聚酰亚胺气凝胶-芳纶纤维复合材料的制备及性能研究

刘传志

doi:10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.24.375

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聚酰亚胺气凝胶-芳纶纤维复合材料的制备及性能研究

研究论文 | 更新时间：2025-04-29

- 聚酰亚胺气凝胶-芳纶纤维复合材料的制备及性能研究
- Preparation and Properties of Polyimide Aerogel-aramid Fiber Composites
- 高分子通报 2025年38卷第5期页码：801-807
- 作者机构：
  
  重庆开放大学重庆工商职业学院，重庆 400052
- 作者简介：
  
  *刘传志，E-mail: Design-cq@cqtbi.edu.cn
- 基金信息：
  
  重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN202304010)
- DOI：10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.24.375
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-12-09，
  
  录用日期：2025-02-22，
  
  网络出版日期：2025-03-27，
  
  纸质出版日期：2025-05-20
- 稿件说明：
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刘传志. 聚酰亚胺气凝胶-芳纶纤维复合材料的制备及性能研究. 高分子通报, 2025, 38(5), 801–807.

Liu, C. Z. Preparation and properties of polyimide aerogel-aramid fiber composites. Polym. Bull. (in Chinese), 2025, 38(5), 801–807.
刘传志. 聚酰亚胺气凝胶-芳纶纤维复合材料的制备及性能研究. 高分子通报, 2025, 38(5), 801–807. DOI： 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.24.375.

Liu, C. Z. Preparation and properties of polyimide aerogel-aramid fiber composites. Polym. Bull. (in Chinese), 2025, 38(5), 801–807. DOI： 10.14028/j.cnki.1003-3726.2025.24.375.

摘要

聚酰亚胺(PI)气凝胶是一种基于有机聚合物的气凝胶，其具有良好的保温性能，受到越来越多的关注。为了构建一种具有良好保温性能的复合材料，本研究以高分子材料芳纶纤维为基体材料，将PI气凝胶作为增强填充剂，先通过模具化冷冻，然后进行干燥-软化处理，制备了PI气凝胶-芳纶纤维复合保温材料。分别对复合材料的机械性能和保温性能进行研究，结果发现引入PI后，复合材料的导热系数由0.047 W/(m·K)降至0.031 W/(m·K)，降低了34.04%；其机械强度由736 kPa增至798 kPa，提升了8.42%。此外，PI气凝胶-芳纶纤维复合保温材料还提高了穿着者在湿热环境中的热舒适度，这表明该复合材料特别适用于隔热应用。

Abstract

Polyimide (PI) aerogel is an organic polymer-based aerogel with good thermal insulation properties

which has received increasing attention. In order to construct a composite material with good thermal insulation properties

in this study

the PI aerogel-aramid fiber composite thermal insulation material was prepared by first molding and freezing

followed by drying-softening treatment

using aramid fiber

a polymer material

as the matrix material and PI aerogel as the reinforcing filler. The mechanical and thermal insulation properties of the composites were investigated separately

and it was found that the thermal conductivity of the composites decreased from 0.047 W/(m·K) to 0.031 W/(m·K)

which was reduced by 34.04%

after the introduction of PI; and its mechanical strength was increased from 736 kPa to 798 kPa

which was enhanced by 8.42%. In addition

the PI aerogel-aramid fiber composite insulation improved the thermal comfort of the wearer in hot and humid environments

indicating that the composite is particularly suitable for thermal insulation applications.

关键词

Keywords

references

王蒙蒙 , 隋学叶 , 綦开宇 , 刘瑞祥 , 周长灵 , 段晓峰 , 唐文哲 , 李占峰 . 改性二氧化硅气凝胶材料的研究进展 . 中国陶瓷 , 2024 , ( 12 ), 1 – 9 .

张荣振 , 柏浩 . 用于可穿戴热管理的智能纤维及织物 . 材料导报 , 2025 , 39 ( 1 ), 5 – 15 .

刘聪颖 , 吴静 , 申衡 , 张忠 , 杜晓彤 , 丁杰东 . 新型建筑保温材料的研究进展与应用前景 . 居业 , 2024 , 16 ( 11 ), 211 – 213 .

赵孔俐 , 孙正阳 , 冯军宗 , 姜勇刚 , 李良军 , 胡艺洁 , 冯坚 . 化学气相沉积制备气凝胶研究进展 . 硅酸盐学报 , 2024 , 52 ( 12 ), 3896 – 3904 .

闵馥宁 , 赵洪凯 , 张力化 , 刘晓帅 . 二次修饰下硅气凝胶粉体的性能研究 . 江苏建材 , 2024 , ( 5 ), 7 – 10 .

杨玺 , 黄冬梅 . 高温对气凝胶-水泥基复合材料的性能影响研究 . 武汉理工大学学报 , 2024 , 46 ( 10 ), 25 – 32 .

宋婧 . 建筑保温隔热材料导热系数检测结果影响因素分析 . 广东建材 , 2025 , 41 ( 1 ), 29 – 32 .

王少芹 , 赵新新 . SiO 2 气凝胶复合材料在节能领域中的应用 . 信息记录材料 , 2024 , 25 ( 11 ), 33 – 35 .

张雅秀 , 蒋云 , 曾欣怡 . 基于气凝胶体系防隔热一体化材料的研究进展 . 棉纺织技术 , 2024 , 52 ( 11 ), 87 – 92 .

穆锐 , 刘元雪 , 刘晓英 , 张育新 , 姚未来 , 任俊儒 , 陈金锋 , 成鑫磊 , 杨秀明 , 龚宏伟 . SiO 2 气凝胶复合材料及其在航空航天领域的研究进展 . 复合材料学报 , 2024 , 41 ( 7 ), 3355 – 3371 .

夏翔 , 路兴帅 , 魏迪 , 胡媛媛 , 李忠宇 , 程百儒 , 段雄英 , 廖敏夫 . SiO 2 气凝胶和纳米TiO 2 填充水性聚氨酯改性聚酰亚胺在电弧防护上的应用 . 绝缘材料 , 2024 , 57 ( 10 ), 91 – 97 .

丁成成 , 俞娟 , 黄培 , 王晓东 . 聚酰亚胺超级电容器电极材料研究进展 . 工程塑料应用 , 2024 , 52 ( 1 ), 156 – 162 .

肖泳霜 , 林家辉 , 李同兵 , 黄锦涛 . 聚酰亚胺基阻燃相变材料研究进展 . 现代塑料加工应用 , 2024 , 36 ( 5 ), 18 – 21 .

王子扬 , 杨雪 , 刘玮 , 刘丽芳 , 马晓飞 , 张丽 . 纳米纤维素/聚酰亚胺气凝胶制备与性能研究 . 功能材料 , 2022 , 53 ( 8 ), 8116 – 8121 .

钱晶晶 , 陈益人 , 冯坚 , 冯军宗 , 姜勇刚 . 聚酰亚胺气凝胶的制备及其性能研究 . 功能材料 , 2014 , 45 ( 20 ), 20122 – 20126 .

Nguyen, B. N. ; Cudjoe, E. ; Douglas, A. ; Scheiman, D. ; McCorkle, L. ; Meador, M. A. B. ; Rowan, S. J . Polyimide cellulose nanocrystal composite aerogels . Macromolecules , 2016 , 49 ( 5 ), 1692 – 1703 .

刘昊 , 张利慧 , 于迎春 , 巩阳 , 孙一萌 , 张月 , 宋怀河 , 陈晓红 . SiO 2 气凝胶/聚酰亚胺复合薄膜的制备及其隔热性能研究 . 化工新型材料 , 2020 , 48 ( 6 ), 93 – 96 .

刘婷 , 刘源 , 王晓栋 , 沈军 , 张泽 , 习爽 , 刘群 . 聚酰亚胺气凝胶材料的制备及其应用 . 工程科学学报 , 2020 , 42 ( 1 ), 39 – 47 .

周成飞 . 聚酰亚胺基气凝胶材料的制备及应用研究进展 . 合成技术及应用 , 2019 , 34 ( 4 ), 20 – 25 .

李帅 , 汪泽幸 , 吴璠 , 陈小英 . 聚酰亚胺耐高温过滤材料的研究现状 . 棉纺织技术 , 2022 , 50 ( S1 ), 43 – 47 .

Sun, J. W. ; Xiong, Y. W. ; Jia, H. Y. ; Han, L. X. ; Ye, W. ; Sun, L. T . Enhanced reduction of graphene oxide via laser-dispersion coupling: towards large-scale, low-defect graphene for crease-free heat-dissipating membranes in advanced flexible electronics . Sci. Bull . , 2024 , 69 ( 11 ), 1716 – 1727 .

况余春 , 蒋金雅 . 针织面料折痕疵点的解决措施 . 染整技术 , 2023 , 45 ( 12 ), 31 – 35 .

宋顺喜 , 时宇杰 , 张美云 , 许晶晶 . 聚酰亚胺/芳纶纤维多孔材料的制备及其性能 . 陕西科技大学学报 , 2020 , 38 ( 2 ), 1 – 5 .

林旭 , 麦学妍 , 王钧 , 余雁 , 张雪霞 . 各向异性纤维素纳米纤维-芳纶纳米纤维复合泡沫的制备与性能 . 复合材料学报 , 2024 , 41 ( 6 ), 3011 – 3020 .

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