CN110092939A - 聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法 - Google Patents

聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法，目的是提供一种具有高比表面积、低热导率且力学性能良好的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法。本发明气凝胶为聚有机硅氧烷多孔材料，其成分包括聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体和聚甲基倍半硅氧烷基体。制备方法包括制备高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物、配制均相溶胶、对溶胶进行凝胶及凝胶老化，对老化凝胶进行溶剂置换和超临界干燥四步。采用本发明所述方法制备的气凝胶力学性能良好，比表面积更高和热导率低，能够极大地推广氧化硅气凝胶材料的应用范围，本发明方法环保无毒，廉价经济。

Description

聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及力学增强杂化氧化硅气凝胶技术领域，具体涉及一种聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法。
背景技术
氧化硅气凝胶是一类具有高孔隙率、低密度、高比表面积、低热导率和低介电常数的多功能材料。基于这些明显的优点，氧化硅气凝胶可应用到切伦科夫放射实验中，可作为阻隔太空光线和保温窗户的热绝缘材料，同时又可作为电池、催化剂、传感器和吸附剂的载体。此外，由于氧化硅气凝胶的低热导率和低密度等相对优势，又是极具吸引力的太空应用材料。
但是，纯氧化硅气凝胶具有较低的强度和较大的脆性，使其难以实现大规模的实际应用。原因是硅氧键合所形成的高孔隙率陶瓷相在一定程度上很难承受外部施加的力。针对这种现状，解决氧化硅气凝胶材料的脆性问题成为了材料应用的关键。目前，增强氧化硅气凝胶的网络骨架所采用的方法主要有三类：结构增强、聚合物增强和纤维增强。其中最为有效的方法是聚合物增强，这些聚合物增强的杂化氧化硅气凝胶相对于结构增强的氧化硅气凝胶来说，力学性能能够得到大幅度提升；相对于纤维增强的氧化硅气凝胶来说，具有不掉粉、不掉渣的优点。目前，这些聚合物主要有环氧、聚苯乙烯、聚脲、聚丙烯腈和聚氨酯等。根据文献报道，采用环氧聚合物增强的氧化硅气凝胶其密度控制在0.21～0.59g/cm3时，压缩强度表现为0.04～1.9MPa，但是环氧的引入也相对造成了气凝胶的比表面积出现明显地下降，最低为267m2/g。在隔热方面，环氧聚合物增强氧化硅气凝胶的热导率数值尚未得到报道【ACS Appl.Mater.Interfaces.2011,3,613-626；Chem.Mater.2005,17,1085-1098】。
相比于环氧增强，在相似的密度条件下，采用聚苯乙烯能继续提高氧化硅气凝胶的强度，其强度最高可以达到28.86MPa，而聚苯乙烯也造成其具有相对更小的比表面积，低至65.98m2/g，更高的热导率，高达0.041W/(m·K)【Chem.Mater.2008,20,5035-5046】。类似地，目前采用其它已经报道的聚合物来改善氧化硅气凝胶的力学强度，也会在很大程度上损害气凝胶的比表面积。例如采用聚脲增强的氧化硅气凝胶，其力学强度达到了186MPa，但比表面积却只有261m2/g；隔热方面，与聚苯乙烯增强的氧化硅气凝胶的热导率近似，其热导率为0.041W/(m·K)【Chem.Mater.2006,18,285-296】。国内方面也有类似采用聚合物增强氧化硅气凝胶的方法，国内专利CN107034678A公布了一种采用聚氨酯增强氧化硅气凝胶以解决掉粉问题的方法，使氧化硅气凝胶毡在实际使用中更加环保。专利CN105001757A公布了一种通过使用异氟尔酮二异氰酸酯改性，增加氧化硅颗粒与环氧树脂的粘结性，提高纳米孔氧化硅气凝胶涂料强度的方法，该涂料的强度得到明显地提升，在实际应用中能有效地节约能源。相对而言，国内这两种方法旨在提高氧化硅气凝胶的力学强度设计，并未考虑聚合物对氧化硅气凝胶比表面积和热导率所造成的影响。在以上文献报道中，向氧化硅气凝胶体系中引入聚合物之后，明显地提高了材料的力学性能。这些聚合物增强氧化硅气凝胶的实现方式通常包括以下两步：(1)采用合适的化学官能团对硅质网络骨架的表面进行改性；(2)在改性的骨架表面上生长聚合物涂层。通过上述聚合物改性后所获得的杂化氧化硅气凝胶，其力学性能得到显著地提升，包覆于硅骨架的聚合物能克服硅氧键合所带来的脆性，使杂化氧化硅气凝胶具有一定的灵活柔韧性、抗压缩性能及弹性性能。值得注意的是，这些聚合物增强的杂化氧化硅气凝胶往往呈现为不均相的核壳结构，这种核壳结构在一定程度上损害了氧化硅气凝胶高比表面积和低热导率等相对优势，将限制杂化氧化硅气凝胶的推广使用。
综上可知，现有的聚合物增强氧化硅气凝胶的方法中，聚合物的引入，只是单纯地起到力学增强的效果，不能有效地保留和改善氧化硅的其他相关特性，因此上述聚合物增强氧化硅气凝胶的方法还存有一定的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服传统聚合物增强氧化硅气凝胶所带来的比表面积降低、热导率增大以及力学性能差的问题，提供一种具有高比表面积、低热导率且力学性能良好的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶及其制备方法。
本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶是一种力学增强、高比表面积且低热导率的开孔材料，主要成分包括聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体和聚甲基倍半硅氧烷基体。其中聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体成分占硅摩尔分数的20～90份，聚甲基倍半硅氧烷基体成分占硅摩尔分数的10～80份。
所述聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体是由聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷(C5mH12mO2mSim)制备而得；
所述聚甲基倍半硅氧烷基体主要是由小分子硅烷(如甲基三甲氧基硅烷(C4H12O3Si)、甲基三乙氧基硅烷(C7H18O3Si))制备而得。
本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的制备方法主要包括以下步骤：制备高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物、配制均相溶胶、对溶胶进行凝胶及凝胶老化，对老化凝胶进行溶剂置换和超临界干燥。
具体步骤如下：
第一步，制备高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物，方法是：
将乙烯基甲基二甲氧基硅烷和引发剂采用水热法合成高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物，水热法的反应温度控制在120℃，引发剂与乙烯基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比例控制在0.010～0.125：1，反应时间控制在72小时，得到高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物；
所述的高分子量是指重均分子量大于2000；
所述的引发剂指叔丁基过氧化物；
第二步，配制均相溶胶，方法是：
2.1，配制硅烷混合物，将高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物和小分子硅烷(如甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷)二者充分混合均匀，得到硅烷混合物，控制聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的硅与硅烷混合物中的硅的摩尔比为0.2～0.9：1；
2.2，配制硅烷醇溶液，向2.1步所得硅烷混合物中加入苯甲醇溶剂，充分搅拌均匀，得到硅烷醇溶液，控制苯甲醇与硅烷混合物中的硅的摩尔比为3～7：1；
2.3，配制硅烷醇水溶液，向2.2步所得硅烷醇溶液中加入去离子水，充分搅拌均匀，得到硅烷醇水溶液，控制去离子水与硅烷混合物中的硅的摩尔比为3：1；
2.4，获得均相溶胶，向2.3步所得硅烷醇水溶液中加入强碱催化剂，强碱性催化剂为四甲基氢氧化铵，室温条件(15～30℃)下充分搅拌一段时间(5～10分钟)，获得均相溶胶；控制四甲基氢氧化铵与均相溶胶中的硅的摩尔比为0.015～0.200：1；
第三步，对均相溶胶进行凝胶及凝胶老化，方法是：
将制备的均相溶胶在密封容器中发生恒温凝胶反应，经过2小时充分反应后得到固态的凝胶，在该过程中，均相溶胶中的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷发生水解缩聚反应生成聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体，小分子硅烷(甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷)发生水解缩聚反应生成聚甲基倍半硅氧烷基体，对所得固态的凝胶继续升温至恒定温度进行凝胶老化，一段时间后得到老化凝胶；
所述恒温凝胶反应的温度是指40～60℃；
所述恒定温度进行凝胶老化的温度是指80～100℃；
所述一段时间是指3～5天；
第四步，对老化凝胶进行溶剂置换和超临界干燥，得到聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，方法是：
将老化凝胶在恒定温度下进行3～5次的溶剂置换，每次溶剂置换时间间隔为24小时，得到去除杂质的老化凝胶；然后将去除杂质的老化凝胶在CO2超临界干燥条件下干燥得到聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶；
所述的溶剂置换的溶剂是指乙醇或异丙醇；
所述的恒定温度是指50～70℃；
所述的CO2超临界干燥条件是指温度45～80℃，压力11～15MPa。
本发明与现有技术相比，具有以下优势：
本发明采用聚有机烷氧基硅烷聚合物增强氧化硅气凝胶。聚有机烷氧基硅烷所含的长碳链结构保证了氧化硅气凝胶的力学性能；聚有机烷氧基硅烷所含的大量烷氧基硅烷侧链则确保了合成均相的杂化氧化硅气凝胶网络，并有效保持了氧化硅气凝胶其它的优异性能。同时，为了保证气凝胶具有一定的疏水性能，本发明选用甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷作为小分子硅源，与聚有机烷氧基硅烷聚合物中所带有的甲基官能团共同作用，使本发明的气凝胶材料表现出高疏水性，本发明所制备的气凝胶疏水角都在120°以上，避免了气凝胶的多孔结构因吸水而出现骨架坍塌。相对于上述文中所提到的其它聚合物增强氧化硅气凝胶材料而言，采用本发明方法所获得的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，具有力学性能良好，比表面积更高和热导率低的优势，能够极大地推广氧化硅气凝胶材料的应用范围。
本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶既有良好的力学性能又有优异的隔热性能。与已有报道的现有聚合物增强氧化硅气凝胶材料相比，聚有机烷氧基硅烷能够在溶胶-凝胶阶段充分地溶解到小分子硅烷中，避免制备过程中出现明显的相分离和沉淀现象。同时，本发明所提出的新型聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法解决了已有聚合物增强方法造成的密度增加、比表面积下降和热导率上升等问题。在提升力学性能的基础上，有效地保留和改善了其它方面性能，其主要有益效果如下：
1.本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶采用聚有机烷氧基硅烷作为增强先驱体，有助于提升氧化硅气凝胶的力学性能。重均分子量超过2000的聚有机烷氧基硅烷的引入，能有效地改善杂化氧化硅气凝胶内部的成键方式，避免了由单一的硅氧之间键合所带来的陶瓷脆性。聚有机烷氧基硅烷能够使氧化硅气凝胶的网络骨架得到增强，避免了湿凝胶在干燥、转移过程中出现开裂，最后在经超临界干燥之后，聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶能够维持良好的块体形状，20％压缩应变时，聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的压缩强度最高可达0.50MPa。
2.本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶具有较低的常温热导率。气凝胶内部具有丰富的介孔，且孔径远小于空气分子的自由程，有效地抑制了空气在气凝胶材料内部的气态热传导。展现出低的常温热导率，热导率数值集中于20～30mW/(m·K)，明显低于绝大多数传统隔热材料，具有优异的保温隔热性能。
3.本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶具有极高的比表面积。聚有机烷氧基硅烷含有大量的烷氧基硅烷侧链，能够完全分散于溶胶之中，避免了气凝胶干燥后形成大量的团聚颗粒，也避免了类似的聚合物包覆于硅网络骨架形成核壳涂层，使本发明的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶材料具有相对较高的比表面积，比表面积最高可达1600m2/g。
4.本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶具有良好的疏水性能。在本发明中，所有聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的疏水角都在120°以上，良好的疏水性能取决于丰富的甲基官能团，相对于其它聚合物增强氧化硅气凝胶而言，本征疏水性能能够避免气凝胶多孔结构因吸水而造成多孔结构损坏，同时也使其具有一定的自清洁性能，这对气凝胶的实际应用意义重大。
5.本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶制备方法简单，从自由基聚合到水解缩聚再到超临界干燥，工艺步骤简单，无需复杂苛刻的实验条件控制。且采用本发明方法制备的气凝胶，环保无毒，廉价经济。
附图说明
图1是本发明聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的制备方法流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。在实施例中主要表征有：气凝胶的热导率、力学性能和比表面积。其中，实施例中气凝胶材料的常温热导率采用Hotdisk TPS2500s热导率常数仪进行测试，材料的压缩强度采用XBD-4000型电子万能试验机测得，比表面积采用QuantachromeASiQwin表面积和孔率分析仪测得。
聚有机烷氧基硅烷的添加量、溶剂添加量和凝胶老化温度对聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的比表面积、热导率和力学性能(应变20％)等均具有重要影响。以下就聚有机烷氧基硅烷添加量、溶剂添加量及凝胶老化温度3个关键性参数对聚有机烷氧基硅烷增强氧化硅气凝胶性能指标的影响关系进行探讨，并通过实施例对本发明作进一步的阐释，本发明的保护范围不应解释为仅限制于这些实施例。
实施例1
本实施例提供了一种聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的制备方法(其操作流程如图1所示)，其包括以下步骤，
第一步，制备高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物：
将乙烯基甲基二甲氧基硅烷和叔丁基过氧化物引发剂采用水热法合成高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物，水热法的反应温度控制在120℃，引发剂与乙烯基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比例控制在0.100：1，反应时间控制在72小时，得到重均分子量约为8000的高分子量聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物；
第二步，配制均相溶胶：
2.1，配制硅烷混合物，将高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物和甲基三甲氧基硅烷充分混合均匀，得到硅烷混合物，控制聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的硅与硅烷混合物中的硅的摩尔比为0.2：1；
2.2，配制硅烷醇溶液，向2.1步所得硅烷混合物中加入苯甲醇溶剂，充分搅拌均匀，得到硅烷醇溶液，控制苯甲醇与硅烷混合物中的硅的摩尔比为5：1；
2.3，配制硅烷醇水溶液，向2.2步所得硅烷醇溶液中加入去离子水，充分搅拌均匀，得到硅烷醇水溶液，控制去离子水与硅烷混合物中的硅的摩尔比为3：1；
2.4，获得均相溶胶，向2.3步所得硅烷醇水溶液中加入强碱催化剂，强碱性催化剂为四甲基氢氧化铵，室温条件下充分搅拌10分钟，获得均相溶胶；控制四甲基氢氧化铵与均相溶胶中的硅的摩尔比为0.075：1；
第三步，对溶胶进行凝胶及凝胶老化，方法是：
将制备的均相溶胶在密封容器中50℃发生凝胶反应，经过2小时充分反应后得到固态的凝胶，在该过程中，均相溶胶中的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷发生水解缩聚反应生成聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体，甲基三甲氧基硅烷发生水解缩聚反应生成聚甲基倍半硅氧烷基体，对所得固态的凝胶继续升温至100℃进行凝胶老化，4天后得到老化凝胶；
第四步，对老化凝胶进行溶剂置换和超临界干燥，得到聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，方法是：
将老化凝胶在恒定温度下进行4次乙醇溶剂置换，在60℃温度下，每次溶剂置换时间为24小时，得到去除杂质的老化凝胶，然后在温度55℃，压力15MPa的CO2超临界干燥条件下对去除杂质的老化凝胶进行干燥得到最终的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶。
实施例2
本实施例提供了一种聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的制备方法，其包括以下步骤，
第一步，制备高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物：
将乙烯基甲基二甲氧基硅烷和叔丁基过氧化物引发剂采用水热法合成高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物，水热法的反应温度控制在120℃，引发剂与乙烯基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比例控制在0.125：1，反应时间控制在72小时，得到重均分子量约为7000的高分子量聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物；
第二步，配制均相溶胶：
2.1，配制硅烷混合物，将高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物和甲基三乙氧基硅烷充分混合均匀，得到硅烷混合物，控制聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的硅与硅烷混合物中的硅的摩尔比为0.2：1；
2.2，配制硅烷醇溶液，向2.1步所得硅烷混合物中加入苯甲醇溶剂，充分搅拌均匀，得到硅烷醇溶液，控制苯甲醇与硅烷混合物中的硅的摩尔比为5：1；
2.3，配制硅烷醇水溶液，向2.2步所得硅烷醇溶液中加入去离子水，充分搅拌均匀，得到硅烷醇水溶液，控制去离子水与硅烷混合物中的硅的摩尔比为3：1；
2.4，获得均相溶胶，向2.3步所得硅烷醇水溶液中加入强碱催化剂，强碱性催化剂为四甲基氢氧化铵，室温条件下充分搅拌10分钟，获得均相溶胶；控制四甲基氢氧化铵与均相溶胶中的硅的摩尔比为0.075：1；
第三步，对溶胶进行凝胶及凝胶老化，方法是：
将制备的均相溶胶在密封容器中50℃发生凝胶反应，经过2小时充分反应后得到固态的凝胶，在该过程中，均相溶胶中的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷发生水解缩聚反应生成聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体，甲基三乙氧基硅烷发生水解缩聚反应生成聚甲基倍半硅氧烷基体，对所得固态的凝胶继续升温至100℃进行凝胶老化，4天后得到老化凝胶；
第四步，对老化凝胶进行溶剂置换和超临界干燥，得到聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，方法是：
将老化凝胶在恒定温度下进行4次乙醇溶剂置换，在60℃温度下，每次溶剂置换时间为24小时，得到去除杂质的老化凝胶；然后在温度55℃，压力15MPa的CO2超临界干燥条件下对去除杂质的老化凝胶进行干燥得到最终的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶。
在本发明的第一步中，乙烯基甲基二甲氧基硅烷和引发剂之间的比例对本发明所关注的压缩强度、比表面积和常温热导率等性能没有影响，乙烯基甲基二甲氧基硅烷和引发剂的比例只对聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷的重均分子量有影响，但重均分子量大于2000的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷对气凝胶的压缩强度没有影响，本发明中乙烯基甲基二甲氧基硅烷和引发剂的比例范围能确保聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物的重均分子量大于2000。在第二步中，配制均相溶胶中加入强碱催化剂主要目的是促进水解缩聚反应，加入去离子水的目的是起到水解的作用，二者用量对本发明所关注的比表面积、常温热导率和力学性能无影响。在第三步中，对溶胶进行凝胶的温度只是起到调节水解缩聚反应速度的作用，老化时间对聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的常温热导率和比表面积基本无影响，对材料的压缩强度有较小的影响。在第四步中，溶剂置换的温度和相关置换溶剂的选择只是影响杂质去除的效率，对本发明所关注的比表面积、常温热导率和力学性能没有影响，CO2超临界干燥的条件对材料性能无明显影响，其温度和压力条件只对干燥速率有较大的影响。因此，以上条件均对聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶性能无影响，只要在发明内容所述的范围内选择，均能制备出性能差别不大的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶。而对聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶性能产生影响的主要是聚有机烷氧基硅烷添加量、溶剂添加量以及凝胶老化温度，实施例2～54所采用的工艺参数如表1所示，其中实施例3～28未列的实验工艺参数与实施例1相同，实施例29～54未列的实验工艺参数与实施例2相同。观察表1的数据，在20％应变时，聚有机烷氧基硅烷增强氧化硅气凝胶的压缩强度范围为0.08～0.50MPa，具有相对良好的力学强度，使得氧化硅气凝胶能够维持良好的成块性，避免了粉尘化，并具有一定的弹性回复性能；常温热导率分布在23.01～30.01mW/(m·K)范围之内，相比于目前文献报道的聚合物增强氧化硅气凝胶而言，热导率更低，隔热性能更好；此外，其比表面积主要集中分布于712.175～1601.435m2/g范围之内，相对于其它聚合物增强的氧化硅气凝胶而言，比表面积得到显著地提升。
表1 制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化硅气凝胶的工艺参数表
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在说明书中详细描述了本发明，但这样的描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。

Claims (9)

1.一种聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，其特征在于聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶是一种开孔材料，成分包括聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体和聚甲基倍半硅氧烷基体，其中聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体成分占硅摩尔分数的20～90份，聚甲基倍半硅氧烷基体成分占硅摩尔分数的10～80份；所述聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体是由聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷即C5mH12mO2mSim制备而得；所述聚甲基倍半硅氧烷基体主要是由小分子硅烷制备而得。
2.如权利要求1所述的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，其特征在于所述小分子硅烷指甲基三甲氧基硅烷即C4H12O3Si或甲基三乙氧基硅烷即C7H18O3Si。
3.一种制备如权利要求1所述的聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，制备高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物，方法是：
将乙烯基甲基二甲氧基硅烷和引发剂采用水热法合成高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物，所述的引发剂指叔丁基过氧化物；反应温度控制在120℃，引发剂与乙烯基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比控制在0.010～0.125：1，反应时间控制在72小时，得到高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物；
第二步，配制均相溶胶，方法是：
2.1，配制硅烷混合物，将高分子量的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷聚合物和小分子硅烷二者充分混合均匀，得到硅烷混合物，控制聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的硅与硅烷混合物中的硅的摩尔比为0.2～0.9：1；
2.2，配制硅烷醇溶液，向2.1步所得硅烷混合物中加入苯甲醇溶剂，充分搅拌均匀，得到硅烷醇溶液，控制苯甲醇与硅烷混合物中的硅的摩尔比为3～7：1；
2.3，配制硅烷醇水溶液，向2.2步所得硅烷醇溶液中加入去离子水，充分搅拌均匀，得到硅烷醇水溶液，控制去离子水与硅烷混合物中的硅的摩尔比为3：1；
2.4，获得均相溶胶，向2.3步所得硅烷醇水溶液中加入催化剂，催化剂为四甲基氢氧化铵，室温条件下充分搅拌一段时间，获得均相溶胶；控制四甲基氢氧化铵与均相溶胶中的硅的摩尔比为0.015～0.200：1；
第三步，对均相溶胶进行凝胶及凝胶老化，方法是：将均相溶胶在密封容器中发生恒温凝胶反应，经过2小时充分反应后得到固态的凝胶，在该过程中，均相溶胶中的聚乙烯基甲基二甲氧基硅烷发生水解缩聚反应生成聚乙烯基聚甲基硅氧烷增强体，小分子硅烷发生水解缩聚反应生成聚甲基倍半硅氧烷基体，对所得固态的凝胶继续升温至恒定温度进行凝胶老化，一段时间后得到老化凝胶；
第四步，对老化凝胶进行溶剂置换和超临界干燥，得到聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶，方法是：将老化凝胶在恒定温度下进行3～5次的溶剂置换，每次溶剂置换时间间隔为24小时，得到去除杂质的老化凝胶；然后将去除杂质的老化凝胶在CO2超临界干燥条件下干燥得到聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶。
4.如权利要求3所述的制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于第一步所述的高分子量指重均分子量大于2000。
5.如权利要求3所述的制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于第二步所述室温条件指温度15～30℃，一段时间指5～10分钟。
6.如权利要求3所述的制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于第三步所述恒温凝胶时的温度为40～60℃；所述恒定温度进行凝胶老化时的温度为80～100℃。
7.如权利要求3所述的制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于第三步所述一段时间指3～5天。
8.如权利要求3所述的制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于第四步所述溶剂置换的溶剂指乙醇或异丙醇；所述溶剂置换时的恒定温度指50～70℃。
9.如权利要求3所述的制备聚有机烷氧基硅烷增强杂化氧化硅气凝胶的方法，其特征在于第四步所述CO2超临界干燥条件指温度45～80℃，压力11～15MPa。
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