我所開發出用于高溫隔熱的新型聚酰亞胺氣凝膠

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　　近日，我所高性能高分子材料研究中心（DNL2200）周光遠研究員和聶赫然副研究員團隊在高性能聚酰亞胺氣凝膠結構設計和研究方面取得新進展。

　　聚酰亞胺（PI）氣凝膠具有輕質、耐高低溫、高比表面積、低導熱系數等優勢，已成功應用于航空航天、太空探測等領域。然而，采用商業化的二酐和二胺單體，通過溶膠-凝膠方式制備的PI氣凝膠，仍然存在收縮率高、尺寸穩定性差等問題，很難同時滿足低密度和低導熱系數，阻礙了其進一步的實際應用。

　　本工作中，團隊開發了2種新型基于二苯亞甲基芴結構的“槳葉型”二胺單體，通過與二酐單體共聚，獲得剛性適中的PI氣凝膠材料。實驗發現，該氣凝膠材料具有優異的尺寸穩定性（收縮率低至7.7%），高孔隙率（>91%），高比表面積（674.8m²/s），以及良好的熱性能（T_{d 5%}>580^oC, T_g>299^oC）。在200^oC下加熱1小時，上表面溫度低于60^oC，且導熱系數低至54.3mW*m^-1*K^-1，表現出優異的高溫隔熱性能。該工作為設計隔熱性能優異和尺寸穩定的PI氣凝膠材料提供了新思路。

　　相關研究成果以“Low shrinkage polyimide aerogels with excellent thermal insulation: Boosted by "paddle-shaped" benzhydrylidenefluorene-based diamines”為題，于近日發表在《化學工程學報》（Chemical Engineering Journal）上。該工作的第一作者為我所DNL2200組孫云龍助理研究員。上述工作得到了國家自然科學基金、遼寧省興遼英才計劃等項目的資助。（文/圖 孫云龍）

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147642