当在70oC加热台上静置5 min,其热量并不会快速的从底部传至顶部。该气凝胶的极限氧指数(LOI)为50~38,当在酒精灯上持续灼烧20 s,其结构基本保持稳定且未观察到明显的火焰和烟雾;其与水的接触角高达152o。综上所述,本项目制备的FCSi-PBOZ/PNF复合气凝胶有望在城市建筑、交通运输和航空航天等领域得到广泛应用。