新材速递：大连化物所开发出用于高温隔热的新型聚酰亚胺气凝胶

大连化物所高性能高分子材料研究中心（DNL2200）周光远研究员和聂赫然副研究员团队在高性能聚酰亚胺气凝胶结构设计和研究方面取得新进展。

聚酰亚胺（PI）气凝胶具有轻质、耐高低温、高比表面积、低导热系数等优势，已成功应用于航空航天、太空探测等领域。然而，采用商业化的二酐和二胺单体，通过溶胶-凝胶方式制备的PI气凝胶，仍然存在收缩率高、尺寸稳定性差等问题，很难同时满足低密度和低导热系数，阻碍了其进一步的实际应用。

本工作中，团队开发了2种新型基于二苯亚甲基芴结构的“桨叶型”二胺单体，通过与二酐单体共聚，获得刚性适中的PI气凝胶材料。实验发现，该气凝胶材料具有优异的尺寸稳定性（收缩率低至7.7%），高孔隙率（>91%），高比表面积（674.8m2/s），以及良好的热性能（Td 5%>580℃, Tg>299℃）。在200℃下加热1小时，上表面温度低于60℃，且导热系数低至54.3mW*m–1*K–1，表现出优异的高温隔热性能。该工作为设计隔热性能优异和尺寸稳定的PI气凝胶材料提供了新思路。

相关研究成果以“Low shrinkage polyimide aerogels with excellent thermal insulation: Boosted by "paddle-shaped" benzhydrylidenefluorene-based diamines”为题，于近日发表在《化学工程学报》（Chemical Engineering Journal）上。该工作的第一作者为大连化物所DNL2200组孙云龙助理研究员。上述工作得到了国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划等项目的资助。

文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147642