RHA/NBR复合涂层的制备及结构与性能研究

以谷壳灰(RHA)为填料,采用液态共混工艺(即将已溶解的NBR生胶、改性谷壳灰和其他助剂在溶剂中混合形成混合胶液)制备了RHA/NBR复合涂层。用Si69对谷壳灰进行改性,考察了Si69含量对谷壳灰分散性、结合胶以及对RHA/NBR复合涂层的交联密度、微观形貌、耐流体性、热稳定性等多种性能的影响。结果表明:Si69含量对谷壳灰分散性、结合胶以及RHA/NBR复合涂层的结构和性能均有一定影响,且当Si69含量为20%时,谷壳灰的分散性、谷壳灰与NBR两相间相互作用,RHA/NBR复合涂层的耐流体性、热稳定性均较高。     

甲基丙烯酸原位改性丁腈橡胶/谷壳灰复合发泡涂层

以农业废弃物谷壳灰(RHA)为填料,采用液态共混工艺,即将有机溶剂溶解的NBR生胶、谷壳灰和其他助剂混合形成混合胶液制备丁腈橡胶(NBR)/RHA复合发泡涂层,在混合胶液中添加甲基丙烯酸(MAA)对NBR/RHA复合发泡涂层进行原位改性。研究了MAA的用量对RHA分散性、RHA与NBR界面结合性、NBR/RHA复合发泡涂层泡孔形貌、力学性能、耐溶剂性能及热学性能的影响。结果表明,MAA作为界面改性剂,可改善RHA的分散性,增强RHA与NBR相的界面作用,改变NBR/RHA复合发泡涂层的泡孔形貌,对NBR/RHA复合发泡涂层具有补强效果。当MAA用量为10phr时,NBR/RHA复合发泡涂层的力学性能、耐流体性能、热学性能等较佳。     

高透光纳米SiO2/碱性有机硅低聚物复合自清洁涂层的制备

制备了一种具备高透光性的SiO₂/碱性有机硅低聚物超疏水复合自清洁涂层。首先以正硅酸乙酯(TEOS)为原料、全氟癸基三甲基氧硅烷(PFDT)为改性剂,通过Stober法得到SiO₂改性粒子溶液,然后以TEOS与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为预聚物、PFDT为改性剂,在碱性条件下制备出改性的机硅低聚物溶液。将改性的SiO₂溶液与改性的碱性有机硅低聚物溶液按比例混合,最后将混合溶液喷涂于载玻片上,室温下静置6h得到透明超疏水自清洁涂层。探究了有机硅低聚物中TEOS、KH560以及氨水的量对复合涂层的影响。结果表明：当氨水、TEOS、KH560的量分别为1mL、6mL、0.4g, SiO₂改性溶液与碱性有机硅低聚物量的比值为2∶1时,涂层的接触角达到150°,透光率为91%,附着力为1级。涂层具有良好的自清洁性能,在经过300℃的高温加热后仍保持其疏水性。涂层制备工艺简单,适用于大规模工业生产。     

CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs环氧复合涂层性能研究

利用KH560对碳酸钙(CaCO_3)、氧化铝(Al_2O_3)、酸化后的多壁碳纳米管(MWCNTs)表面进行接枝改性,并制备了CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs/环氧树脂(EP)复合涂层。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TG)和EDS分析对改性前后的无机填料进行表征,使用电化学阻抗谱(EIS)、抗冲击试验、高温高压实验测试复合涂层的附着力、耐腐蚀等性能。同时用扫描电子显微镜(SEM)观察复合涂层表面形貌。结果表明,KH560成功的接枝在3种无机填料表面,当MWCNTs的质量分数为2%时,CaCO_3/Al_2O_3/MWCNTs/EP复合涂层的分散性最好,性能最优。     

改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

采用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对白炭黑进行表面改性,并制备改性白炭黑/天然橡胶复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、扫描电镜、橡胶加工分析仪等测试手段对改性白炭黑及改性SiO_2/NR复合材料的结构与性能进行了表征,并研究其硫化性能及力学性能。结果表明,经FT-IR、TG分析,3种硅烷偶联剂已成功接枝到白炭黑表面;改性SiO_2/NR复合材料相对于未改性SiO_2/NR,焦烧时间变长,正硫化时间缩短,结合胶含量增大;改性SiO_2/NR与未改性SiO_2/NR相比其定伸应力、撕裂强度明显提高,但断裂伸长率有所减小;改性白炭黑在天然橡胶基体中的分散性明显提高,其中Si69-SiO_2在天然橡胶基体中的分散性最好;Si69-SiO_2/NR复合材料的滚动阻力与生热最低;改性后的SiO_2/NR复合材料的拉伸断面粗糙程度增加。     

稻壳灰/天然橡胶胶乳复合材料结构与性能研究

采用稀土偶联剂和硅烷偶联剂改性稻壳灰(RHA)填充天然胶乳(NRL)制备稻壳灰/天然橡胶胶乳复合材料,用扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TG-DTG)以及力学性能测试等技术研究了稻壳灰在复合材料中的结构、形态分布和热氧稳定性及力学性能。结果表明,采用偶联剂对RHA进行改性处理,能显著改善RHA在橡胶相的分散程度,增强RHA粒子与橡胶基体之间作用力,从而提高RHA/NRL复合材料的力学性能和抗氧老化性能,并且稀土偶联剂RHA/NR复合材料力学性能和抗氧老化性能的改进更加明显。     

不同偶联剂对白炭黑表面的改性及其表征

采用3种硅烷偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙基三甲氧基硅烷(11-100)对沉淀法白炭黑粉体进行有机湿法改性。借助傅里叶红外光谱、接触角仪、纳米粒度及Zeta电位仪、扫描电镜等检测手段对白炭黑改性前后的结构及性能进行表征,研究考察3种不同偶联剂对沉淀法白炭黑的疏水性及分散性的影响。结果表明:3种不同硅烷偶联剂都已成功接枝到白炭黑表面,其中Si69改性的白炭黑剩余羟基数与未改性白炭黑表面羟基数的比值最小,为34.23%;经偶联剂改性后的白炭黑,团聚现象减弱,粒径分布变窄,分散性得到改善,疏水性大小依次为Si69-Si O_2KH570-Si O_211-100-Si O_2;综合对比3种偶联剂的改性效果,Si69的改性效果最好。     

硅烷偶联剂对Al-Sm_2O_3/聚氨酯复合涂层的改性及其耐润滑油性能

为了提高Al-Sm_2O_3/聚氨酯(PU)复合涂层的耐润滑油性能,采用硅烷偶联剂KH550对其进行了改性。从功能特性和力学性能角度,系统研究了复合涂层改性前后耐金吉星J600型润滑油性能的变化规律。结果表明:经KH550改性的Al-Sm_2O_3/PU复合涂层红外发射率对600型润滑油的稳定性得到了明显的增强,同等条件下的发射率明显低于未改性时的值;经KH550改性后复合涂层表面的Sm_2O_3颗粒分散更加均匀,经600型油润滑一定时间后复合涂层的表面出现了少量微孔,使涂层对1.06μm近红外光的反射率明显低于未改性涂层;改性前后复合涂层的硬度和附着力对600型润滑油均具有良好的稳定性,两者可分别保持在3 H和2级以上;经KH550改性后复合涂层的耐冲击强度比未改性的得到明显的加强,经润滑10 d后仍可达到450 N·cm。     

不同改性白炭黑增强天然橡胶复合材料的性能研究

采用不同硅烷偶联剂(Si69、KH560和NXT)对白炭黑进行改性处理来提高SiO_2/天然橡胶(SiO_2/NR)复合材料的性能。通过力学性能、结合胶含量、硫化性能和扫描电镜检测来分析不同改性白炭黑填充复合材料的影响。结果表明:白炭黑的改性处理改善了复合材料的强度、定伸应力等性能,提高了复合材料的结合胶含量;缩短了复合材料的硫化时间,降低了最小转矩,使混炼胶的流动性提高,减轻了填料网络结构;偶联剂的加入改善白炭黑与橡胶的相容性,使白炭黑分散均匀,从而提高了复合材料的性能。     

氢氧化物阻燃剂的改性及其对乙丙橡胶/苯基硅橡胶共混胶性能影响研究

采用硬脂酸(SA)和硅烷偶联剂KH570对阻燃剂氢氧化镁(MH)和氢氧化铝(ATH)进行表面改性,并将其填充到乙丙橡胶(EPR)/苯基硅橡胶(MPVQ)共混胶中,利用红外光谱、锥形量热仪等手段对改性效果及共混胶性能进行表征。结果表明:改性剂成功包覆到阻燃剂表面,且KH570改性效果最佳。当KH570/MH填充量在20%(质量分数)时,复合材料的极限氧指数(LOI)由27.6增加到36.3,总热释放量从62.31mJ/m2降低到34.39mJ/m2,最大热释放速率从349.54kW/m2降至269.32kW/m2,且老化性能更好。     

氮化硅改性聚酰亚胺复合涂层的耐热蚀性能研究

为满足高温条件下高分子复合涂层的应用需求，推进高分子有机复合涂层在高温防护领域的实际应用，选择聚酰亚胺(PI)为树脂基体，通过加入纳米Si₃N₄改性增强其耐热性，研究硅烷偶联剂KH550与不同含量的Si₃N₄对涂层表面状态以及耐热性能的影响。实验结果表明：加入10%(质量分数)Si₃N₄的改性复合涂层的玻璃化转变温度(T_g)达到495℃,高于纯PI涂层的T_g(483℃)。加入KH550后，一方面KH550在Si₃N₄表面引入氨基官能团使其与PI分子链交联，另一方面KH550直接与PI分子相互作用提升涂料的黏度，使Si₃N₄分散性及涂层与基体的结合力均有显著提升。此外，分别制备不同含量Si₃N₄的PI复合涂层并进行比较，发现10%Si₃N₄的...     

新型偶联剂改性气相白炭黑对天然橡胶性能的影响

采用了湿法改性的方式分别制备了偶联剂KH560-油胺(KH560-OA)、KH560-十八胺(KH560-ODA)、双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性的气相白炭黑,然后采用机械共混方法制备了不同硅烷偶联剂改性的白炭黑/NR复合材料,并研究各种改性白炭黑对NR多种性能的影响。研究结果表明,4种偶联剂对白炭黑的改性效果明显,硫化性能、力学性能、加工性能均有所提高;综合各项性能,自制偶联剂KH560-OA改性效果最佳,拉伸强度达到最大(33.34 MPa),磨耗体积最小为0.203 cm~3,并且综合动态机械性能最佳。     

生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

以没食子酸为主要原料制备生物基没食子酸环氧树脂(GAER),将硅烷偶联剂KH550表面改性的纳米ZnO与GAER进行复合,以丁二酸酐为固化剂,制备KH550-nano-ZnO/GAER生物基复合涂层。对纳米ZnO改性前后微观结构的变化进行表征;采用示差扫描量热仪对丁二酸酐/GAER体系的固化过程进行研究,测试KH550-nano-ZnO的加入对GAER固化膜力学性能、热性能、动态力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:适量KH550-nano-ZnO的加入,可以增加GAER固化体系的玻璃化温度,提高涂层表面的抗冲击性,KH550-nano-ZnO含量的增加使得涂层的硬度增加,附着力下降,热稳定性增加。复合涂层的起始热失重温度(T5%)比纯GAER高12.6~15.4℃。当KH550-nano-ZnO含量为2%(质量分数)时,玻璃化转变温度与纯GAER树脂相比增加了30.7℃。KH550-nano-ZnO/GAER固化涂膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.99%。     

硅烷改性对n-HA/PCL生物复合材料亲水性影响

分别用KH560、KH570及KH792硅烷偶联剂对纳米羟基磷灰石(HA)进行化学改性处理,采用溶液热共混方法制备了3种改性的HA/聚己内酯(PCL)复合材料,并测定材料的亲水性能。结果表明:3种硅烷改性的HA/PCL复合材料的亲水性受到改性剂含量的影响。当改性剂含量较低为1.5%时,KH560对HA改性处理有利于提高相应复合材料的亲水性;而当含量达到5%时,复合材料的亲水性反而降低。对KH792改性剂来说,当改性剂含量较低为1.5%时,KH792对HA改性处理无助于提高相应复合材料的亲水性;而当含量达到5%时,复合材料的亲水性得到改善。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响EI北大核心CSCD

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

改性纳米氧化锆与水性聚氨酯复合涂层的防腐蚀性能

为了改进纳米氧化锆(ZrO_2)在涂料中的分散性,以丙酮为介质,用3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)对纳米ZrO_2进行了改性,并在镀锡板表面制备了改性纳米ZrO_2/水性聚氨酯(WPU)复合涂层。通过扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、电化学测试、盐雾腐蚀、附着力测试等技术,研究了WPU与不同含量改性纳米ZrO_2复合涂层的防腐蚀性能。结果表明:改性纳米ZrO_2的含量为0.2%(质量分数)时,在WPU中的团聚现象消失,分散性良好,该复合涂层具有优良的耐蚀性和较大的附着力。     

硅烷偶联剂改性钛酸钡对SPEEK质子交换膜性能的影响

为提高无机填料在聚合物中的分散性,利用硅烷偶联剂KH570对钛酸钡(BT)表面改性.采用溶液浇铸法制备磺化聚醚醚酮(SPEEK)/改性BT(KH570-BT)复合质子交换膜.利用透射电镜观察了改性前后BT在SPEEK基体中的分散情况并系统研究了KH570-BT掺杂量对复合质子交换膜性能的影响.结果显示,与BT相比,KH570-BT的分散性得到明显改善.将KH570-BT掺杂进SPEEK后,复合膜的质子电导率、甲醇渗透率、热稳定性及选择性均出现明显提升.室温下,SPEEK/KH570-BT-1.0复合膜的质子电导率达到63.7 mS/cm,高于同配比的SPEEK/BT-1.0(σ=57.7 mS/cm)和SPEEK(σ=58.6 mS/cm);SPEEK/KH570-BT-1.0的选择性达到20.9×10~4 S·s/cm~3,与SPEEK/BT-1.0(17.2×10~4 S·s/cm~3)和SPEEK(17.7×10~4 S·s/cm~3)相比,分别提升了21.5%和18.1%.     

石墨表面修饰补强天然橡胶的性能

选用偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(NDZ-105)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对石墨进行表面处理,研究改性石墨复合材料的硫化、力学、耐切割、加工等性能。结果表明:石墨在橡胶基体中的分散性明显提高,石墨和橡胶分子链之间形成的物理缠结点增多;改性材料的100%、300%的定伸强度及拉伸强度均明显提高,耐切割性能均有提升;KH570改性石墨材料的综合性能最好;Payne效应明显减弱,但动态损耗因子略有增大。     

橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响

分别采用γ-胺丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物(Si75)湿法改性白炭黑,将改性后的白炭黑、丁苯橡胶(SBR)制成母炼胶,制备出白炭黑(SiO_2)/丁苯橡胶(SBR)复合材料。利用结合胶含量、橡胶加工分析仪、扫描电镜等方法研究了白炭黑与橡胶基体间的相互作用效果及填料在橡胶基体中的分散性,用压缩疲劳生热、动态力学性能分析和滞后损耗测试研究了白炭黑与橡胶基体的作用效果对丁苯橡胶/白炭黑复合材料生热的影响。结果表明,改性后白炭黑与橡胶基体间的相互作用力增大,分散性明显提高,随橡胶-填料相互作用增大,SiO_2/SBR生热明显降低,其中KH550在硫化过程产生化学反应接枝于橡胶大分子,其改性后的白炭黑与丁苯橡胶相互作用力最大,KH550-SiO_2/SBR生热最低。     

KH550-TiO2@ODA-GO对有机硅-环氧树脂防腐蚀及抑菌性能的影响

目前,有关氧化石墨烯(GO)、十八烷基胺(ODA)和纳米SiO2复合后对材料防腐蚀、抑菌性能的影响研究较少.先后采用十八烷基胺(ODA)及硅烷偶联剂(KH550)改性后的纳米TiO2分别对氧化石墨烯(GO)进行共价改性得到KH550-TiO2@ODA-GO,通过XRD、FTIR、FE-SEM等表征方法研究了该复合材料的物理性能;并将其应用于有机硅-环氧树脂(SMER),利用扫描开尔文探针(SKP)、电化学阻抗谱(EIS)、盐雾试验及抑菌性能测试等方法评价了该复合涂层的防腐蚀及抑菌性能.结果 表明:KH550-TiO2@ODA-GO/SMER涂层在3.5％(质量分数)NaCI溶液中浸泡28 d后,低频端阻抗值(|Z|0.01 Hz)仍高达2.78× 109 Ω·cm2;且其对大肠杆菌的杀灭率达到了95％.KH550-TiO2@ODA-GO与SMER涂层的高相容性提高了涂层的界面结合力、延长了腐蚀介质的扩散路径并增强了涂层的抗剥离性能,从而显著改善了SMER涂层的防腐蚀性能.此外,纳米TiO2在改性及负载到GO片层表面后,在SMER涂层中仍发挥出了良好的抑菌效果.