TW201540819A - 用於有機單片凝膠之膠化組成物,其用途及製備彼之方法 - Google Patents
用於有機單片凝膠之膠化組成物,其用途及製備彼之方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201540819A TW201540819A TW104106573A TW104106573A TW201540819A TW 201540819 A TW201540819 A TW 201540819A TW 104106573 A TW104106573 A TW 104106573A TW 104106573 A TW104106573 A TW 104106573A TW 201540819 A TW201540819 A TW 201540819A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- resorcinol
- mass
- polyhydroxybenzene
- unsubstituted
- polyhydroxybenzenes
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 claims abstract description 66
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 claims abstract description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 13
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229960003742 phenol Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 5
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- -1 poly(vinyl chloropyrryl) Polymers 0.000 claims description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 14
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- GHVHDYYKJYXFGU-UHFFFAOYSA-N Beta-Orcinol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C)C(O)=C1 GHVHDYYKJYXFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OIPPWFOQEKKFEE-UHFFFAOYSA-N orcinol Chemical compound CC1=CC(O)=CC(O)=C1 OIPPWFOQEKKFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZTMADXFOCUXMJE-UHFFFAOYSA-N 2-methylbenzene-1,3-diol Chemical compound CC1=C(O)C=CC=C1O ZTMADXFOCUXMJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 7
- DPZNOMCNRMUKPS-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1 DPZNOMCNRMUKPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DWVXFVWWARTDCQ-UHFFFAOYSA-N 2-ethylbenzene-1,3-diol Chemical compound CCC1=C(O)C=CC=C1O DWVXFVWWARTDCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RCNCKKACINZDOI-UHFFFAOYSA-N 4,5-dimethylbenzene-1,3-diol Chemical compound CC1=CC(O)=CC(O)=C1C RCNCKKACINZDOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FNYDIAAMUCQQDE-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzene-1,3-diol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1O FNYDIAAMUCQQDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RJWLXGOSIRVRAR-UHFFFAOYSA-N dimethylresorcinol Natural products CC1=CC=C(O)C(C)=C1O RJWLXGOSIRVRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- ASHGTJPOSUFTGB-UHFFFAOYSA-N methyl resorcinol Natural products COC1=CC=CC(O)=C1 ASHGTJPOSUFTGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- MSFGJICDOLGZQK-UHFFFAOYSA-N 5-ethylbenzene-1,3-diol Chemical compound CCC1=CC(O)=CC(O)=C1 MSFGJICDOLGZQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 4
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920002518 Polyallylamine hydrochloride Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 150000005204 hydroxybenzenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 2-(3-hydroxyphenyl)phenol Chemical compound OC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)O)=C1 XKZQKPRCPNGNFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PNWSHHILERSSLF-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzene-1,3-dicarboxylic acid Chemical compound CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O PNWSHHILERSSLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 238000000352 supercritical drying Methods 0.000 claims 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 150000005207 1,3-dihydroxybenzenes Chemical class 0.000 description 3
- DGXAGETVRDOQFP-UHFFFAOYSA-N 2,6-dihydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1C=O DGXAGETVRDOQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229930188104 Alkylresorcinol Natural products 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N dichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)Cl JXTHNDFMNIQAHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N phloroglucinol Chemical compound OC1=CC(O)=CC(O)=C1 QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- LJSAJMXWXGSVNA-UHFFFAOYSA-N a805044 Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.OC1=CC=C(O)C=C1 LJSAJMXWXGSVNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- TUCIXUDAQRPDCG-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2-diol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O.OC1=CC=CC=C1O TUCIXUDAQRPDCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 229960005215 dichloroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- YIOJGTBNHQAVBO-UHFFFAOYSA-N dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium Chemical compound C=CC[N+](C)(C)CC=C YIOJGTBNHQAVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YRHAJIIKYFCUTG-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].C=CC[N+](C)(C)CC=C YRHAJIIKYFCUTG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229960001553 phloroglucinol Drugs 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001739 rebound effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/0091—Preparation of aerogels, e.g. xerogels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/0052—Preparation of gels
- B01J13/0065—Preparation of gels containing an organic phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08G8/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes
- C08G8/08—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ
- C08G8/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes of formaldehyde, e.g. of formaldehyde formed in situ with polyhydric phenols
- C08G8/22—Resorcinol
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/075—Macromolecular gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B1/78—Heat insulating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2205/00—Foams characterised by their properties
- C08J2205/02—Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
- C08J2205/022—Hydrogel, i.e. a gel containing an aqueous composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2205/00—Foams characterised by their properties
- C08J2205/02—Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
- C08J2205/026—Aerogel, i.e. a supercritically dried gel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2361/00—Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
- C08J2361/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08J2361/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
- C08J2361/12—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols with polyhydric phenols
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Architecture (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本發明係關於一種形成有機聚合單片凝膠之膠化碳基組成物、此碳基組成物之用途及其製備方法,該碳基組成物適合於藉由乾燥形成氣凝膠。本發明尤其適用於生產具有極低密度及極低導熱性、極高比表面積及令人滿意的抗壓強度之此類凝膠,其可用作熱超絕緣體或用作超級電容器之碳基電極前驅體。
根據本發明之組成物包含至少部分來源於多羥基苯H及甲醛F之樹脂,該等多羥基苯包含至少一個未經取代多羥基苯R'及至少一個經一或兩個烷基取代之多羥基苯。
此組成物使得該等多羥基苯包含若干該等未經取代多羥基苯R及R'且該組成物包含水溶性陽離子聚電解質P。
Description
本發明係關於形成有機聚合單片凝膠之膠化碳基組成物、此碳基組成物之用途及其製備方法,該碳基組成物能夠藉由乾燥形成氣凝膠及藉由熱解氣凝膠形成多孔碳單片。本發明尤其適用於生產具有極低導熱性及密度,及相比之下極高的比表面積及令人滿意的抗壓強度之此類有機凝膠或此類碳單片,以非限制性方式,其用作熱超絕緣體(亦即導熱性典型地小於或等於約40mW.m-1.K-1)或用作超級電容器碳基電極之前驅體。
氣凝膠為在膠凝且接著乾燥凝膠之後而獲得之多孔材料,其中充當溶劑之液體已由氣體或氣體混合物置換。在極低密度(或高孔隙體積)下,此等材料用作熱絕緣體為極有前景的。特定言之,其奈米孔隙使得限制包含於孔隙中之空氣之對流效應成為可能。
然而,製備極低密度氣凝膠為複雜的,因為該等氣凝膠之機械特性有限,其到目前為止不允許在烘箱中之標準乾燥,尤其因為在此烘箱乾燥期間溶劑之蒸發,其導致材料中之內部限制,破壞材料之奈米結構且於其中產生宏觀裂隙。此為習知地利用藉由超臨界CO2之乾燥以生產此等低密度氣凝膠之原因。此方法提供關於奈米結構之穩定性之良好結果,
但其具有增加氣凝膠之製造成本之缺點。
已關於用作熱超絕緣體之應用最廣泛研究之二氧化矽氣凝膠(此等氣凝膠可具有約0.015至0.020W.m-1.K-1之導熱性)亦符合此等結果。因此,在標準烘箱乾燥下,此等二氧化矽凝膠經歷實質性緻密化及其奈米結構之損失。此外,此等凝膠之分裂產生細粒,其由於二氧化矽奈米粒子粉末之釋放而引起毒性問題。研究努力因此集中於改質二氧化矽氣凝膠表面之化學性質之後該等氣凝膠之回彈效應及以不起反應的基團置換矽烷醇基團,使得可能使蒸發乾燥之後的緻密化為可逆的。
此原理允許工業生產呈熱超絕緣奈米結構氣凝膠形式之低密度二氧化矽粉末,但不允許合成穩定單片材料,其與高比表面積之有機氣凝膠形成對比,該等有機氣凝膠本身亦對於用作熱超絕緣體為有前景的。
以已知方式,此等有機氣凝膠典型地製備自間苯二酚-甲醛(RF)樹脂,該樹脂具有廉價及能夠得到用於水中之凝膠及能夠具有隨製備條件變化(根據試劑R及F與例如催化劑之間的比)之各種孔隙率值及密度值之優點。此外,此等有機氣凝膠可以具有高比表面積之碳形式熱解,該碳具有吸收紅外輻射之優點,且因此在高溫下具有低導熱性。然而,藉由前驅體之聚縮合獲得之此等化學凝膠為不可逆的且因此無法再使用。此外,在高轉化率下,此等凝膠變得疏水且沈澱析出,其誘發此等材料之機械限制且增加其脆弱性。
關於二氧化矽氣凝膠,為了獲得極低密度有機單片氣凝膠,因此需要使用足夠溫和以避免此等氣凝膠之奈米結構之破裂或收縮及比表面積之損失的乾燥技術。此乾燥習知地經由使用醇之溶劑交換,接著經由
使用超臨界CO2之乾燥進行。
可例如提及文獻US-A-4 997 804,其描述一種製造基於間苯二酚-甲醛樹脂之該有機單片氣凝膠之方法,該方法藉由溶劑交換接著藉由超臨界流體使用此乾燥。
如先前所指示,此乾燥技術之主要缺點為其在進行方面複雜且極昂貴。
此外,應注意,使用該氣凝膠作為熱絕緣體必定需要此氣凝膠之高抗壓強度。特定言之,若發生對可變形或脆弱氣凝膠之衝擊,則可發生斷裂及/或孔隙率損失,其伴隨有隔熱之損失。因此極需要開發具有高比表面積之有機氣凝膠,其可經由簡單乾燥方法獲得且亦具有良好抗壓強度。
本申請人以PCT/IB2013/059 208申請之專利申請案呈現一種獲得熱超隔離有機氣凝膠之方法,該氣凝膠例如在無溶劑交換或藉由超臨界流體之乾燥的情況下來源於間苯二酚及甲醛前驅體,其藉由在溶解於此等前驅體之水性溶劑中之陽離子聚電解質及催化劑存在下於此溶劑中之聚合進行。
經由該文獻中所述之方法獲得之氣凝膠獲得令人滿意的結果。然而,本申請人在其新近研究中尋求進一步改良氣凝膠之抗壓強度,該抗壓強度對於某些應用,特定言之對於暴露於高機械應力之材料必須高,且同時減少此等氣凝膠之製造成本,尤其由於間苯二酚之相對高價格。
A.L.Peikolainen等人之文章「Preparation of Low-density Aerogels From Technical Mixture of Diphenolic Compounds」教示甲醛與鹼性催
化劑(KOH)在甲醇及「Honeyol®」混合物(基於烷基間苯二酚及間苯二酚)中在60℃下進行縮聚以在藉由超臨界CO2乾燥之後獲得低密度氣凝膠。
該文章中所述之方法(藉由在非水性溶劑中與此鹼性催化劑一起加熱來進行)的一個缺點為獲得之氣凝膠並不滿足極低導熱性及對於熱超絕緣體令人滿意的抗壓強度之上述標準。
本發明之一個目標為提出一種形成有機聚合單片凝膠之膠化碳基組成物,其能夠藉由乾燥形成氣凝膠及藉由熱解氣凝膠形成多孔碳單片,該等氣凝膠及碳單片為使得可能克服上述缺點之熱超絕緣體(亦即導熱性小於或等於40mW.m-1.K-1)。
由於本申請人剛剛出人意料地發現向諸如未經取代多羥基苯R及R'及經一或多個烷基取代之一或多個多羥基苯及甲醛型之前驅體中以水相添加由水溶性陽離子聚電解質組成之特定添加劑使得可能獲得包含樹脂之溶液,其在膠凝之後獲得水凝膠且在乾燥之後產生熱超絕緣氣凝膠,該氣凝膠同時具有極低密度、高比表面積及令人滿意的高機械應力下之抗壓強度,同時能夠省掉藉由溶劑交換及藉由超臨界流體之乾燥,因此達成此目標。
因此包含至少部分來源於多羥基苯R及H及甲醛F之樹脂的根據本發明之膠化碳基組成物(該等多羥基苯包含至少一個未經取代多羥基苯R及至少一個經一或多個烷基取代之多羥基苯)使得該等多羥基苯包含若干該等未經取代多羥基苯R及R'且組成物包含水溶性陽離子聚電解質P。
有利地,根據本發明之該組成物可具有小於或等於40mW.m-1.K-1,且更有利地小於或等於30W.m-1.K-1之導熱性。
應注意,相比於僅僅來源於作為多羥基苯前驅體之間苯二酚的先前提及之彼等組成物,本發明之組成物具有減少之製造成本。
亦應注意,基於此樹脂(亦即按質量計主要由其組成)且併有此陽離子聚電解質的根據本發明之氣凝膠組成物可藉由使用烘箱乾燥有利地獲得,其相比於藉由超臨界CO2乾燥在進行方面簡單得多且較少地使凝膠之生產成本不利。特定言之,本申請人已發現此添加劑使得可能保存在此烘箱乾燥之後獲得的凝膠之高孔隙率且賦予極低密度以及高比表面積及高孔隙體積。
術語「凝膠」以已知方式意謂膠態材料及液體之混合物,其自發地形成或在催化劑作用下藉由膠態溶液之絮凝及凝集形成。
術語「水溶性聚合物」意謂可在不添加添加劑(尤其為界面活性劑)的情況下溶解於水中之聚合物,其與水分散性聚合物形成對比,該水分散性聚合物可在與水混合時形成分散液。
術語「按質量計較小量之」及「按質量計較大量之」分別意謂小於及大於50%之質量分數。
根據本發明之另一特徵,組成物可包含水性溶劑W中的以下各者之混合反應之產物:- 第一該未經取代多羥基苯R,及- 預混物H,其包含按質量計較小量之與該第一未經取代多羥基苯R相同或不同之第二該未經取代多羥基苯R',及按質量計較大量之該至少一
種經取代多羥基苯。
較佳地,在混合反應之該產物中,該預混物H以相對於該第一未經取代多羥基苯R之相同或較大莫耳量存在。換言之,H/(R+H)莫耳比較佳滿足雙不等式0.5H/(R+H)<1,亦即R/H1或HR。
亦較佳地,該預混物H包含小於10%質量分數之該第二未經取代多羥基苯R'及大於80%質量分數之若干該等經取代多羥基苯。
更佳地,該等第一及第二未經取代多羥基苯R及R'各自為間苯二酚,且組成物包含若干該等經取代多羥基苯,其包含按質量計較大量之甲基間苯二酚及按質量計較小量之二甲基間苯二酚及乙基間苯二酚。
更佳地:- 該等甲基間苯二酚包含按質量計較大量之5-甲基間苯二酚及按質量計較小量之4-甲基間苯二酚及2-甲基間苯二酚,- 該等二甲基間苯二酚包含2,5-二甲基間苯二酚及4,5-二甲基間苯二酚,且- 該等乙基間苯二酚為5-乙基間苯二酚。
有利地,組成物可具有就該氣凝膠而言小於或等於0.20之密度及大於或等於0.15MPa或甚至2MPa之抗壓強度,其關於由具有等於9mm之厚度之該氣凝膠形成之板根據該厚度之50%壓縮定義。
根據本發明之另一特徵,組成物可包含有利地在溶解於該等多羥基苯R及H及甲醛F之水性溶劑W中之該陽離子聚電解質P及特定言之酸性之催化劑C存在下在室溫(亦即約22℃)下於該溶劑中之聚合反應之產物,此聚合產物包含0.2%與2%之間(較佳0.3%與1%之間)的極低質
量分數之陽離子聚電解質P。
該至少一種聚電解質可為完全可溶於水中且具有低離子強度之任何陽離子聚電解質。
較佳地,其為選自由以下組成之群的有機聚合物:四級銨鹽、聚(乙烯氯吡錠)、聚(伸乙亞胺)、聚(乙烯吡啶)、聚(烯丙胺鹽酸鹽)、聚(三甲基氯化銨甲基丙烯酸乙酯)、聚(丙烯醯胺-共-二甲基氯化銨)及其混合物。
更佳地,該至少一種水溶性陽離子聚電解質P為包含來源於選自聚(鹵化二烯丙基二甲基銨)且較佳聚(氯化二烯丙基二甲基銨)或聚(溴化二烯丙基二甲基銨)之四級銨之單元的鹽。
在可用於本發明中之該樹脂之前驅體聚合物中,可提及由分別未經取代及經一或多個烷基取代之多羥基苯單體及至少一個甲醛單體之聚縮合產生的聚合物。此聚合反應可涉及多羥基苯類型之其他單體或相反。可使用之多羥基苯較佳為二或三-羥基-苯,且有利地為間苯二酚(1,3-二羥基苯)及/或兒茶酚(1,2-二羥基苯)、對苯二酚(1,4-二羥基苯)或間苯三酚(苯-1,3,5-三醇)。
可例如以0.3與0.7之間的(R+H)/F莫耳比使用多羥基苯R及H及甲醛F。
根據本發明之另一特徵,該碳基組成物可有利地具有400m2/g與1200m2/g之間的比表面積,及/或0.1cm3/g與3cm3/g之間的孔隙體積,及/或3nm與30nm之間的平均孔隙直徑,及/或0.04與0.4之間,例如0.1與0.2之間的密度。
根據本發明之有機聚合單片凝膠,諸如氣凝膠由如上文所定義之碳基組成物組成。
有利地,此凝膠及經由其熱解獲得之碳單片可具有10mW.m-1.K-1與40mW.m-1.K-1之間,例如20與35mW.m-1.K-1之間的導熱性,此凝膠可用於建築物之隔熱或用於形成碳基電極前驅體或超級電容器。
根據本發明用於製備形成氣凝膠之如上文所定義之碳基組成物之方法包含:a)在該至少一種溶解於該多羥基苯R及甲醛F之水性溶劑W中之陽離子聚電解質P及酸性催化劑C存在下於此溶劑中聚合以獲得基於該樹脂之溶液,b)膠凝在a)中獲得之溶液以獲得該樹脂之凝膠,及c)乾燥在b)中獲得之凝膠以獲得該有機聚合單片凝膠。
為獲得多孔碳單片,在c)中獲得之乾凝膠經受熱解。
有利地,可如下進行步驟a):a1)藉由將該等多羥基苯R及H及該陽離子聚電解質P溶解於由水組成之該水性溶劑中,其以0.2%與2%之間的質量分數用於組成物中,接著a2)藉由將獲得之該(等)甲醛F且接著將該酸性催化劑C添加至溶液中。
亦有利地:- 本發明之此方法包含在步驟a)之前的步驟a0),其包含混合第一該未經取代多羥基苯R及預混物H,- 該預混物H包含按質量計較小量之與該第一未經取代多羥基苯相同
或不同之第二該未經取代多羥基苯,及按質量計較大量之該至少一種經取代多羥基苯,且- 在步驟a0)中,該預混物以相對於該第一未經取代多羥基苯R按質量計相同或較大量使用。
較佳地,此預混物H包含小於10%質量分數之該第二未經取代多羥基苯R'及大於80%質量分數之若干該等經取代多羥基苯。
更佳地,第一及第二未經取代多羥基苯R及R'各自為間苯二酚,且預混物H包含若干該等經取代多羥基苯,其包含:- 60%與70%之間的質量分數之甲基間苯二酚,其包含按質量計較大量之5-甲基間苯二酚及按質量計較小量之4-甲基間苯二酚及2-甲基間苯二酚,及- 20%與30%之間的質量分數之:* 二甲基間苯二酚,其包含2,5-二甲基間苯二酚及4,5-二甲基間苯二酚,及* 乙基間苯二酚,其為5-乙基間苯二酚。
有利地,在無溶劑交換或藉由超臨界流體之乾燥的情況下藉由在例如烘箱之潮濕空氣中乾燥進行步驟c)以獲得該氣凝膠。
有利地,且如上所指出,步驟a)可藉由以0.2%與2%之間,且較佳0.3%與1%之間的組成物中之質量分數使用該至少一種聚電解質P來進行。
至於可用於步驟a)中之酸性催化劑C,可提及之實例包括諸如氫氯酸、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、二氯乙酸或甲酸之水溶液的催化劑。
在步驟a)中,使用較佳在0.001與0.07之間,且例如在0.01與0.05之間的該多羥基苯R及該預混物H相對於該水性溶劑W之(R+H)/W質量比。
應注意,根據本發明之此含水相製備方法因此使得可能獲得隨合成條件而變化之可控多孔結構。因此可能獲得僅僅奈米多孔(亦即具有小於50nm之孔隙直徑),或者在奈米孔與大孔(亦即具有大於50nm之孔隙直徑)之間具有共存性之低密度結構。
本發明之其他特徵、優勢及細節將在閱讀下文中的本發明之若干實施例之描述時呈現,該等實施例以相比於「對照」實施例及「不根據本發明」之實施例之非限制性說明形式給出。
製備「對照」氣凝膠G0、根據本發明之三個氣凝膠G1、G2、G3及不根據本發明之氣凝膠G4之實施例
以下實施例說明製備:- 僅僅來源於作為多羥基苯前驅體之間苯二酚R之「對照」有機單片凝膠G0,如在以本申請人之名義的上述專利申請案PCT/IB2013/059 208中獲得之氣凝膠,- 根據本發明之三個有機單片凝膠G1至G3,其各自來源於與預混物H混合之間苯二酚前驅體R,該預混物基於間苯二酚及經烷基取代之間苯二
酚,如多羥基苯前驅體,及- 不根據本發明之有機單片凝膠G4,其僅僅來源於基於間苯二酚及經烷基取代之間苯二酚,如多羥基苯前驅體之此預混物H,如在A.L.Peikolainen等人之上述文章「Preparation of Low-density Aerogels From Technical Mixture of Diphenolic Compounds」中。
使用以下起始試劑:- 來自Acros Organics之間苯二酚(R),98%純,- 來自Acros Organics之甲醛(F),37%純,- 酸催化劑(C),由氫氯酸組成,- 聚(氯化二烯丙基二甲基銨)(P),35%純(溶解於水W中),及- Honeyol®(H),由VKG(Viru Keemia Grupp)公司銷售,其以已知方式為間苯二酚R'及烷基間苯二酚衍生物之預混物且其調配物詳述於下表1中(此預混物H之莫耳質量M係使用其主要成分之質量分數測定,且由此獲得約121g/mol-1之莫耳質量M)。
如下製備此等凝膠G0至G4。
在第一階段中,將間苯二酚R及/或預混物H(R單獨用於不來源於H之凝膠G0,R+H用於凝膠G1、G2、G3且H單獨用於不來源於R之凝膠G4)以及聚電解質P溶解於含有水W之容器中。隨後,在R及/或H及P全部溶解之後,添加甲醛F。藉由酸性催化劑C將獲得之各聚合物溶液調節至適當pH,指出的是所有此等操作均在室溫下(在約22℃下)進行。
在第二階段中,將獲得之各溶液轉移至Teflon®模具中,隨後將其置放於90℃下之烘箱中24小時以實現膠凝。
隨後進行在85℃下的濕氣含量為90%之濕度箱中乾燥獲得之各水凝膠24小時,接著在105℃下乾燥24小時。
下表2顯示各凝膠G0至G4之以下比率,外加關於藉由添加催化劑C獲得之各聚合物溶液量測之pH:- (R+H)/F為間苯二酚前驅體R及/或預混物H(關於氣凝膠G0,R+H=R,且關於氣凝膠G4,R+H=H)與甲醛前驅體F之莫耳比,- H/(R+H)為預混物前驅體H與間苯二酚前驅體R及/或預混物H(關於氣凝膠G0,H=0,且關於氣凝膠G4,R=0)之莫耳比,- (R+H)/W為間苯二酚前驅體R及/或預混物H與水W之質量比,且- P表示各氣凝膠組成物G0至G4中之陽離子聚電解質之質量分數。
如在表2中可見,根據本發明之氣凝膠之H/(R+H)莫耳比有利地滿足0.5<H/(R+H)<1,亦即H>R。
下表3比較獲得之氣凝膠G0至G4之密度、於50%之相對壓縮下量測之其電阻及根據熱絲技術在22℃下量測(藉由Neotim電導儀)之其導熱性。
使用裝備有1kN感測器(I_62_02)之DY35 No.I_62測力計以5mm/min之速率,至多50%之最大變形(亦即對應於各板之初始厚度之50%的最大壓縮)在23℃下量測由氣凝膠G0至G4組成之板之壓縮的機械特性。9mm厚之板用於此等量測,使用切割機將其切割以使其具有約13mm×13mm之尺寸。藉由鋼尺量測各板之實際尺寸以藉助於Testworks軟體計算應力。
此表3顯示製備自間苯二酚R及含有間苯二酚R'及間苯二酚衍生物之預混物H之混合物的根據本發明之三個氣凝膠G1、G2及G3首先具有接近單獨獲自間苯二酚R之氣凝膠G0之熱超絕緣特性,且其次具有比此「對照」氣凝膠G0較好之抗壓強度,其使得本發明之此等氣凝膠更適
合於建築物隔熱,其中該等氣凝膠經受高機械應力。
特定言之,特徵尤其為分別在約0.6與0.8之間及0.30與0.45之間的H/(R+H)及(R+H)/F莫耳比的根據本發明之凝膠G3有利地同時具有低導熱性(小於30mW.rn-1K-1)及比「對照」氣凝膠G0顯著更好之極佳抗壓強度(參見G3與G0之各別強度之間接近15之比)。
應注意,由於並非根據本發明之氣凝膠G4係在無間苯二酚R的情況下獲得之事實,其在乾燥時破損且因此關於其密度、其抗壓強度或其導熱性均不可經特性化。
應注意,包括於本發明之上下文中之氣凝膠組成物不限於凝膠G1、G2及G3之三個上述實施例中測試之彼等組成物,而是其可更一般化地擴展至來源於甲醛前驅體F及第一未經取代多羥基苯前驅體R(例如間苯二酚或兒茶酚)以及第二未經取代多羥基苯前驅體R'及其烷基衍生物之預混物之氣凝膠。
Claims (18)
- 一種形成有機聚合單片凝膠之膠化碳基組成物,其可藉由乾燥形成氣凝膠且藉由該氣凝膠之熱解形成多孔碳單片,該組成物包含至少部分來源於多羥基苯H及甲醛F之樹脂,該等多羥基苯包含至少一個未經取代多羥基苯R'及至少一個經一或多個烷基取代之多羥基苯,其特徵在於該等多羥基苯包含若干個該等未經取代多羥基苯R及R'且該組成物包含水溶性陽離子聚電解質P。
- 如申請專利範圍第1項之膠化組成物,其特徵在於該組成物具有小於或等於40mW.m-1.K-1之導熱性。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之膠化組成物,其特徵在於該組成物包含在水性溶劑中的以下各者之混合反應之產物:第一該未經取代多羥基苯R,及預混物H,其包含:按質量計較小量之第二該未經取代多羥基苯R',其與該第一未經取代多羥基苯相同或不同,及按質量計較大量之該至少一種經取代多羥基苯。
- 如申請專利範圍第3項之膠化組成物,其特徵在於在該混合反應之該產物中,該預混物H相對於該第一未經取代多羥基苯R以相同或較大之莫耳量存在。
- 如申請專利範圍第4項之膠化組成物,其特徵在於該預混物包含小於10%質量分數之該第二未經取代多羥基苯R'及大於80%質量分數之若干該等經取代多羥基苯。
- 如申請專利範圍第3項至第5項中任一項之膠化組成物,其特徵在於該等第一及第二未經取代多羥基苯R及R'各自為間苯二酚,且該組成物包含若干該等經取代多羥基苯,其包含按質量計較大量之甲基間苯二酚及按質量計較小量之二甲基間苯二酚及乙基間苯二酚。
- 如申請專利範圍第6項之膠化組成物,其特徵在於該甲基間苯二酚包含按質量計較大量之5-甲基間苯二酚及按質量計較小量之4-甲基間苯二酚及2-甲基間苯二酚,在於該等二甲基間苯二酚包含2,5-二甲基間苯二酚及4,5-二甲基間苯二酚,且在於該乙基間苯二酚為5-乙基間苯二酚。
- 如前述申請專利範圍中任一項之膠化組成物,其特徵在於該組成物具有就該氣凝膠而言小於或等於0.20之密度及大於或等於0.15MPa或甚至2MPa之抗壓強度,其係關於具有等於9mm之厚度之由該氣凝膠形成之板沿該厚度之50%之壓縮定義。
- 如前述申請專利範圍中任一項之膠化組成物,其特徵在於其包含在溶解於該等多羥基苯R及H及甲醛F之水性溶劑W中之該陽離子聚電解質P及酸催化劑C存在下,於該溶劑中之聚合反應之產物,該聚合反應之該產物包含0.2%與2%之間的質量分數之該陽離子聚電解質。
- 如前述申請專利範圍中任一項之膠化組成物,其特徵在於該水溶性陽離子聚電解質P為選自由以下組成之群的有機聚合物:四級銨鹽、聚(乙烯氯吡錠)、聚(伸乙亞胺)、聚(乙烯吡啶)、聚(烯丙胺鹽酸鹽)、聚(三甲基氯化銨甲基丙烯酸乙酯)、聚(丙烯醯胺-共-二甲基氯化銨)及其混合物。
- 如申請專利範圍第10項之膠化組成物,其特徵在於該水溶性陽離子聚電解質P為包含來源於選自聚(鹵化二烯丙基二甲基銨)之四級銨之單元的鹽且較佳為聚(氯化二烯丙基二甲基銨)或聚(溴化二烯丙基二甲基銨)。
- 一種如前述申請專利範圍中任一項之膠化組成物之用途,其用於建築物隔熱或用於形成超級電容器之碳基電極前驅體。
- 一種製備如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之形成氣凝膠之膠化組成物之方法,其特徵在於其包含:a)在溶解於該等多羥基苯R及H及甲醛F之水性溶劑W中之該陽離子聚電解質P及酸性催化劑C存在下,在室溫下於該溶劑中聚合以獲得包含該樹脂之溶液,b)使在a)中獲得之該溶液膠凝以獲得該樹脂之水凝膠,及c)乾燥在b)中獲得之該水凝膠以獲得該氣凝膠。
- 如申請專利範圍第13項之製備方法,其特徵在於步驟a)為如下進行:a1)將該等多羥基苯R及H以及該陽離子聚電解質P溶解於由水組成之該水性溶劑中,其以0.2%與2%之間的質量分數用於該組成物中,接著a2)將獲得之該(等)甲醛F且接著該酸性催化劑C添加至該溶液中。
- 如申請專利範圍第13項或第14項之製備方法,其特徵在於其在步驟a)之前包含步驟a0),該步驟包含混合第一該未經取代多羥基苯R及預混物H,在於該預混物H包含按質量計較小量之與該第一未經取代多羥基苯相同或不同之第二該未經取代多羥基苯R',及按質量計較大量之該至少一 種經取代多羥基苯,及在於在步驟a0)中,該預混物相對於該第一未經取代多羥基苯R以按質量計之相同或較大量使用。
- 如申請專利範圍第15項之製備方法,其特徵在於該預混物H包含小於10%質量分數之該第二未經取代多羥基苯R'及大於80%質量分數之若干該等經取代多羥基苯。
- 如申請專利範圍第15項或第16項之製備方法,其特徵在於該等第一未經取代多羥基苯R及第二未經取代多羥基苯R'各自為間苯二酚,且在於該預混物H包含若干該等經取代多羥基苯,包含:60%與70%之間的質量分數之甲基間苯二酚,其包含按質量計較大量之5-甲基間苯二酚及按質量計較小量之4-甲基間苯二酚及2-甲基間苯二酚,及20%與30%之間的質量分數之:二甲基間苯二酚,其包含2,5-二甲基間苯二酚及4,5-二甲基間苯二酚,及乙基間苯二酚,其為5-乙基間苯二酚。
- 如申請專利範圍第13項至第17項中任一項之製備方法,其特徵在於步驟c)係藉由在無溶劑交換的情況下在潮濕空氣中,例如在烘箱中乾燥或藉由超臨界流體之乾燥來進行,以獲得該氣凝膠。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/FR2014/050477 WO2015132475A1 (fr) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Composition gelifiee pour gel monolithique organique, ses utilisations et son procede de preparation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201540819A true TW201540819A (zh) | 2015-11-01 |
Family
ID=50543224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104106573A TW201540819A (zh) | 2014-03-04 | 2015-03-03 | 用於有機單片凝膠之膠化組成物,其用途及製備彼之方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10363536B2 (zh) |
EP (1) | EP3113874B1 (zh) |
JP (1) | JP6397929B2 (zh) |
KR (1) | KR20160146662A (zh) |
CN (1) | CN106102895B (zh) |
AR (1) | AR099615A1 (zh) |
CA (1) | CA2939483C (zh) |
MX (1) | MX2016010884A (zh) |
TW (1) | TW201540819A (zh) |
WO (1) | WO2015132475A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2996849B1 (fr) | 2012-10-17 | 2015-10-16 | Hutchinson | Composition pour gel organique ou son pyrolysat, son procede de preparation, electrode constituee du pyrolysat et supercondensateur l'incorporant. |
SE1600311A1 (sv) * | 2016-11-08 | 2018-02-20 | Lars Eriksson Dev Ab | Värmeisolerande skivenhet bildande en isolerruta innehållande aerografit |
EP4081030A1 (en) * | 2019-12-27 | 2022-11-02 | Aerogel ApS | Biocidal aerogel compositions for surface protection |
CN112169715B (zh) * | 2020-09-15 | 2022-09-20 | 暨南大学 | 一种导电高分子复合凝胶及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4997804A (en) * | 1988-05-26 | 1991-03-05 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Low density, resorcinol-formaldehyde aerogels |
DE102008030921A1 (de) | 2008-07-02 | 2010-01-07 | Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. | Mikro- und mesoporöses Kohlenstoff-Xerogel mit charakteristischer Mesoporengröße und dessen Vorstufen, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser und deren Anwendung |
FR2996850B1 (fr) | 2012-10-17 | 2016-01-08 | Hutchinson | Composition thermiquement isolante pour gel monolithique organique ou son pyrolysat, son utilisation et son procede de preparation. |
-
2014
- 2014-03-04 EP EP14718646.4A patent/EP3113874B1/fr active Active
- 2014-03-04 US US15/120,723 patent/US10363536B2/en active Active
- 2014-03-04 MX MX2016010884A patent/MX2016010884A/es unknown
- 2014-03-04 CN CN201480075876.0A patent/CN106102895B/zh active Active
- 2014-03-04 WO PCT/FR2014/050477 patent/WO2015132475A1/fr active Application Filing
- 2014-03-04 JP JP2016552624A patent/JP6397929B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-04 CA CA2939483A patent/CA2939483C/fr active Active
- 2014-03-04 KR KR1020167023198A patent/KR20160146662A/ko not_active Application Discontinuation
-
2015
- 2015-03-03 AR ARP150100630A patent/AR099615A1/es active IP Right Grant
- 2015-03-03 TW TW104106573A patent/TW201540819A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017508838A (ja) | 2017-03-30 |
AR099615A1 (es) | 2016-08-03 |
US10363536B2 (en) | 2019-07-30 |
JP6397929B2 (ja) | 2018-09-26 |
US20170007975A1 (en) | 2017-01-12 |
KR20160146662A (ko) | 2016-12-21 |
CA2939483C (fr) | 2018-09-25 |
EP3113874B1 (fr) | 2018-05-09 |
CN106102895B (zh) | 2019-11-05 |
EP3113874A1 (fr) | 2017-01-11 |
CA2939483A1 (fr) | 2015-09-11 |
WO2015132475A1 (fr) | 2015-09-11 |
CN106102895A (zh) | 2016-11-09 |
MX2016010884A (es) | 2016-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8304465B2 (en) | High strength air-dried aerogels | |
Jia et al. | Strong and machinable carbon aerogel monoliths with low thermal conductivity prepared via ambient pressure drying | |
US10508436B2 (en) | Thermally insulating composition for organic monolithic gel, use thereof and process for preparing same | |
Ma et al. | Self‐crosslink method for a straightforward synthesis of poly (vinyl alcohol)‐based aerogel assisted by carbon nanotube | |
US7005181B2 (en) | Organic, open cell foam materials, their carbonized derivatives, and methods for producing same | |
TW201540819A (zh) | 用於有機單片凝膠之膠化組成物,其用途及製備彼之方法 | |
US11155690B2 (en) | Monolithic, super heat-insulating, organic aerogel composition preparation method, said composition, and the use thereof | |
JP2011526634A (ja) | 特有のメソ細孔粒度を有するミクロ多孔質およびメソ多孔質の炭素キセロゲルおよびその先駆物質、ならびに前記炭素キセロゲルおよびその先駆物質の製造法、および前記炭素キセロゲルおよびその先駆物質の使用 | |
Yu et al. | Mechanical and thermal conductive properties of fiber‐reinforced silica‐alumina aerogels | |
TW201542457A (zh) | 可撓性複合物氣凝膠及製造方法 | |
Xiao et al. | In situ co‐polymerization of high‐performance polybenzoxazine/silica aerogels for flame‐retardancy and thermal insulation | |
US20020009585A1 (en) | Organic, low density microcellular materials, their carbonized derivatives, and methods for producing same | |
Yeh et al. | Organic‐acid‐catalyzed sol–gel route for preparing poly (methyl methacrylate)–silica hybrid materials | |
EP2311905A2 (en) | Organic, open cell foam materials | |
Zhou et al. | Boric acid-regulated gelation and ethanol-assisted preparation of polybenzoxazine aerogels | |
CN115678090A (zh) | 一种耐烧蚀酚醛气凝胶及其制备方法 | |
WO1991009817A1 (en) | Process for producing porous carbonaceous material |