【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备，特别涉及一一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶及其制备方法及应用。
技术介绍
1、聚酰亚胺的材料形式聚酰亚胺气凝胶，不仅继承了聚酰亚胺材料优异的机械强度、耐高温稳定性等优良性能，而且还由于其独特的芳香结构而具有质量轻、比表面积高、孔隙率高、热导率低等气凝胶材料所特有的优异性能，它作为一类综合性能优异的多孔材料出现在人们的生活中。
2、研究人员实际制成的聚酰亚胺气凝胶不仅可以弯曲和折叠，而且有低的相对介电常数和高的玻璃化转变温度(270℃-340℃)，但是其也继承了气凝胶的部分缺点，如热稳定性较差，力学性能下降。聚酰亚胺气凝胶作为最具潜力的一种有机气凝胶，不仅在折叠航天器、航天服、贴片天线等高温隔热材料方面有很大的应用潜力，而且在抗辐射、油水分离、过滤、压力传感等领域的应用也不断增多。研究人员经过不断探索，将聚酰亚胺气凝胶用于超音速充气式气动减速器的研究，以开发重载荷运输技术，且由于聚酰亚胺气凝胶的耐久性和隔热性，也将其应用于探测车超轻多功能材料和保温太空居所等航空领域的研发。近些年来，学者们为解决聚酰亚胺气凝胶环境耐受性能差、环境稳定性弱和易收缩等方面的问题投入了较多心血，已经取得了一些成果，这也使得人们越来越重视进一步提高聚酰亚胺气凝胶的多功能性，以满足不同场景下日益增长的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶及其制备方法及应用，具有良好的力学性能和疏水性能，并且具有宽的温度使用范
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，包括，
4、s1，将4，4'-二胺基二苯醚加入到n，n-二甲基乙酰胺溶液中，在氮气气氛下加入联苯四甲酸二酐反应后得到聚酰胺酸溶液，再将聚酰胺酸溶液加入到三乙胺溶液中，得到水溶性的paa溶液，再将水溶性的paa溶液加入到丙酮溶液中进行溶剂置换，得到paa固体粉末；
5、s2，将paa固体粉末分散在水中，再加入三乙胺溶液，得到paas水溶液，将paas水溶液和ti3c2tx纳米片分散液混合均匀后，冷冻干燥后得到paa/ti3c2tx复合气凝胶，再进行阶梯升温热酰亚胺化处理后得到抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶。
6、优选的，所述的4，4'-二胺基二苯醚和n，n-二甲基乙酰胺的添加量比为2.8g：35ml；所述4，4'-二胺基二苯醚和联苯四甲酸二酐的质量比为2.8g：3g。
7、优选的，所述paa固体粉末和三乙胺溶液的添加量为0.054g：1ml，所述paa固体粉末与水添加量为0.054g：1ml。
8、优选的，所述ti3c2tx纳米片分散液中ti3c2tx的添加量占paas水溶液质量的百分比为5％-20％。
9、优选的，所述ti3c2tx纳米片分散液的制备过程为：
10、将lif加入到浓hcl中得到氢氟酸刻蚀剂，之后再加入ti3alc2，在45℃的温度下搅拌反应24小时后得到悬浊液；将悬浊液离心后，将底部沉淀物采用稀盐酸和去离子水洗涤后，将沉淀物在氩气气氛下超声处理后，再离心后得到上层黑紫色胶体溶液即为ti3c2tx纳米片分散液。
11、优选的，所述lif和12mol/l的浓盐酸的添加比为1.6g：20ml；所述lif与ti3alc2的添加量为1.6g：1g。
12、优选的，所述阶梯升温热酰亚胺化处理的具体过程为：
13、将paa/ti3c2tx复合气凝胶加热8min到120℃，温度稳定后保持1h；随后加热8min到200℃，温度稳定后保持1h；之后加热8min到250℃，温度稳定后保持1h；再加热8min到320℃，温度稳定后保持1h得到抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶。
14、一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶，有上述的抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法制得。
15、优选的，所述抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的压缩强度为382-645kpa；所述抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的接触角达到了125.9°。
16、一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶在制备隔热材料中的应用。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
18、本专利技术提供一种碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶及其制备方法，将4，4'-二胺基二苯醚(oda)加入n，n-二甲基乙酰胺(dmac)溶剂中搅拌，使其分布均匀后加入不同质量的联苯四甲酸二酐，搅拌一段时间后，得到paa溶液，然后加入适量三乙胺(tea)溶液，得到水溶性的paa溶液，向paa溶液中倒入丙酮中进行溶剂置换，得到paa固体，用于之后的溶液共混。随后加水搅拌paa溶解，将提前准备好的ti3c2tx溶液按照不同比例倒入，冷冻干燥后，进行阶梯升温热酰亚胺化处理，得到ti3c2tx/pi复合气凝胶。选择采用冷冻干燥法来制备复合气凝胶，mxene所具有的末端官能团结构可为复合气凝胶提供良好的力学性能和热稳定性，有助于保持mxene的原始性能。此外，mxene与聚酰亚胺的化学交联有助于提高复合气凝胶材料的氧化稳定性，在实际应用中提高其高耐久性和可靠性，聚酰亚胺基体为复合气凝胶提供隔热；制得复合气凝胶具有良好的力学性能和疏水性能，并且具有宽的温度使用范围，且在碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶在隔热材料领域得到很好的应用、
19、进一步，本专利技术制备的碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶材料具有良好的三维骨架结构和多孔性能；
20、进一步，本专利技术制备的碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶材料具有良好的压缩强度，其压缩强度为382-645kpa；
21、进一步，本专利技术制备的碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶材料具有良好的疏水性能，接触角最高可达125.9°。
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1.一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述的4，4'-二胺基二苯醚和N，N-二甲基乙酰胺的添加量比为2.8g：35mL；所述4，4'-二胺基二苯醚和联苯四甲酸二酐的质量比为2.8g：3g。
3.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述PAA固体粉末和三乙胺溶液的添加量为0.054g：1mL；所述PAA固体粉末与水添加量为0.054g：1mL。
4.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述Ti3C2Tx纳米片分散液中Ti3C2Tx的添加量占PAAS水溶液质量的百分比为5％-20％。
5.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述Ti3C2Tx纳米片分散液的制备过程为：
6.根据权利要求5所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述LiF和12mol/L的
7.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述阶梯升温热酰亚胺化处理的具体过程为：
8.一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶，基于权利要求1-7任一项所述的抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法制得。
9.根据权利要求8所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶，其特征在于，所述抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的压缩强度为382-645kPa；所述抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的接触角达到125.9°。
10.根据权利要求8所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶在制备隔热材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述的4，4'-二胺基二苯醚和n，n-二甲基乙酰胺的添加量比为2.8g：35ml；所述4，4'-二胺基二苯醚和联苯四甲酸二酐的质量比为2.8g：3g。
3.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述paa固体粉末和三乙胺溶液的添加量为0.054g：1ml；所述paa固体粉末与水添加量为0.054g：1ml。
4.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述ti3c2tx纳米片分散液中ti3c2tx的添加量占paas水溶液质量的百分比为5％-20％。
5.根据权利要求1所述的一种抗压型碳化钛/聚酰亚胺复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述ti3c2...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，曹剑峰，范良迟，李轶名，张涛，王辉，杨俊翔，李国龙，蒋桂平，陈稳定，梁文波，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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