纤维包覆纱改性PVA基气凝胶的制备及吸波性能研究

秦爱文; 王佳乐; 訾皓然; 闫宇航; 郭洋; 朱洪立; 李俊

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.09.007

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (09) : 38 -44. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.09.007

理论与研究

纤维包覆纱改性PVA基气凝胶的制备及吸波性能研究

秦爱文 ¹^,² ,
王佳乐 ¹ ,
訾皓然 ³ ,
闫宇航 ¹ ,
郭洋 ¹ ,
朱洪立 ⁴^,^* ,
李俊 ¹

作者信息 +

Study on Preparation and Absorption Properties of Fiber-Coated Yarn Modified PVA-Based Aerogel

Ai-wen QIN ¹^,² ,
Jia-le WANG ¹ ,
Hao-ran ZHI ³ ,
Yu-hang YAN ¹ ,
Yang GUO ¹ ,
Hong-li ZHU ⁴^,^* ,
Jun LI ¹

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摘要

以湿法纺聚偏氟乙烯（PVDF）纤维为芯层，以正硅酸乙酯和聚丙烯腈（PAN）为皮层，通过静电纺纱仪制备SiO₂/PVDF和PAN/PVDF两种纤维包覆纱，并将纤维包覆纱进行碳化处理，然后加入聚乙烯醇（PVA）中通过冷冻干燥的方式制备气凝胶，研究两种纤维包覆纱对PVA基气凝胶压缩性能、隔热性能及电磁波吸收性能的影响。结果表明：纤维包覆纱的加入能够增强PVA基气凝胶的抗压缩性，其中加入PAN/PVDF包覆纱的气凝胶其抗压缩性能最佳，压缩应力达到112.3 kPa，相比未改性的气凝胶提升了45%，且经过5轮压缩回弹实验后，恢复率仍能保持90%以上。此外，加入纤维包覆纱后，两种改性气凝胶的介电损耗性能均提高。其中，当PAN/PVDF包覆纱改性后的气凝胶厚度为1 mm时，其有效吸波带宽为1.08 GHz，最强吸收峰值达到-40.4 dB，展现出优异的电磁波吸收性能。