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随着能源危机的加剧,节能减排已成为我国一项非常重要的发展战略。众多能耗中,建筑能耗和工业能耗在国家总能耗中占有很大比例。因此,大量隔热材料被用于外墙保温和管道隔热。目前市场上,无机隔热材料由于导热系数高,密度大,疏水性能差等问题导致其应用范围较小,而有机隔热材料虽然占有较大市场,但其易老化和火灾危险性的缺点也引起了人们的关注。Si02气凝胶是一种具有优异隔热性能和极高孔隙率的非晶固体,常温常压下其导热系数低于空气。然而,Si02气凝胶机由于械强度低、制备成本高等问题,在隔热材料领域没有得到广泛应用。本文以玻璃纤维作为增强体,分别利用水玻璃和正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,制备低导热、低成本、高机械性能的疏水Si02气凝胶隔热材料,可应用于建筑、工业等领域。本文的研究工作主要有：以TEOS为硅源,玻璃纤维薄层为增强相,采用溶胶-凝胶法,在常压干燥条件下制备Si02气凝胶隔热材料。研究了前驱体液中硅浓度的变化对材料的导热系数、密度、孔隙率、疏水性能及燃烧性能的影响。综合考虑,在实验最佳工艺条件下,材料轻质疏水且不掉粉,密度最小为0.142 g/cm3,疏水角为168°,抗压强度为0.112 MPa(35%形变),导热系数低达0.0228 W/(m·K)。以水玻璃为硅源,玻璃纤维针刺毡为增强相,分别采用一步凝胶法和两步凝胶法,在常压干燥条件下制备疏水隔热材料,研究溶胶中水硅摩尔比对材料的密度、孔隙率、导热系数和疏水性能的影响。实验发现两步凝胶法制备的隔热材料密度较小,最优水硅比时,材料密度为0.166g/cm3,导热系数为0.0236 W/(m·K);一步凝胶法最优水硅比时制备的隔热材料密度为0.188 g/cm3,导热系数为0.0238W/(m·K)。从时间成本及制备工艺方面考虑,一步凝胶法制备过程较加简洁方便,制备成本较低；从力学性能考虑,一步凝胶法制备的隔热材料抗压性能好,材料不易变形,最大抗压强度为0.401 MPa(35%形变),满足建筑外墙保温材料力学性能的要求。两步凝胶法制备的隔热材料柔韧性好,其最小抗弯模量为1.852 MPa,材料可任意角度弯曲不被破坏,适合作为隔热毡垫用于工业管道保温。用锥形量热仪对隔热材料进行测试,模拟材料在火灾中的燃烧行为。实验发现,在35kW/m2的低热辐射强度下,不同硅浓度制备的隔热材料的pHRR (Peak Heat Release Rate)和THR (Total Heat Release)值变化不大,而在60 kW/m2高辐射强度下,HRR曲线出现不同的峰值。从火灾安全性考虑,以水玻璃为硅源制备的隔热材料pHRR和THR值较低。在纯氧的条件下,用建筑材料燃烧热值实验装置对材料进行测试,以TEOS为硅源不同硅浓度制备的隔热材料燃烧热值近似,在9.2-10.0MJ/kg之间；而以水玻璃为硅源制备的隔热材料的纤维含量在40%-60%之间变化时,实验测得材料的燃烧热值为3.8-6.3MJ/kg。