CN106163983A

CN106163983A - 柔性复合气凝胶和制造工艺

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Publication number: CN106163983A
Application number: CN201480077931.XA
Authority: CN
Inventors: B.斯沃博达; C.休伊利特; P.桑塔格; A.范艾伯根
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2016-11-23
Also published as: EP3105174B1; KR20160122183A; AR099737A1; JP6446466B2; WO2015121541A1; US20170174576A1; JP2017509743A; KR102205917B1; TW201542457A; EP3105174A1; US10294165B2; CA2939229A1

Abstract

本发明涉及柔性复合有机气凝胶(1)，其包括：‑织物增强物(5)，‑放置在所述织物增强物(5)内的有机气凝胶(3)，所述有机气凝胶(3)基于至少部分地由多羟基苯R和甲醛F得到的树脂；其中所述有机气凝胶(3)为包括至少一种水溶性阳离子型聚电解质的聚合物有机凝胶，或者其中所述有机气凝胶(3)为包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的热解产物的多孔碳单块形式的所述凝胶的热解物。所述有机气凝胶(3)在大气压下呈现出10‑40mW.m^‑1.K^‑1的比导热率。

Description

柔性复合气凝胶和制造工艺

本发明涉及热绝缘的领域并且更具体地，柔性复合气凝胶和它们的制造工艺的领域。

气凝胶由于它们非常低的热导率而越来越多地用于热绝缘领域中。因此已知使用有机或无机气凝胶作为真空绝缘板中的芯材料。

不过，单块(整块，monolithic)形式的气凝胶是刚性和相对脆弱的。因此，这些气凝胶可不适合用于其中柔性和一定强度是必要的用途。

为了赋予这些强度和柔性特性，已知制造由在织物增强物内的有机或无机气凝胶构成的柔性复合气凝胶。

然而，现有技术中使用的气凝胶是具有高的生产成本且难以制造的气凝胶，因此它们需要漫长且昂贵的用超临界CO₂干燥的阶段。

因此，本发明的目的之一是至少部分地克服现有技术的缺点并且提供具有低的成本价格、其热导率为1-40mW.m^-1.K^-1的柔性复合气凝胶。

本发明涉及柔性复合有机气凝胶，其包括：

-织物增强物，

-放置在所述织物增强物内的有机气凝胶，

所述有机气凝胶基于至少部分地由多羟基苯R和甲醛F得到的树脂；

所述有机气凝胶为包括至少一种水溶性阳离子型聚电解质的聚合物有机凝胶，

或者所述有机气凝胶为包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的热解产物的多孔碳单块形式的所述凝胶的热解产物；

所述有机气凝胶在大气压下呈现出10-40mW.m^-1.K^-1的比导热率。

根据本发明的一方面，所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P为选自如下的有机聚合物：季铵盐、聚(氯化乙烯基吡啶)、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡啶、聚(烯丙基胺盐酸盐)、聚(氯化甲基丙烯酸三甲基氨基乙基酯)、聚(丙烯酰胺-共-氯化二甲基铵)以及它们的混合物。

根据本发明的另一方面，所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P为包括由选自聚(卤化二烯丙基二甲基铵)的季铵得到的单元的盐并且优选为聚(氯化二烯丙基二甲基铵)或聚(溴化二烯丙基二甲基铵)。

根据本发明的另一方面，所述有机气凝胶包括多羟基苯R和甲醛F在水性溶剂W中在催化剂和溶解在所述水性溶剂中的所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的存在下的聚合反应的产物。

根据本发明的另一方面，所述聚合反应的产物按照0.2％-2％-的质量分数包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

根据本发明的另一方面，所述聚合反应的产物按照2％-10％的相对于所述多羟基苯R和甲醛F的P/(R+F)重量比包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

根据本发明的另一方面，所述聚合反应的产物按照0.3％-2％的相对于所述多羟基苯R、甲醛F和水性溶剂W的P/(R+F+W)重量比包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

根据本发明的另一方面，所述有机气凝胶呈现：

-400m²/g-1200m²/g的比表面，和/或

-0.1cm³/g-3cm³/g的孔体积,和/或

-3nm-30nm的平均孔径，和/或

-0.01-0.4的密度。

根据本发明的另一方面，当所述有机气凝胶为包括至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的聚合物有机凝胶时，所述织物增强物是通过具有大于或等于5％的水分吸收含量(吸湿量，moisure uptake content)且具有良好的对所述有机气凝胶的化学亲和性的有机纤维或长丝制造的。

根据本发明的另一方面，织物增强物5的有机纤维或长丝选自以下材料：

-间位芳族聚酰胺纤维，

-氧化聚丙烯腈纤维，

-聚酰胺-酰亚胺纤维，

-酚醛纤维，

-聚苯并咪唑纤维，

-聚磺酰胺纤维。

根据本发明的另一方面，当所述有机气凝胶为包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的热解产物的多孔碳单块形式的热解物时，所述织物增强物是通过耐受热解温度的无机纤维或长丝制造的。

根据本发明的另一方面，织物增强物5的无机纤维或长丝选自以下材料：

-玻璃纤维，

-玄武岩纤维，

-陶瓷纤，

-二氧化硅纤维，

-碳化硅纤维。

根据本发明的另一方面，所述织物增强物为无纺织物。

根据本发明的另一方面，所述织物增强物为纺织或针织(knitted)织物。

根据本发明的另一方面，所述织物增强物为三维形式的织物。

本发明还涉及用于制造柔性复合有机气凝胶的工艺，其包括以下阶段：

a)在织物增强物内使多羟基苯R和甲醛F在水性溶剂W中在催化剂和溶解在所述水性溶剂W中的至少一种阳离子型聚电解质P的存在下聚合，

b)使在所述织物增强物内的在a)中获得的溶液凝胶化以获得凝胶，

c)将用b)中获得的凝胶浸渍的织物增强物干燥。

根据按照发明的工艺的一个方面，所述工艺包括将c)中获得的经干燥的凝胶热解以获得多孔碳的另外的阶段。

根据按照本发明的工艺的另一方面，阶段a)是通过如下使用所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P而进行的：

-按照0.2％-2％的在组合物中的质量分数，和/或

-按照2％-10％的相对于所述多羟基苯R和甲醛F的P/(R+F)重量比，和/或

-按照0.3％-2％的相对于所述多羟基苯R、甲醛F和水性溶剂W的P/(R+F+W)重量比。

根据按照本发明的工艺的另一方面：

-阶段a)是在环境温度下通过如下而进行的：将所述多羟基苯R和所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P溶解于优选地由水构成的在所述水性溶剂W中，然后向所获得的溶液添加所述甲醛F和所述酸性或碱性催化剂，之后将所获得的溶液倒在织物增强物上面，和

-阶段b)是通过如下而进行的：将所述经浸渍的织物增强物在烘箱中固化。

根据按照本发明的工艺的另一方面，阶段c)是通过如下而进行的：用空气、例如在炉子中干燥以获得呈现如下性质的所述聚合物有机凝胶：

-400m²/g-1200m²/g的比表面，和/或

-0.1cm³/g-3cm³/g的孔体积，和/或

-3nm-30nm的平均孔径，和/或

-0.01-0.4的密度。

在阅读作为说明性和非限制性实例给出的以下描述、以及附图时，本发明的其它特性和优点将变得更清楚明显，其中：

-图1显示柔性复合有机气凝胶的剖面侧视图(cutaway side-face view)的图示，

-图2显示三维形式的织物增强物的观察面视图(sight-face view)的照片。

不同附图中的相同部件具有相同的附图标记。

如图1中所示，柔性复合有机气凝胶1具体地包括织物增强物5和在所述织物增强物5内的有机气凝胶3。

所述有机气凝胶3可特别地为聚合物有机凝胶或者以热超绝缘的多孔碳单块(即，具有小于或等于40mW.m^-1.K^-1的热导率)的形式的所述凝胶的热解物。

该有机气凝胶3是通过申请人公司刚刚惊讶地发现的如下事实获得的：在水相中向多羟基苯和甲醛型的树脂前体添加由水溶性阳离子型聚电解质构成的特定家族的添加剂使得可获得这样的凝胶或者它的热解物：其同时呈现出高的比表面、非常低的密度和高的孔体积，同时能够在不通过溶剂交换和不通过超临界流体干燥的情况下管理(使用，处置，manage)。

为此，有机气凝胶3基于至少部分地由多羟基苯R和甲醛F得到的树脂，使得其包括至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

应注意，引入该阳离子型聚电解质的该气凝胶可有利地通过如下而获得：使用炉子干燥，其与通过超临界CO₂干燥相比，实施起来简单得多并且对凝胶生产成本损害较小。这是因为，申请人公司已经发现，该添加剂使得在该炉子干燥之后获得的凝胶得以保持高孔隙率以及赋予其以与高的比表面和高的孔体积组合的非常低的密度成为可能。

术语"凝胶"理解为指的是，在已知方式中，自发地或者在催化剂的作用下通过胶体溶液的絮凝和凝结而形成的胶体材料和液体的混合物。

术语"水溶性聚合物"理解为指的是可在不加入添加剂(特别是表面活性剂)的情况下溶解在水中的聚合物，其不同于水分散性聚合物，所述水分散性聚合物能够在其与水混合时形成分散体。

有机气凝胶3还可包括所述多羟基苯R和甲醛F在水性溶剂W中在酸性或碱性催化剂和溶解在该溶剂中的所述至少一种阳离子型聚电解质P的存在下的聚合反应的产物。

有利地，所述聚合反应的产物可：

-按照0.2％-2％、和优选地0.3％-1％的大幅减少的质量分数包括所述至少一种阳离子型聚电解质P，和/或

-按照2％-10％和优选地3％-7％的相对于所述多羟基苯R和甲醛F的P/(R+F)重量比包括所述至少一种阳离子型聚电解质P，和/或

-按照0.3％-2％和优选地0.4％-1.5％的相对于所述多羟基苯R、甲醛F和水性溶剂W的P/(R+F+W)重量比包括所述至少一种阳离子型聚电解质P。

所述至少一种聚电解质可为能完全溶解于水中并且具有低的离子强度的任何阳离子型聚电解质。

优选地，其为选自如下的有机聚合物：季铵盐、聚(氯化乙烯基吡啶)、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡啶、聚(烯丙基胺盐酸盐)、聚(氯化甲基丙烯酸三甲基氨基乙基酯)、聚(丙烯酰胺-共-氯化二甲基铵)以及它们的混合物。

还更优选地，所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质为包括由选自聚(卤化二烯丙基二甲基铵)的季铵得到的单元的盐并且优选为聚(氯化二烯丙基二甲基铵)或聚(溴化二烯丙基二甲基铵)。

在可用于本发明中的所述树脂的前体聚合物中，可提及由至少一种多羟基苯型单体和至少一种甲醛单体的缩聚得到的聚合物。该聚合反应可涉及超过两种不同的单体，另外的单体是或者不是多羟基苯型的。可使用的多羟基苯优选为二-或者三羟基苯和有利地为间苯二酚(1,3-二羟基苯)，或者间苯二酚与选自邻苯二酚、对苯二酚或间苯三酚的另外的化合物的混合物。

多羟基苯R和甲醛F可例如按照在0.2和1之间的R/F摩尔比使用。

有机气凝胶3可有利地呈现出400m²/g-1200m²/g的比表面、和/或0.1cm³/g-3cm³/g的孔体积、和/或3nm-30nm的平均孔径、和/或0.01-0.4的密度。

有利地，有机气凝胶3在大气压下可呈现出10mW.m^-1.K^-1-40mW.m^-1.K^-1和例如12-35mW.m^-1.K^-1的热导率。

就其而言，织物增强物5可为无纺织物或者可为纺织或针织织物并且优选为三维形式的无纺、纺织或针织织物，例如，三维形式的纺织或针织物，如图1和2中所示。

术语"三维形式的织物"理解为指的是这样的织物：其呈现出相对于其它两个正交的(正常的，normal)平面维度的第三维度。该织物可通过纺织、针织(经编(warp)或纬编(weft))、缝制(stitching)、编带(braiding)、以及通过这些技术的组合而制造。

这样的织物增强物5的使用为柔性复合有机气凝胶1贡献柔性性质。

制备织物增强物5的材料的选择取决于柔性复合有机气凝胶1的使用条件以及有机气凝胶3的性质。

这是因为，在其中织物增强物5内的有机气凝胶3为如上所述的聚合物有机凝胶的情况下，其优选地在小于或等于200℃的温度下使用。因此，织物增强物5可使用具有大于或等于5％的水分吸收含量(在标准ISO 3344的条件下测定)的有机纤维或长丝制造。这些纤维或长丝具有高的水分吸收的事实使得所述溶液对所述织物增强物的高润湿性(和因此浸渍)成为可能。此外，所述有机纤维或长丝优选地选择成对所述聚合物有机凝胶(多羟基苯R和甲醛F)具有良好的化学亲和性；因此，在凝胶化期间在少部分R和F反应物之间发生化学反应。该现象使得在织物增强物5和最终的气凝胶3之间具有显著的粘附成为可能并且因此限制凝胶由弯曲期间的粉化引起的凝胶损失。

织物增强物5的有机纤维或长丝可因此选自以下材料：

-间位芳族聚酰胺纤维，

-氧化聚丙烯腈纤维，

-聚酰胺-酰亚胺纤维，

-酚醛纤维，

-聚苯并咪唑纤维,

-聚磺酰胺纤维。

在其中织物增强物5内的有机气凝胶3为以如上所述的多孔碳单块形式的凝胶热解物的情况下，其优选地在小于或等于400℃的温度下使用。不过，织物增强物5必须使用耐受热解温度(其在此情况下为约800℃)的无机纤维或长丝制造。

织物增强物5的无机纤维或长丝可因此选自以下材料：

-玻璃纤维，

-玄武岩纤维，

-陶瓷纤维(例如氧化铝、铝硅酸盐、硼硅酸盐)，

-二氧化硅纤维，

-碳化硅纤维。

根据一种优选实施方式，织物增强物5为三维形式的无纺的、纺织的或针织的织物，例如，三维形式的纺织或针织物，如图2中所示。该类型织物的优点是提供具有一定厚度的织物，其与针刺(needle)成对应材料的简单的无纺织物相比具有更好的机械性质并且使得可获得这样的柔性复合有机气凝胶：可对其进行处理而具有很少的因粉化引起的气凝胶损失。

在无机纤维或长丝的情况下，这十分特别地使得如下成为可能：尽管所述纤维或长丝的润湿性低，但防止因粉化引起的过于明显的损失。所述三维形式的织物于是在所述有机气凝胶中"作为覆盖物"使用。

在无纺织物增强物5和3D针织物之间进行的测试：

Airtech无纺布： UHT 800

由玻璃纤维制造的针刺无纺布：

-测量的每m²的重量：636.3g/m²

-厚度5mm

-密度：127.26kg/m³

由玻璃纤维制造的3D"经编"针织物：

-测量的每m²的重量：1059g/m²

-厚度5mm

-密度：211.84kg/m³

对3D针织物/无纺布的拉伸测试：

通过对比，对于3D针织物，由于如下事实，与无纺布相比，注意到了更好的变形和强度性质：3D针织物由于其包含针脚(缝线，stitches)的事实而在其行方向上具有更好的弹性。

本发明还涉及用于制造柔性复合有机气凝胶1的工艺，其包括以下阶段：

a)在织物增强物5内使多羟基苯R和甲醛F在水性溶剂W中在催化剂和溶解在所述水性溶剂W中的至少一种阳离子型聚电解质P的存在下聚合，

b)使在所述织物增强物5内的在a)中获得的溶液凝胶化以获得凝胶，

c)将用b)中获得的凝胶浸渍的织物增强物5干燥。

于是获得这样的柔性复合有机气凝胶1：其有机气凝胶3为聚合物有机凝胶形式。

柔性复合有机气凝胶1的制备还可包括将c)中获得的经干燥的凝胶热解以获得多孔碳的阶段。

于是获得这样的柔性复合有机气凝胶1：其有机气凝胶3为多孔碳的形式。

有利地并且如上所示，阶段a)可通过按照0.2％-2％的在组合物中的质量分数、和/或根据2％-10％的P/(R+F)重量比、和/或根据0.3％-2％的P/(R+F)重量比使用所述至少一种聚电解质P而进行。

而且有利地：

-阶段a)可在环境温度下通过如下进行：将所述多羟基苯R和所述至少一种阳离子型聚电解质P溶解在所述水性溶剂(优选地，由水构成)中，然后向所获得的溶液添加所述甲醛F和所述催化剂(其可为酸性的或碱性的)，之后将所获得的溶液倒在如上所述的织物增强物上，然后

-可通过如下进行阶段b)：将所述经浸渍的织物增强物在烘箱中干燥。

作为可在阶段a)中使用的催化剂，可提及例如酸性催化剂，例如盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、磷酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、高氯酸、草酸、甲苯磺酸、二氯乙酸或者甲酸的水溶液，或者碱性催化剂，例如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸锂、氢氧化铵、氢氧化钾和氢氧化钠。

在阶段a)中例如可使用0.001-0.3的多羟基苯对水的R/W重量比。

优选地，阶段c)是通过如下进行的：用空气干燥(例如在炉子中)，而没有溶剂交换或者没有通过超临界流体干燥，以获得所述聚合物有机凝胶，其(根据合成条件并且特别是pH)呈现出400m²/g-1200m²/g的比表面、和/或0.1cm³/g-3cm³/g的孔体积、和/或3nm-30nm的平均孔径、和/或0.01-0.4的密度。

应注意，根据本发明的该水相制备工艺因此使得可获得根据合成条件变化的受控的多孔结构。因此可获得低密度的仅仅纳孔(即，具有小于50nm的孔径)的结构或者同时存在纳孔和大孔(即，具有大于50nm的孔径)的结构。

在阅读通过说明且没有隐含限制所给出的本发明的若干可实施实施例的以下描述时，其它特性、优点和细节将显现。

有机气凝胶3的制备的实施例：

以下实施例说明用如下起始反应物制备的两种"对照"有机凝胶G0和G0'以及根据本发明的五种有机凝胶G1-G5和对应的"对照"多孔碳C0和C0'以及根据本发明的多孔碳C1-C5：

-来自Acros的间苯二酚(R)，98％纯度，

-来自Acros的甲醛(F)，37％纯度，

-由如下构成的催化剂(C)：对于G1-G4凝胶，盐酸；和对于G5凝胶，碳酸钠，和

-用于G1-G5凝胶的聚(氯化二烯丙基二甲基铵)(P)，35％纯度(为在水中的溶液形式W)。

这些G0、G0'和G1-G5凝胶是如下制备的：

在第一步骤中，将间苯二酚R和聚电解质P(G0和G0'凝胶例外)在包含水的容器中溶解。然后，在完全溶解之后，添加甲醛F。将所获得的聚合物溶液用催化剂C调节至合适的pH，规定这些操作均在环境温度(约22℃)下进行。在第二步骤中，将所获得的溶液倒在模具中，随后将所述模具在烘箱中在90℃下放置24h以进行凝胶化。

随后将所述凝胶如下干燥：

-在85℃、具有90％的水分含量的湿室中干燥17小时，以获得G0'、G2、G4和G5凝胶，或

-在三氟乙酸浴中溶剂交换3天，然后在无水乙醇浴中溶剂交换4天之后用超临界CO₂干燥，以获得G0、G1和G3气凝胶。

最后，将G0、G0'和G1-G5有机凝胶在氮气下在800℃的温度下热解以获得C0、C0'和C1-C5多孔碳。

在下表1中：

-R/F为间苯二酚对甲醛的摩尔比，

-R/W为间苯二酚对水的摩尔比，

-P表示聚电解质的质量分数，

-P/(R+F)为聚电解质对间苯二酚-甲醛前体的重量比，

-P/(R+F+W)为聚电解质对已经添加有水的间苯二酚-甲醛前体的重量比，和

-CO₂sc表示使用超临界CO₂干燥，其与根据本发明可使用的炉子干燥形成对照。

G0、G2和G4凝胶的热导率(参见表2)以及C0、C2和C4多孔碳的热导率(参见表3)是用传导率计根据热丝法在22℃测量的，并且G4凝胶和对应的C4多孔碳的在三点压缩方面和在拉伸方面的机械性质是用MTS拉伸/压缩测试机根据标准ASTM C165-07测量的，与"对照"二氧化硅气凝胶G0”的那些比较(参见表4)。

对于各C0、C0'和C1-C5多孔碳，使用来自Micromeritics的3020设备测量比表面、孔体积和平均孔径(表2)。

表1：

反应物的量/工艺	G0	G0'	G1	G2	G3	G4	G5
								R/F	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
R/W	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.20
								P	0	0	0.4％	0.4％	0.4％	0.4％	-
P/(R+F)	0	0	0.0626	0.0626	0.0640	0.0640	0.0379
								P/(R+F+W)	0	0	0.0044	0.0044	0.0070	0.0070	0.0127
pH	3	3	3	3	1	1	6.13
								干燥方法	CO₂sc	炉子	CO₂sc	炉子	CO₂sc	炉子	炉子

表2：

表3：

C0和C0'"对照"多孔碳与本发明C1-C5的那些的比较清楚地显示，阳离子型聚电解质P的添加使得对于所获得的低密度，即使用炉子干燥也可保持纳米结构(参见C2、C4和C5多孔碳的比表面、孔体积和平均孔径值，其与C0的那些的量级相同)，而在不使用该聚电解质的情况下，使用通过超临界CO₂的干燥对于保持C0多孔碳的该纳米结构是必要的。

在这些条件下，根据本发明的纳米结构化的G1-G5凝胶和C1-C5碳的密度根据本发明始终小于或等于0.4。

通过将pH调节至1，这些结果还显示，可获得具有低得多的密度(小于或等于0.06)的材料(参见本发明的G3和G4凝胶以及C3和C4碳)。

最后，对于本发明的G5凝胶和对应的碳C5获得的结果显示，所述合成还可在较低酸性和甚至略微碱性的介质(pH>6)中进行。

表4：

*根据M.A.Aegerter等，"Aerogel Handbook",Advances in Sol-GelDerivedMaterials and Technologies,chap.22。

该表4显示，根据本发明的凝胶和多孔碳呈现出这样的机械性质：其与已知的二氧化硅气凝胶的那些相比非常显著地得到改善。

因此，清楚地看见，根据本发明的柔性复合有机气凝胶1由于放置在织物增强物5内的有机气凝胶3为特定气凝胶的事实而使得其如下性质成为可能：低的热导率，同时是柔性的和耐受性的，由于该特定有机气凝胶不需要超临界干燥阶段的事实，这满足合理的生产成本的情况。

Claims

1.柔性复合有机气凝胶(1)，包括：

-织物增强物(5)，

-放置在所述织物增强物(5)内的有机气凝胶(3)，

特征在于所述有机气凝胶(3)基于至少部分地由多羟基苯R和甲醛F得到的树脂；

所述有机气凝胶(3)为包括至少一种水溶性阳离子型聚电解质的聚合物有机凝胶，

或者所述有机气凝胶(3)为包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的热解产物的多孔碳单块形式的所述凝胶的热解物；

所述有机气凝胶(3)在大气压下呈现出10-40mW.m^-1.K^-1的比导热率。

2.如权利要求1中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P为选自如下的有机聚合物：季铵盐、聚(氯化乙烯基吡啶)、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡啶、聚(烯丙基胺盐酸盐)、聚(氯化甲基丙烯酸三甲基氨基乙基酯)、聚(丙烯酰胺-共-氯化二甲基铵)以及它们的混合物。

3.如前一权利要求中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P为包括由选自聚(卤化二烯丙基二甲基铵)的季铵得到的单元的盐并且优选为聚(氯化二烯丙基二甲基铵)或聚(溴化二烯丙基二甲基铵)。

4.如前述权利要求任一项中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于有机气凝胶(3)包括多羟基苯R和甲醛F在水性溶剂W中在催化剂和溶解在所述水性溶剂中的所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的存在下的聚合反应的产物。

5.如前一权利要求中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于所述聚合反应的产物按照0.2％-2％的质量分数包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

6.如权利要求4和5任一项中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于所述聚合反应的产物按照2％-10％的相对于所述多羟基苯R和甲醛F的P/(R+F)重量比包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

7.如权利要求4-6之一中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于所述聚合反应的产物按照0.3％-2％的相对于所述多羟基苯R、甲醛F和水性溶剂W的P/(R+F+W)重量比包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P。

8.如前述权利要求任一项中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于有机气凝胶(3)呈现出：

-400m²/g-1200m²/g的比表面，和/或

-0.1cm³/g-3cm³/g的孔体积，和/或

-3nm-30nm的平均孔径，和/或

-0.01-0.4的密度。

9.如前述权利要求任一项中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于，当有机气凝胶(3)为包括至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的聚合物有机凝胶时，织物增强物(5)是通过具有大于或等于5％的水分吸收含量和具有良好的对所述有机气凝胶(3)的化学亲和性的有机纤维制造的。

10.如前一权利要求中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于织物增强物(5)的有机纤维或长丝选自以下材料：

-间位芳族聚酰胺纤维，

-氧化聚丙烯腈纤维，

-聚酰胺-酰亚胺纤维，

-酚醛纤维，

-聚苯并咪唑纤维，

-聚磺酰胺纤维。

11.如权利要求1-8任一项中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于，当有机气凝胶(3)为包括所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P的热解产物的多孔碳单块形式的热解物时，织物增强物(5)是通过耐受热解温度的无机纤维制造的。

12.如前一权利要求中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于织物增强物(5)的无机纤维或长丝选自以下材料：

-玻璃纤维，

-玄武岩纤维，

-陶瓷纤维，

-二氧化硅纤维，

-碳化硅纤维。

13.如权利要求9-12之一中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于织物基质(5)为无纺织物。

14.如权利要求9-12之一中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于织物增强物(5)为纺织织物。

15.如权利要求9-14之一中所述的柔性复合有机气凝胶(1)，特征在于织物增强物(5)为三维形式的织物。

16.用于制造柔性复合有机气凝胶(1)的工艺，特征在于其包括以下阶段：

a)在织物增强物(5)内使多羟基苯R和甲醛F在水性溶剂W中在催化剂和溶解在所述水性溶剂W中的至少一种阳离子型聚电解质P的存在下聚合，

b)使在所述织物增强物(5)内的在a)中获得的溶液凝胶化以获得凝胶,

c)将用b)中获得的凝胶浸渍的织物增强物(5)干燥。

17.如前一权利要求中所述的制造工艺，特征在于其包括将在c)中获得的经干燥的凝胶热解以获得多孔碳的另外的阶段。

18.如权利要求16和17任一项中所述的制造工艺，特征在于阶段a)是如下使用所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P而进行的：

-按照0.2％-2％的在组合物中的质量分数，和/或

19.如权利要求16-18之一中所述的制造工艺，特征在于：

-阶段a)是在环境温度下通过如下而进行的：将所述多羟基苯R和所述至少一种水溶性阳离子型聚电解质P溶解在优选地由水构成的所述水性溶剂W中，然后向所获得的溶液添加所述甲醛F和所述酸性或碱性催化剂，之后将所获得的溶液倒在织物增强物(5)上面，和

-阶段b)是通过将所述经浸渍的织物增强物(5)在烘箱中固化而进行的。

20.如权利要求16-19之一中所述的制造工艺，特征在于阶段c)是通过用空气、例如在炉子中干燥而进行的，以获得呈现出以下性质的所述聚合物有机凝胶：

-400m²/g-1200m²/g的比表面，和/或

-0.1cm³/g-3cm³/g的孔体积，和/或

-3nm-30nm的平均孔径，和/或

-0.01-0.4的密度。