柔性气凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于功能材料制备技术领域，涉及一种柔性气凝胶，特别地，还涉及该柔性气凝胶的制备方法。
背景技术
气凝胶是一种胶体粒子或高分子相互交联构成的多孔、轻质纳米固态材料，因其独特的低密度、高孔隙率、高比表面积等物理性质，广泛应用于隔热、消音、传感以及催化等领域。然而，气凝胶多见为二氧化硅基体，存在机械强度低、本征显脆性等缺陷，可加工性不佳，而且一旦遭受外力，极易发生碎裂而导致材料失效。尽管在气凝胶中引入填充物进行结构补强是常用的优化方式，但随之会带来孔隙率降低、密度增高问题，使其弯曲灵活性和其他功能，如透光性、疏水性、隔热性及吸附能力等均会发生一定程度的减损，从而限制了其应用的范围。因此，急需开发一种能够实现气凝胶的本征柔性化和高强度化的气凝胶制备方法。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明实施例的目的在于提供了一种柔性气凝胶的制备方法，该制备方法能够解决现有气凝胶脆性大、可加工性差以及强度优化过程中出现的密度增高、孔隙率降低等技术问题，制备成本低，可以制备密度可调控的柔性气凝胶，能够实现气凝胶的本征柔性化和高强度化，且能够制得热导率低于空气的气凝胶。
为此，本发明的一个方面的实施例提出了一种柔性气凝胶的制备方法，包括如下步骤：
a、将至少两种不饱和硅烷单体和引发剂混合均匀，其中，至少一种所述不饱和硅烷单体含有硅氧烷官能团，通入保护气体以排除体系中氧气进行自由基聚合反应，冷却；
b、向步骤a中反应后得到的溶液中加入催化剂，进行水解缩聚反应，冷却得到柔性气凝胶。
本发明上述实施例的柔性气凝胶的制备方法具有如下有益效果：1、本发明的实施例基于“双通道”聚合策略，创造性地在单体间依次进行自由基聚合和水解缩聚，在无外加交联剂的情况下，实现了本征柔性、高强度且密度可调控的气凝胶的制备；2、本发明制备的柔性气凝胶，具有不发生结构破坏基础上的可卷绕、可裁剪、360°可扭曲、85％的高压缩比的特性，对氯仿、丙酮和二甲苯这3种常见有机溶剂的吸附能力为自重的23-68倍，并且拥有导热系数小于空气、具有超疏水性的优异性能。
在本发明的一些实施例中，所述步骤a中，所述不饱和硅烷单体为：
烯丙基不饱和硅烷单体
乙烯基不饱和硅烷单体
其中，R1、R2、R3为氢原子、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基中的一种。
在本发明的一些实施例中，所述步骤a中，所述不饱和硅烷单体为乙烯基三甲基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、烯丙基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、烯丙基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基三乙氧基硅烷。
在本发明的一些实施例中，所述不饱和硅烷单体中含有硅氧烷官能团的单体为不饱和硅烷单体总摩尔量的90％-100％。
在本发明的一些实施例中，所述步骤a中，所述引发剂为有机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂或氧化-还原引发剂，有机过氧化物引发剂选自过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二环已酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化十二酰、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、2,2-二(叔丁基过氧)丁烷、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的至少一种；偶氮类引发剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲氰、或偶氮异丁氰基甲酰胺中的至少一种；氧化-还原引发剂选自过氧化二苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过氧化二苯甲酰/N，N-二甲基甲苯胺、异丙苯过氧化氢/N，N-二甲基苯胺、异丙苯过氧化氢/N，N-二甲基甲苯胺或萘酸盐/过氧化二苯甲酰中的至少一种。
在本发明的一些实施例中，所述步骤a中，所述引发剂的摩尔量为所述不饱和硅烷单体总摩尔量的0.05-12％。
在本发明的一些实施例中，所述步骤b中，所述催化剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三乙胺或异丙胺。
在本发明的一些实施例中，所述步骤b中，所述催化剂的摩尔量为所述不饱和硅烷单体总摩尔量的0.05-0.5倍。
在本发明的一些实施例中，所述柔性气凝胶的密度为10-320mg/cm3。
在本发明的一些实施例中，所述步骤a中，所述自由基聚合反应温度为20-150℃，反应时间为1-60h；所述步骤b中，所述水解缩聚反应温度为80-160℃，反应时间为24-96h。
本发明的第二个方面的实施例还提供了一种柔性气凝胶，采用上述实施例的制备方法制得。
本发明上述实施例的柔性气凝胶具有如下有益效果，本发明实施例的柔性气凝胶具有不发生结构破坏基础上的可卷绕、可裁剪、360°可扭曲、85％的高压缩比的特性，对氯仿、丙酮和二甲苯这3种常见有机溶剂的吸附能力为自重的23-68倍，并且具有导热系数小于空气以及超疏水性等优异性能。
附图说明
图1是根据本发明实施例的柔性气凝胶的制备方法中自由基聚合和水解缩聚的反应机理示意图；
图2是根据本发明的实施例1-5中柔性气凝胶对3种常见有机溶剂的吸附能力对比图；
图3是实施例1中柔性气凝胶85％压缩比下的压缩-回弹力学曲线图，其中，虚线为首次压缩-回弹力学曲线，实线为500次循环压缩-回弹力学曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明实施例的一种柔性气凝胶的制备方法，包括如下步骤：
a、将至少两种不饱和硅烷单体和引发剂混合均匀，其中，至少一种所述不饱和硅烷单体含有硅氧烷官能团，通入保护气体以排除体系中氧气进行自由基聚合反应，优选地，在20-150℃下反应1-60h，冷却至室温；
b、向步骤a中反应后得到的溶液中加入催化剂，进行水解缩聚反应，优选地，在80-160℃下反应24h-96h，冷却至室温得到柔性气凝胶。
本发明上述实施例的柔性气凝胶的制备方法，基于“双通道”聚合策略，创造性地在单体间依次进行自由基聚合和水解缩聚，在无外加交联剂的情况下，实现了本征柔性、高强度且密度可调控的气凝胶的制备；本发明实施例制备的柔性气凝胶，具有不发生结构破坏基础上的可卷绕、可裁剪、360°可扭曲、85％的高压缩比的特性，对氯仿、丙酮和二甲苯这3种常见有机溶剂的吸附能力为自重的23-68倍，并且拥有导热系数小于空气、具有超疏水性的优异性能。
根据本发明的一些实施例，所述步骤a中，所述不饱和硅烷单体为：
烯丙基不饱和硅烷单体
乙烯基不饱和硅烷单体
其中，R1、R2、R3为氢原子、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基中的一种。本发明实施例中，不饱和硅烷单体以不饱和键差异为基础分成两类，具体为烯丙基类和乙烯基类。其中，Si原子上连接的基团，除烯键外，可以采用5种基团，即R1、R2、R3具体可以为氢原子、甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，本发明实施例中，在选择反应单体的过程中，至少采用2种单体，且至少一种单体中需要含有甲氧基或乙氧基，以进行双通道交联。
根据本发明的一些实施例，对不饱和硅烷单体没有特别限定，优选地，所述不饱和硅烷单体为乙烯基三甲基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、烯丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、烯丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、烯丙基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、烯丙基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基三乙氧基硅烷。本发明实施例优选了不饱和硅氧烷单体的种类，本发明实施例的制备方法，只要采用常用的不饱和硅烷单体即可以制得本发明实施例的柔性气凝胶，原料成本低，易于获得。
根据本发明的一些实施例，所述不饱和硅烷单体中含有硅氧烷官能团的单体为不饱和硅烷单体总摩尔量的90％-100％。本发明的实施例优选了含有硅氧烷官能团的单体在不饱和硅烷单体中的配比，能够制得性能优异的柔性气凝胶。
根据本发明的一些实施例中，所述步骤a中，所述引发剂为有机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂或氧化-还原引发剂，本发明的实施例对引发剂没有特别限制，优选地，有机过氧化物引发剂选自过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二环已酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化十二酰、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、2,2-二(叔丁基过氧)丁烷、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯或过氧化二叔丁基中的至少一种；偶氮类引发剂选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈、偶氮二环己基甲氰、或偶氮异丁氰基甲酰胺中的至少一种；氧化-还原引发剂选自过氧化二苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过氧化二苯甲酰/N，N-二甲基甲苯胺、异丙苯过氧化氢/N，N-二甲基苯胺、异丙苯过氧化氢/N，N-二甲基甲苯胺或萘酸盐/过氧化二苯甲酰中的至少一种；所述引发剂的摩尔量为所述不饱和硅烷单体总摩尔量的0.05-12％。本发明的实施例可以根据引发剂的半衰期和反应的聚合时间、温度选择引发剂。
根据本发明的一些实施例，所述步骤a中，所述通入的保护气体为氮气、氩气、氦气、氖气、氪气中的至少一种。本发明的实施例中加入保护气体，排除反应体系中的氧气，使反应体系在无氧氛围内进行，有利于自由基聚合反应的发生，可以理解的，该自由基聚合反应可以在加有保护气体以形成无氧氛围的密闭空间内进行。
根据本发明的一些实施例，所述步骤b中，所述催化剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三乙胺或异丙胺；所述催化剂的摩尔量为所述不饱和硅烷单体总摩尔量的0.05-0.5倍，优选为0.05-0.3倍。本发明的实施例中采用优选的催化剂，能够有效的促进水解聚合反应，制得性能优异的柔性气凝胶。
根据本发明的一些实施例，所述柔性气凝胶的密度为10-320mg/cm3。
根据本发明的一些实施例，所述不饱和硅烷单体为两类单体时，1、当第一类单体为含有一个硅氧烷官能团的单体，第二类单体为不含硅氧烷官能团的单体，第一类单体与第二类单体的摩尔比为10，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.08-0.12倍时，制得的气凝胶密度为75-120mg/cm3，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.15-0.25倍时，制得的气凝胶密度为40-60mg/cm3；在该实施例中，当催化剂用量由0.08-0.12倍提高至0.15-0.25倍时，硅氧烷在水解为硅醇后，硅醇基团之间的缩合反应进行的更加充分，脱水的失重量继续上升为之前的1倍左右，此时密度的改变主要由失重增加引起，与孔径改变关系较小，且基本不透光，偏白色。在该实施例中，在反应单体中引入不含硅氧烷的单体，比如Si上连接三个甲基或乙基，能够改善聚合物的柔顺性和降低表面能，单体的种类亦可从两种增加，变为三种或更多，基于单体的官能团特性进行选择，用于性能调整，如含苯环、含酰胺可增加耐磨性，优选为苯胺甲基三乙氧基硅烷；含氰基可增加耐辐射能力，优选为异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷可提高耐紫外性能。2、当第一类单体为含有一个硅氧烷官能团的单体，第二类单体为含有两个硅氧烷官能团的单体，第一类单体与第二类单体的摩尔比为2，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.08-0.12倍时，制得的气凝胶密度为40-60mg/cm3，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.15-0.25倍时，制得的气凝胶密度为15-25mg/cm3，在该反应体系中还可以引入少量不含硅氧烷的第三单体，在不含硅氧烷的第三单体的加入量为第一类单体和第二类单体总摩尔量的0.1倍以下时，对制得的气凝胶密度影响很小。该实施例中，当催化剂为0.08-0.12倍单体总量时，交联密度上升，形成的孔洞更小更多，脱水失重量亦进一步提升，制得密度在40-60mg/cm3附近的气凝胶，当催化剂用量增加接近一倍时，制得的气凝胶密度降至15-25mg/cm3附近；当第一类单体与第二类单体的摩尔比为1，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.15-0.25倍时，制得的气凝胶密度为90-110mg/cm3，在该反应体系中还可以引入少量不含硅氧烷的第三单体，在不含硅氧烷的第三单体的加入量为第一类单体和第二类单体总摩尔量的0.1倍以下时，对制得的气凝胶密度影响很小。
根据本发明的一些实施例，所述不饱和硅烷单体为三类单体，第一类单体为含有一个硅氧烷官能团的单体，第二类单体为含有两个硅氧烷官能团的单体，第三类单体为含有三个硅氧烷官能团的单体，1、当第一类单体与第二类单体的摩尔比为2，第三类单体加入量为第一类单体和第二类单体总摩尔量的0.1倍，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.15-0.25倍时，制得的气凝胶密度为10-15mg/cm3；该实施例中在第一类单体与第二类单体的摩尔比为2时，也即单硅氧烷单体与双硅氧烷单体的摩尔比为2时，引入带有三个硅氧烷官能团的第三类单体，加入该第三类单体后，进一步降低了制得气凝胶的密度，可以制得密度为10-15mg/cm3的气凝胶。2、当第一类单体与第二类单体的摩尔比为1，第三类单体加入量为第一类单体和第二类单体总摩尔量的0.1倍，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.08-0.12倍时，制得的气凝胶密度为280-320mg/cm3；在该实施例中，第二类单体即双硅氧烷单体比例较高，催化剂相对缺失，较多的硅醇无法彻底完成脱水失重，且单体中的二硅醇官能团相距较近，当一个硅醇参与反应后，邻位硅醇位阻显著增加，反应空间受到挤压，使脱水受到抑制，这两方面的作用下，使得制得的气凝胶的密度显著上升，由于硅醇交联复杂度进一步提升，聚合物中孔径也在进一步减小，光线的衍射能力增强，透光性逐步提高。3、当第一类单体与第二类单体的摩尔比为0.5，第三类单体加入量为第一类单体和第二类单体总摩尔量的0.1倍，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.08-0.12倍时，制得的气凝胶密度为280-320mg/cm3；当第二类单体双硅氧烷单体用量提升至第一类单体单硅氧烷单体的2倍时，催化剂保持在0.08-0.12倍，密度基本不变，制得的气凝胶密度为280-320mg/cm3，此时，制得的气凝胶透光性得到提升，透光性可达到约70％。4、当第一类单体与第二类单体的摩尔比为0.5，第三类单体加入量为第一类单体和第二类单体总摩尔量的0.1倍，所述催化剂用量为不饱和硅烷单体总摩尔量的0.15-0.25倍时，制得的气凝胶密度为130-170mg/cm3。该实施例中，催化剂用量加倍时，制得的气凝胶密度降至130-170mg/cm3。
本发明的实施例的制备方法，通过调控不饱和硅烷单体中单体种类、比例以及催化剂用量，引起聚合物的交联密度和脱水失重量上的差异，同时对应的孔径大小亦发生变化，最终引起密度的改变，本发明实施例的制备方法可以实现密度在10-320mg/cm3范围内的调控。
根据本发明的第二个方面的实施例的柔性气凝胶，采用上述实施例的制备方法制得。本发明实施例的柔性气凝胶具有不发生结构破坏基础上的可卷绕、可裁剪、360°可扭曲、85％的高压缩比的特性，对氯仿、丙酮和二甲苯这3种常见有机溶剂的吸附能力为自重的23-68倍，并且具有导热系数小于空气以及超疏水性等优异性能。
下面参考附图描述本发明的具体实施例。
实施例1
取1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.1mol烯丙基三甲基硅烷以及0.05mol的过氧化二苯甲酰，混合均匀，通入氮气排除体系中的氧气，形成封闭空间，在90℃下进行自由基聚合反应6h，冷却至室温后，加入0.11mol四甲基氢氧化铵和2.2mol水组成的四甲基氢氧化铵水溶液，混合均匀后，涂布于PTFE基材表面，于120℃下反应24h，进行充分的水解缩聚反应，冷却至室温，经过水洗、烘干后即可得到片状的气凝胶，密度为80mg/cm3。
本实施例制备方法中的自由基聚合和水解缩聚反应原理见图1，制得的气凝胶对3种常见有机溶剂的吸附能力见图2，柔性气凝胶85％压缩比下的压缩-回弹力学曲线见图3，其中，虚线为首次压缩-回弹力学曲线，实线为500次循环压缩-回弹力学曲线。本实施例制得的气凝胶的各性能测试数据见表1。
实施例2
取1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.5mol烯丙基甲基二甲氧基硅烷、0.1mol烯丙基三甲基硅烷以及0.05mol的二叔丁基过氧化物，混合均匀，通入氮气排除体系中的氧气，形成封闭空间，在130℃下进行自由基聚合反应6h，冷却至室温后，加入0.4mol四甲基氢氧化铵和4mol水组成的四甲基氢氧化铵水溶液，混合均匀后涂布于PTFE基材表面，于120℃下反应24h，进行充分的水解缩聚反应，冷却至室温，经过水洗、烘干后即可得到片状气凝胶，密度为15mg/cm3。
本实施例制备方法中的自由基聚合和水解缩聚反应原理见图1，制得的气凝胶对3种常见有机溶剂的吸附能力见图2，各性能测试数据见表1。
实施例3
取0.5mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.5mol烯丙基甲基二甲氧基硅烷、0.1mol烯丙基三甲氧基硅烷以及0.05mol的过氧化二苯甲酰，混合均匀，通入氮气排除体系中的氧气，形成封闭空间，在90℃下进行自由基聚合反应6h，冷却至室温后，加入0.11mol四甲基氢氧化铵和2.2mol水组成的四甲基氢氧化铵水溶液，混合均匀后涂布于PTFE基材表面，于120℃下反应24h，进行充分的水解缩聚反应，冷却至室温，经过水洗、烘干后即可得到片状气凝胶，密度为300mg/cm3。
本实施例制备方法中的自由基聚合和水解缩聚反应原理见图1，制得的气凝胶对3种常见有机溶剂的吸附能力见图2，各性能测试数据见表1。
将本实施例制得的气凝胶进行透光率测试，采用紫外-可见-近红外分光光度计(含积分球附件)，将样品裁成大小5mm×5mm的矩形，厚度为1mm，取波长600nm处的透射光百分数为透光率，测得透光率为55％。
实施例4
取0.5mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.5mol烯丙基甲基二甲氧基硅烷、0.1mol烯丙基三甲基硅烷以及0.05mol的二叔丁基过氧化物，混合均匀，通入氮气排除体系中的氧气，形成封闭空间，在130℃下自由基聚合反应6h，冷却至室温后，加入0.22mol四甲基氢氧化铵和2.2mol水组成的四甲基氢氧化铵溶液，混合均匀后涂布于PTFE基材表面，于120℃下反应24h，进行充分的水解缩聚反应，冷却至室温，经过水洗、烘干后即可得到片状气凝胶，密度为95mg/cm3。
本实施例制备方法中的自由基聚合和水解缩聚反应原理见图1，制得的气凝胶对3种常见有机溶剂的吸附能力见图2，各性能测试数据见表1。
实施例5
取1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.1mol烯丙基三甲基硅烷以及0.05mol的过氧化二苯甲酰，混合均匀，通入氮气排除体系中的氧气，形成封闭空间，在90℃下自由基聚合反应6h，冷却至室温后，加入0.22mol四甲基氢氧化铵和2.2mol水组成四甲基氢氧化铵水溶液，混合均匀后涂布于PTFE基材表面，于120℃下反应24h，进行充分的水解缩聚反应，冷却至室温，经过水洗、烘干后即可得到片状气凝胶，密度为50mg/cm3。
本实施例制备方法中的自由基聚合和水解缩聚反应原理见图1，制得的气凝胶对3种常见有机溶剂的吸附能力见图2，各性能测试数据见表1-5。
实施例6
取1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.1mol烯丙基三甲基硅烷以及0.05mol的过氧化二苯甲酰/二甲基苯胺(其中：过氧化二苯甲酰/二甲基苯胺摩尔比＝2/1)，混合均匀，通入氮气排除体系中的氧气，形成封闭空间，在25℃下进行自由基聚合反应2h，冷却至室温后，加入0.11mol四甲基氢氧化铵和2.2mol水组成的四甲基氢氧化铵水溶液，混合均匀后，涂布于PTFE基材表面，于120℃下反应24h，进行充分的水解缩聚反应，冷却至室温，经过水洗、烘干后即可得到片状的气凝胶，密度为85mg/cm3。
实施例7
与实施例1的制备方法相同，不同之处在于加入的不饱和硅烷单体为1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷和0.5mol烯丙基甲基二甲氧基硅烷，催化剂四甲基氢氧化铵的加入量为0.15mol，制得的气凝胶密度为50mg/cm3。
实施例8
与实施例7的制备方法相同，不同之处在于催化剂四甲基氢氧化铵的加入量为0.3mol，制得的气凝胶密度为20mg/cm3。
实施例9
与实施例1的制备方法相同，不同之处在于加入的不饱和硅烷单体为1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、0.5mol烯丙基甲基二甲氧基硅烷和0.15mol乙烯基三甲氧基硅烷，催化剂四甲基氢氧化铵的加入量为0.413mol，制得的气凝胶密度为10mg/cm3。
实施例10
与实施例9的制备方法相同，不同之处在于不饱和硅烷单体为1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷、2mol烯丙基甲基二甲氧基硅烷和0.3mol乙烯基三甲氧基硅烷，催化剂四甲基氢氧化铵的加入量为0.33mol，制得的气凝胶密度为290mg/cm3，测得透光率为70％。
实施例11
与实施例10的制备方法相同，不同之处在于催化剂四甲基氢氧化铵的加入量为0.6mol，制得的气凝胶密度为150mg/cm3。
对比例1
与实施例1的制备方法相同，不同之处在于只加入1.1mol烯丙基二甲基甲氧基硅烷，不加入烯丙基三甲基硅烷，制得气凝胶的密度为100mg/cm3。各性能测试数据见表1-5。
性能测试
以下每种测试均取10个样本，采用均值为最终结果。
1、密度
将实施例1-11和对比例1制得的柔性气凝胶裁成尺寸3cm×3cm×3cm的立方体若干，分别称量后，通过质量和体积的比值计算密度值，结果详见表1。
2、吸附能力
将实施例1-11和对比例1制得的柔性气凝胶裁成尺寸3cm×3cm×3cm的立方体若干，分别称取初始质量，记为m0，室温下分别将上述气凝胶浸没至氯仿、丙酮和二甲苯这3种常见有机溶剂，约10min后取出，待无液体低落，称量吸附后质量，记为m1，吸附能力表示为(m1-m0)/m0×100％的取整。
实施例1-11制得的气凝胶吸附能力为自重的23-68倍，对比例1制得的气凝胶的吸附能力要明显弱于本发明的实施例1-11，结果详见表1。
3、水接触角
将实施例1-11和对比例1制得的柔性气凝胶裁成尺寸3cm×3cm×3cm的立方体若干，室温条件下，采用水接触角测试仪，低落水滴体积为3μL，实施例1-11制得气凝胶测得静态水接触角均＞150°，具有很强的疏水性，对比例1制得气凝胶的静态水接触角为142°，低于150°，结果详见表1。
4、导热系数
基于《GB/T 10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》标准的要求，测试样品的平均导热系数，结果详见表1。空气的导热系数为0.25W·m-1·k-1，实施例1-11制得柔性气凝胶导热系数均小于空气的导热系数，具有优异的隔热性能，对比例1的导热系数为0.32W·m-1·k-1。
5、压缩回弹性
将实施例1获得的柔性气凝胶裁剪成尺寸3cm×3cm×3cm的立方体若干，通过万能试验机进行压缩-回弹力学性能测试，结果如图3所示：柔性气凝胶经过500次85％压缩比下的压缩-回弹循环后，其力学曲线依然和初始状态保持基本一致,相同条件下，依次测试实施例2-11的力学曲线，结果与实施例1类似，说明本发明实施例制得的气凝胶内部结构稳定性极高，在高压缩比下循环按压后依然能保持初始的力学特性，具有优异的耐疲劳能力，首次最大压缩应力见表1。对比例1在进行压缩回弹性测试时，经过500次85％压缩比下的压缩-回弹循环后，样品出现局部裂纹和破损，说明气凝胶内部结构稳定性偏低，在高压缩比下循环按压后无法保持初始的力学特性，耐疲劳能力低于其他实施例，对比例1的首次最大压缩应力仅为8MPa。
6、360卷绕
实施例1-11制得的气凝胶均可以卷绕起来，然后放卷，反复可重复进行，不发生结构的改变，可以用剪刀裁剪成任意形状，扭转的角度大于360°，而对比例1制得的气凝胶在进行卷绕时360°扭曲困难。
表1
本发明图1中自由基聚合和水解缩聚的反应机理示意图为双通道交联反应的过程示意图，反应主要由自由基聚合和水解缩聚组成，其中聚合体中Si原子上硅氧基团种类或数量无特别限制，仅为了图示说明方便而选择，水解过程中硅氧烷形成硅醇，之后脱水缩聚成第二交联通道。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
