一种轻质聚酰亚胺复合海绵及其制备方法

技术特征：
1.一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将聚酰亚胺纤维放置在十二烷基苯磺酸钠溶液中加热，随后进行洗涤、干燥处理，得到已处理的聚酰亚胺纤维；将芳纶纤维进行疏解分散、浓缩，得到芳纶纤维浆料；s2：将芳纶短切浆料、氢氧化钾和二甲基亚砜混合，进行去质子化反应和原位还原反应，得到芳纶纳米纤维；将芳纶纳米纤维洗涤后，得到芳纶纳米纤维分散液；s3：将无机多孔粉体分散液和s2中得到的芳纶纳米纤维分散液进行混合，得到纳米纤维/粉体分散液；s4：将已处理的聚酰亚胺纤维和芳纶纤维浆料置于发泡容器中进行混合，得到混合溶液，随后再向混合溶液中加入去离子水与表面活性剂，得到混合纤维浆料a；并在搅拌的过程中，向混合纤维浆料a中加入s3中得到的纳米纤维/粉体分散液，发泡后得到泡沫纤维浆料b；s5：将泡沫纤维浆料b进行滤水成形、干燥后，得到一种轻质聚酰亚胺复合海绵。2.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s1中，所述聚酰亚胺纤维和十二烷基苯磺酸钠溶液的用量比为(20～50)g：(3～5)l；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的浓度为1.2
×
10-3
mol/l～1.5
×
10-3
mol/l；所述芳纶纤维包括芳纶沉析纤维或芳纶浆粕纤维；所述芳纶纤维浆料的固含量为5％～15％；所述加热的温度为70℃～90℃，洗涤的时间为20min～30min。3.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s2中，所述芳纶短切纤维、氢氧化钾和二甲基亚砜的用量比为(2～5)g：1g：(250～500)ml；所述芳纶纳米纤维分散液的固含量为1％～5％。4.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s3中，所述无机多孔粉体分散液是由无机多孔粉体和水按照(1：200)～(4：200)的质量比混合后，通过超声分散处理得到的；所述超声分散处理的工艺参数为：超声处理的功率为800w～1200w，超声处理的时间为15min～30min；所述无机多孔粉体为二氧化硅气凝胶、多孔硅酸钙和活性炭中的一种。5.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s3中，所述纳米纤维/粉体分散液的固含量为0.75％～3％，所述纳米纤维/粉体分散液中的纳米纤维绝干质量与无机粉体的质量比为(1：0.25)～(1：1)。6.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s4中，所述已处理的聚酰亚胺纤维和芳纶纤维浆料的质量比为3：1；所述搅拌的时间为10min～30min，搅拌的转速为4000rpm～6000rpm。7.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s4中，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述混合纤维浆料a中表面活性剂的浓度为0.3g/l～2.5g/l。8.根据权利要求1所述的一种良好隔热吸音特性的轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s4中，加入去离子水后，混合纤维浆料a的质量浓度为1％～5％。9.根据权利要求1所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法，其特征在于，s5中，所述干燥的温度为105℃～120℃，所述干燥的时间为120min～180min。10.采用权利要求1～9中任意一项所述的一种轻质聚酰亚胺复合海绵的制备方法制备
得到的轻质聚酰亚胺复合海绵，其特征在于，所述轻质聚酰亚胺复合海绵的密度为10mg/cm3～15mg/cm3，导热系数为0.031w/(m
·
k)～0.035w/(m
·
k)，降噪系数为0.41～0.53。

技术总结
本发明公开了一种轻质聚酰亚胺复合海绵及其制备方法，属于复合材料及保温降噪材料交叉技术领域，解决了现有聚酰亚胺有机/无机复合材料制备过程中，无机材料分散难、结合弱及制备效率低等问题。通过多尺度结构设计与功能粉体增强相结合，引入芳纶纳米纤维，不仅实现纤维间界面结合增强，还提升了与多孔粉体的吸附与结合；同时，多孔粉体自身的多孔结构与大的比表面积可作为热量与声波传递过程中的有效屏障，进而提升纤维多孔材料内部界面热阻并削弱了声波的传输与穿透，显著提升轻质聚酰亚胺复合海绵的隔热吸音性能。胺复合海绵的隔热吸音性能。胺复合海绵的隔热吸音性能。


技术研发人员：宋顺喜 张清源 任玮 黎凌浩 时宇杰 张美云
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/8/5