凯夫拉气凝胶薄膜、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种凯夫拉气凝胶薄膜、其制备方法及应用。所述凯夫拉气凝胶薄膜具有连通的三维网络状多孔结构，所述三维网络状多孔结构由凯夫拉纳米纤维相互搭接形成。所述制备方法包括：将凯夫拉纤维溶解，形成凯夫拉纳米纤维溶胶；将所述凯夫拉纳米纤维溶胶施加于一衬底上，之后转移至凝固浴，经溶胶‑凝胶及后续溶剂置换过程形成凯夫拉凝胶薄膜；最后进行干燥处理，获得凯夫拉气凝胶薄膜。本发明专利技术的凯夫拉气凝胶薄膜具有较高的比表面积和孔隙率、良好的柔韧性、热稳定性以及化学稳定性等优异性能，同时制备工艺简单，易于实现连续化、规模化生产，可直接用作介电材料、隔音材料、隔热保温材料、过滤膜材料等，也可用作柔性功能复合材料的基底。

【技术实现步骤摘要】
凯夫拉气凝胶薄膜、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种新型气凝胶薄膜，尤其涉及一种柔性自支撑的凯夫拉气凝胶薄膜及其制备方法与应用，属于纳米多孔材料

技术介绍
气凝胶材料是一种轻质多孔的纳米材料，制备过程通常需要采用超临界干燥或者冷冻干燥将湿凝胶中的液体置换成气体，同时不显著改变凝胶的网络结构，因而具有比表面积大、孔隙率高、热导率低、密度低等独特性能。气凝胶诞生于1931年，随着科学技术的迅速发展，各种高性能气凝胶材料不断出现，已经在环境保护、能源存储与转化、生物医疗等领域展现出诱人的应用前景。传统的气凝胶材料多为块体或者粉体，然而，随着微小型电子器件，尤其是柔性可穿戴电子设备的飞速发展，柔性多层化精细化的薄膜材料是材料应用的主要方式，气凝胶作为隔热、绝缘包覆层，其薄膜化和柔性化是一个必然趋势。已报道的气凝胶薄膜有二氧化硅气凝胶薄膜、聚酰亚胺气凝胶薄膜、纤维素气凝胶薄膜等。比如CN1544324A、CN103755152A和CN101774592A公开了二氧化硅气凝胶薄膜的制备方法，可采用旋涂法或者浸渍-提拉法在衬底上制备二氧化硅湿凝胶薄膜，再经老化、干燥等步骤获得二氧化硅气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凯夫拉气凝胶薄膜，其特征在于，它具有连通的三维网络状多孔结构，所述三维网络状多孔结构由凯夫拉纳米纤维相互搭接形成，所述三维网络状多孔结构由孔径小于2nm的微孔、孔径为2～50nm的介孔和孔径为50nm～500μm的大孔组成，所述凯夫拉气凝胶薄膜的厚度为10～5000μm，比表面积为100～1000m2/g，所述凯夫拉纳米纤维的直径为2～100nm。

【技术特征摘要】
1.一种凯夫拉气凝胶薄膜，其特征在于，它具有连通的三维网络状多孔结构，所述三维网络状多孔结构由凯夫拉纳米纤维相互搭接形成，所述三维网络状多孔结构由孔径小于2nm的微孔、孔径为2～50nm的介孔和孔径为50nm～500μm的大孔组成，所述凯夫拉气凝胶薄膜的厚度为10～5000μm，比表面积为100～1000m2/g，所述凯夫拉纳米纤维的直径为2～100nm。2.根据权利要求1所述的凯夫拉气凝胶薄膜，其特征在于：所述凯夫拉气凝胶薄膜为柔性自支撑薄膜，密度为0.01～0.10g/cm3，孔隙率为80～99.8％，热导率为0.02～0.06W/m.K。3.一种凯夫拉气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于包括：将凯夫拉纤维溶解，形成凯夫拉纳米纤维溶胶；将所述凯夫拉纳米纤维溶胶施加于一衬底上，之后转移至凝固浴，经溶剂置换形成凯夫拉凝胶薄膜；对所述凯夫拉凝胶薄膜进行干燥处理，获得凯夫拉气凝胶薄膜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于包括：将凯夫拉纤维、碱性物质加入极性溶剂中，并于20～70℃搅拌，直到形成均匀的分散液，获得凯夫拉纳米纤维溶胶；优选的，所述凯夫拉纤维与碱性物质的质量比为1：0.2～1：1；优选的，所述极性溶剂包括二甲基亚砜；优选的，所述凯夫拉纳米纤维溶胶中凯夫拉纳米纤维的浓度为0.1～10.0wt％。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于包括：至少采用旋转涂布法、刮刀涂布法中的任一种方法将所述凯夫拉纳米纤维溶胶涂覆于衬底上；优选的，所述旋转涂布法采用的转速为200～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学同，吕婧，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32