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聚酰亚胺-无机物杂化节能玻璃贴膜的制备及性能研究

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第一章 文献综述

1.1节能玻璃贴膜概述

1.1.1节能玻璃贴膜的节能原理及特点

1.1.2节能玻璃贴膜的应用现状及前景

1.2有机-无机物杂化材料综述

1.2.1有机-无机物杂化材料的分类

1.2.2有机-无机物杂化材料的制备方法

1.2.3有机-无机物杂化材料的特性

1.3聚酰亚胺/无机物杂化材料概述

1.3.1聚酰亚胺概述

1.3.2聚酰亚胺/无机物杂化材料

1.4本课题的研究内容与意义

1.4.1本课题的研究内容

1.4.2本课题的创新点

1.4.3本课题的研究意义

第二章 实验方法与分析表征

2.1实验方法

2.1.1主要原料及仪器设备

2.1.2聚酰胺酸(PAA)的合成工艺及反应机理

2.1.3聚酰亚胺/无机物杂化薄膜的制备

2.2聚酰亚胺/无机物杂化节能玻璃贴膜的性能表征

2.2.1紫外-可见光透过性能测试

2.2.2杂化薄膜的隔热性测试与分析

2.2.3杂化薄膜的热稳定性测试

2.2.4杂化薄膜的微观形貌分析

2.2.5杂化薄膜的结构分析

第三章 聚酰亚胺/无机物杂化薄膜的制备

3.1 PAA溶胶的制备

3.2无机组分的确定

3.2.1 PI/ZnO杂化薄膜

3.2.2 PI/Al2O3杂化薄膜

3.2.3 PI/SiO2杂化薄膜

3.2.4不同无机组分杂化薄膜透光性能的比较

3.3聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的制备工艺优化

3.3.1影响PAA溶胶粘度的因素

3.3.2影响聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜透光性的因素

3.3.3 PI/SiO2杂化薄膜制备工艺参数

3.4本章小结

第四章 聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的性能

4.1聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的透光性能

4.2聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的隔热性

4.2.1聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的隔热性能测试

4.2.2镀膜玻璃导热系数计算及建筑隔热效果推算

4.3聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的热稳定性

4.4聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的微观形貌分析

4.5聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的结构分析

4.6本章小结

第五章 结论与建议

5.1结论

5.1 建议

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况

致 谢

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摘要

用节能玻璃贴膜对既有建筑进行改造,是目前我国建筑领域节能降耗所采用的主要措施之一。发达国家玻璃贴膜的市场普及率通常在75%以上,而我国仅在北京、上海、广州等城市的部分建筑中推广使用,普及率极低,市场还被国外品牌如美国3M、CPF(龙膜)等垄断。本论文旨在开发一种具有自主知识产权的有机-无机杂化薄膜材料,将其应用玻璃贴膜领域,发挥节能作用。
   本文选用具有良好光学性能、热稳定性能的聚酰亚胺(PI)为薄膜的有机相主体,掺杂SiO2、ZnO、Al2O3等无机组分,经热亚胺化制备出PI/SiO2、PI/ZnO、PI/Al2O3杂化薄膜材料。以紫外-可见光透过率为标准,筛选出SiO2为性能最佳的无机相掺杂物。实验结果表明:影响聚酰胺酸(PAA)溶胶粘度的因素包括反应温度、单体摩尔比、陈化时间等,镀膜质量最佳的粘度范围为85~122mPa·s,溶胶体系陈化24h后粘度趋于稳定。影响PI/SiO2杂化薄膜透光率的主要因素为SiO2添加量、单体摩尔比、偶联剂加入量。优化的PI/SiO2杂化薄膜制备工艺参数为SiO2添加量5%,单体摩尔比(ODA∶PMDA)0.95∶1,偶联剂添加量为1:25。
   PI/SiO2杂化薄膜的透光性、隔热性、热稳定性、微观形貌及其结构分析结果表明:PI/SiO2杂化玻璃贴膜在可见光区、紫外光区的平均透光率分别为85.6%、12.9%;镀有PI/SiO2杂化薄膜的玻璃片所在的暗室,比未镀膜玻璃片所在暗室温度低3.5℃,采用GB/T2680-94中的方法,对窗墙比为0.22的建筑进行预测,使用镀膜玻璃后遮阳系数降低,总传热系数减小,传入室内的热量由34.67w/m2降至23.60 w/m2;掺杂SiO2后杂化薄膜的热稳定性比纯PI提高,失重5%的温度由520℃提高到544℃;无机相在有机相中分散均匀,两相间结合紧密,过渡自然;热亚胺化处理后,形成了酰亚胺环状结构,初步分析认为偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷以氢键结构连接在无机相和有机相之间。

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