尿素对MCC-纳米SiO_2杂化材料形态、结构及应用的影响

利用微晶纤维素(MCC)易吸水溶胀的特点,将MCC在尿素水溶液中溶胀,控制吸附在MCC表面和内部尿素水膜的厚度。以此水膜为"微反应器",采用溶胶-凝胶工艺,以正硅酸乙酯为前驱体,在MCC表面和内部生成无机纳米SiO_2颗粒。红外光谱(IR)、热失重(TG)和扫描电镜分析(SEM)表明,纳米级别的SiO_2成功负载在微晶纤维素上。将MCC-纳米SiO_2杂化材料应用于胎面胶中,结果发现,MCC杂化改性后补强性能提高,硫化胶的压缩疲劳温升降低。     

原位表面改性纳米氧化锌对天然橡胶传统硫化体系硫化结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了原位表面改性纳米Zn O,采用X射线衍射法(XRD)及透射电子显微镜(TEM)对其微观结构进行了表征,并用扫描电镜和X射线能谱仪(SEM with EDS)分析了ZnO在NR传统硫化体系(CV)硫化胶中的分散性。对比研究了使用原位表面改性纳米ZnO和普通ZnO的NR的CV硫化胶的硫化特性、拉伸性能和耐热氧老化性能,通过平衡溶胀法和化学探测剂法测定了硫化胶的硫化结构。研究结果表明,原位表面改性纳米ZnO在NR胶料中的分散性优于普通氧化锌。与加入5份普通ZnO的硫化胶相比,加入2份原位表面改性纳米ZnO的NR的CV硫化胶的拉伸强度和拉断伸长率分别提高了0.55%和10.34%。与此同时,硫化胶拉伸强度保持率和拉断伸长率保持率分别提高了35.85%和19.36%。     

超微细SiO2的制备及其对天然橡胶硫化胶结构与性能的影响

研究了溶胶-凝胶法和反胶团法制备的超微细SiO2填充天然橡胶(NR)硫化胶的硫化特性和力学性能，并与未改性纳米SiO2、KH-570改性纳米SiO2进行了比较结果表明：SiO2的制备方法和SiO2的填充质量分数对NR硫化胶的硫化特性有很大的影响，溶胶-凝胶法和反胶团法制备的超微细SiO2填充NR硫化胶的门尼焦烧时间缩短，综合力学性能优于纳米SiO2／NR硫化胶；试片的拉伸断面电子扫描显微镜(SEM)观察表明，制备的超微细SiO2在NR硫化胶中的分散性较好，拉伸断面的NR基质产生了剪切变形的痕迹。体现了超微细SiO2对NR硫化胶较强的补强效果。     

聚硅氧烷表面改性聚磷酸铵的制备及阻燃应用

以正硅酸乙酯(TEOS)及3-氨基丙基三乙氧基硅烷(ATOS)为原料,采用溶胶-凝胶法对聚磷酸铵(APP)进行了表面改性并用于阻燃环氧树脂。结果表明:TEOS及ATOS通过水解、聚合反应在改性APP(MAPP)表面生成了一层致密且类似荷叶表面微-纳米结构的聚硅氧烷膜,MAPP的溶解度由0.62降低为0.18 g/100 m L水,疏水性及耐水性明显增强。     

纳米二氧化硅微球对ABS塑料表面改性的研究

通过二氧化硅微球在ABS表面生长的方式,对ABS进行表面改性。采用溶胶-凝胶法和沉淀法制备纳米二氧化硅,并对其接枝硅烷偶联剂KH-550,使其附着在经过粗化处理的ABS样片表面上。结果表明:溶胶-凝胶法对ABS表面改性效果较理想,通过控制条件可以达到超疏水和超亲水的状态。     

毛竹NFC/SiO_2气凝胶的制备和疏水改性

以毛竹为原料,高压均质法制备纳米纤丝化纤维素(NFC),再采用溶胶―凝胶法制备NFC/二氧化硅(SiO_2)气凝胶。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对其进行表征,通过改变正硅酸乙酯/无水乙醇的体积比获得样品微观形貌较佳的反应工艺条件,并采用十八烷基三氯硅烷的正己烷溶液对NFC/SiO_2气凝胶进行疏水改性,用接触角测量仪测试改性NFC/SiO_2气凝胶的疏水性能。研究结果表明NFC/SiO_2气凝胶在正硅酸乙酯/无水乙醇体积比为1.25%时,二氧化硅复合效率高,且所获得的气凝胶形貌较好,二氧化硅以颗粒的形式附着在纳米纤丝化纤维素表面。改性NFC/SiO_2气凝胶接触角为132°,达到疏水状态。     

基于硅烷改性沸石咪唑酯骨架的透明超疏水涂层的制备及性能研究（英文）

以甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,结合沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用溶胶凝胶法制备了表面带甲基的SiO_2修饰ZIF-8(CH_3-SiO_2@ZIF-8)纳米粒子,经修饰剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)改性后喷涂于玻璃表面,获得了超疏水涂层。微观形貌分析揭示了该涂层具有多孔结构。水滴在该涂层上的静态接触角达到(152±0.5)°,滚动角为(8±1.2)°。该涂层的可见光透过率达到90%以上。自清洁、喷水、防雾等试验的结果表明,该超疏水涂层难以被润湿,且具有良好的稳定性和防雾性。     

超疏水PET织物的制备及其抗菌性能

纺织物表面的超疏水特性将赋予其优异的自清洁性能。以PET无纺布为基材,探索了利用溶胶-凝胶法在预处理后的PET织物表面构筑具有微纳结构的超疏水涂层的方法;并利用扫描电镜(SEM)、接触角测量仪表征了改性PET织物表面的微观结构和润湿性。进一步地,分别以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为试验菌株,通过细菌转移法和抑菌圈法评价与分析了改性PET织物表面的抗菌性能。研究表明:利用改进的Stber溶胶-凝胶过程能够在经碱减量法预处理的PET表面原位形成SiO2纳米粒子;再用含疏水性长链的十二烷基硅烷对这一表面进行改性,并经过表面热处理,就能够成功地在PET织物表面构筑多层次的微/纳结构,从而制得表面具有超疏水特性的PET织物,其接触角可达到163°。这一超疏水PET织物能够抑制细菌在其表面的生长繁殖,表现出了明显的抗菌特性。     

SiO2/聚四氟乙烯杂化超疏水涂层的制备

通过溶胶-凝胶工艺制备了超疏水涂层。用硅烷偶联剂-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷对SiO2溶胶粒子表面改性,将改性后的溶胶与聚四氟乙烯乳液杂化后在玻璃上涂膜形成超疏水涂层。用红外光谱、数码显微镜、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了表征。实验结果表明-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷能提高涂层的疏水性效果,涂层表面具有纳米/微米的粗糙结构,平均静态疏水角达到156°,滚动角6°。聚四氟乙烯低的表面能和涂层特殊的表面结构是形成超疏水的原因。     

SiO_2气凝胶的制备及性能表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步法来制备SiO_2气凝胶,从溶胶-凝胶反应原理出发,分别研究用水量、乙醇用量以及反应温度对凝胶时间的影响,从而确定溶胶-凝胶反应的基础配比。在此基础上,研究干燥化学控制剂用量对凝胶时间和开裂程度的影响,并采用多种材料分析手段对SiO_2气凝胶进行测试分析。结果表明,制备得到SiO_2气凝胶具有三维纳米多孔结构且无裂纹,比表面积576.64 m~2/g,接触角145°。     

氟化丙烯酸/二氧化硅杂化超疏水涂层的性能研究

在醇溶性氟化聚合物溶液中,首先在水量不足的酸性条件下,掺杂聚四氟乙烯(PTFE),得到了均匀的复合溶胶。涂敷后,经表面凝胶化技术处理,使涂层表面得到微米和纳米相结合的阶层结构。TEM和XPS证实了凝胶化只在涂层表面发生,SEM观察到涂层表面的形貌与天然荷叶表面极其相似,该方法制备的涂层具有良好的力学性能,可用于制备超疏水性功能涂层材料。     

超疏水PET织物的制备及其抗菌性能

纺织物表面的超疏水特性将赋予其优异的自清洁性能。以PET无纺布为基材,探索了利用溶胶-凝胶法在预处理后的PET织物表面构筑具有微纳结构的超疏水涂层的方法;并利用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪表征了改性PET织物表面的微观结构和润湿性。进一步地,分别以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为试验菌株,通过细菌转移法和抑菌圈法评价与分析了改性PET织物表面的抗菌性能。研究表明：利用改进的Stöber溶胶-凝胶过程能够在经碱减量法预处理的PET表面原位形成SiO₂纳米粒子;再用含疏水性长链的十二烷基硅烷对这一表面进行改性,并经过表面热处理,就能够成功地在PET织物表面构筑多层次的微/纳结构,从而制得表面具有超疏水特性的PET织物,其接触角可达到163°。这一超疏水PET织物能够抑制细菌在其表面的生长繁殖,表现出了明显的抗菌特性。     

表面凝胶化技术构建粗糙细微结构

在醇溶性氟化聚合物（FR）溶液中,以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三乙氧基硅烷（MTES）为前体,并掺杂聚四氟乙烯（PTFE）,在酸性和水量不足的条件下,得到了均匀的复合溶胶。涂敷后,经表面凝胶化技术处理,使涂层表面得到微米级PTFE粒子和纳米级SiO2粒子相结合的微米纳米阶层结构。XPS证实了凝胶化只在涂层表面发生,SEM观察到涂层表面的形貌与荷叶表面极其相似,该方法可用于制备超疏水性功能涂层材料。     

置换反应制备锌表面超疏水薄膜

利用硫酸铜与锌的置换反应,在锌片表面生成具有微纳米结构的铜,制备锌表面超疏水薄膜。研究了硫酸的加入、硫酸铜浓度和反应时间对微纳米结构及疏水性能的影响。使用扫描电子显微镜(SEM)对表面结构进行了表征。使用接触角测量仪测量了疏水性。结果显示,在最优条件下接触角可达到154°,滚动角可达到6°。该超疏水薄膜具有一定的防腐蚀性。     

水分散型SiO2@PANI防腐材料的制备及性能

用γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对SiO_2表面进行修饰,再引入苯胺合成聚苯胺(PANI)接枝的SiO_2溶胶(SiO_2@PANI),经乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)原位包埋后得到SiO_2@PANI/VTMS复合溶胶。讨论了反应温度和引发剂用量对SiO_2@PANI的分散稳定性、粒径、复合涂层接触角以及防腐蚀性能的影响,通过FTIR、SEM表征了SiO_2@PANI粒子的结构与形貌。结果表明,GPTMS改性的SiO_2有利于苯胺通过氨基与环氧基的反应均匀地在其表面接枝聚合,得到以SiO_2为核和PANI为壳的核壳型SiO_2@PANI溶胶。当反应温度10℃,n(APS)/n(An)=0.75时,SiO_2@PANI溶胶具有良好的水分散,电导率达到3.8×10~(-2)S/cm,以其制备的SiO_2@PANI/VTMS复合溶胶可以直接涂在镁锂合金(Mg-Li)表面形成疏水涂层,涂层水接触角高达135.7°;涂层对Mg-Li合金具有优异的防腐蚀性能,其电化学阻抗值达到2.3×10~4Ω·cm~2,腐蚀电流密度仅为7.51×10~(-7)A/cm~2。     

二氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液的制备及其疏水性研究

通过预乳化乳液聚合工艺合成了氟硅改性苯丙乳液(FS-PSA),再与正硅酸乙酯(TEOS)和纳米SiO_2通过溶胶-凝胶法制备了二氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液(FS-PSA/Si O2)。透射电镜照片显示,SiO_2颗粒围绕乳胶粒表面呈规则分布,它们之间通过溶胶-凝胶反应形成的─Si─O─Si─共价键相接。红外光谱证实了─Si─O─Si─共价键的存在。测量粒径分布后发现,FS-PSA/SiO_2复合乳液的平均粒径比FS-PSA乳液大。原子力显微镜照片显示溶胶-凝胶反应形成了类似于山峰状的粗糙结构,提高了复合涂层的粗糙度。水接触角测量发现复合涂膜的疏水性提高了。考察了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)的用量对复合涂膜水接触角的影响,结果显示,当MPS用量为3%,DFMA用量为10%时,所得涂膜的水接触角最大。     

一种防渗透硅烷纳米粒子/聚乳酸复合超疏水涂料

以十六烷基三甲氧基硅烷与原硅酸四乙酯为原料,经溶胶-凝胶反应得到疏水硅烷纳米粒子,再将其加入到聚乳酸的二氯甲烷溶液中与硅烷偶联剂正丙氨基三乙氧基硅烷反应,得到一种具有优异防渗透性能的超疏水涂料。采用FTIR和SEM对涂料结构和形貌进行了表征。红外分析表明,硅烷偶联剂不参与化学反应。SEM表明,涂料的超疏水性源自表面多级拓扑结构。接触角测试表明,硅烷纳米粒子极大地提高了涂料的防水性,当硅烷纳米粒子用量为4%(以聚乳酸/二氯甲烷溶液总质量计)时,超疏水涂料的水接触角达到150°以上;在10～20min测试时间内,相对于单一疏水硅烷纳米粒子〔接触角降速150(°)/min〕和单一聚乳酸溶液〔接触角降速9.5(°)/min〕涂覆,疏水硅烷纳米粒子/聚乳酸复合防水涂料的涂覆大幅度提高了样品的防渗透性,接触角降速仅为0.8(°)/min,这是疏水硅烷纳米粒子的多级结构与聚乳酸优异的成膜性相结合的结果。     

硅橡胶超疏水涂料的制备及其防闪络性能

以端羟基聚二甲基硅氧烷、沉淀法SiO2、Al(OH)3等改性纳米无机粒子和硅烷偶联剂及其它助剂为原料,采用真空混炼法,制备出具有超疏水性能的新型室温硫化(RTV)硅橡胶涂层.该涂层具有较大的静态接触角和小的滚动角.采用AFM和SEM对涂层进行表征,并用接触角测定仪定量测定涂层的憎水性和憎水迁移性.结果表明,涂层表面的微纳米二级粗糙结构使涂层具有了类荷叶的优异疏水性能;同时,涂层也具有优良的憎水迁移性.并对超疏水RTV硅橡胶涂层和普通RTV硅橡胶涂层表面进行了污秽闪络对比实验,结果表明超疏水RTV硅橡胶涂层的防闪络性能得到了很大的提高.     

超疏水表面SiO_2纳米流体液滴蒸发动力学研究

实验观察二氧化硅(SiO_2)纳米流体液滴在超疏水表面上的蒸发过程,研究SiO_2纳米颗粒的加入对于液滴蒸发过程的影响;以硅片作为亲水表面基底,荷叶作为超疏水表面基底,通过亲水表面上的蒸发模式进行对照,发现超疏水表面上液滴的蒸发有明显的四个阶段,近似于接触半径不变的(CCR)模式。然后,实验进一步探究了亲水和超疏水两种表面上液滴蒸发时间的规律,验证了亲水表面上液滴体积的2/3次方随时间直线变化规律,发现超疏水表面液滴蒸发仍然遵循该变化规律,但由于蒸发过程润湿模式的转变具有不同的两段斜率。     

二氧化硅纳米颗粒/硅树脂复合超疏水功能涂层的制备和性能研究

将二氧化硅纳米颗粒和硅树脂制成混合液,采用喷涂法(spray-coating)制备出了具备超疏水性的复合涂层.研究了二氧化硅、硅树脂不同含量配比对涂层疏水性能的影响,结果表明复合涂层的接触角随二氧化硅含量的增加而增加.在二氧化硅含量大于3%(质量分数)时,涂层显现超疏水性;当二氧化硅含量为3%(质量分数)、硅树脂含量为7%(质量分数)时,涂层与水的接触角达到151.6°,滚动角接近0°.通过扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面的微观结构,发现超疏水性的涂层具备微-纳复合阶层结构,类球状突起粒径在5μm左右,类球状突起上分布纳米团聚颗粒,直径约为50 nm.这种类似荷叶表面的微(纳复合阶层结构,结合硅树脂的低表面能,使得复合涂层具备了超疏水性能.