改性纳米二氧化硅的制备及其在溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶并用胶中的应用

摘要：以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为修饰剂,采用液相原位表面修饰技术,制备了可分散性纳米二氧化硅,并将这种改性后的纳米二氧化硅应用到溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶体系,对其进行力学性能、磨耗性能、流变性能测试,考察了修饰剂的不同用量对复合材料上述性能的影响。傅里叶红外光谱表明,KH570已经成功通过化学键键合在二氧化硅表面,扫描电镜显示其团聚减弱,分散性提高。橡胶纳米复合材料的力学性能有所改善,在修饰量为25-50mmol/kg时性能最佳;耐磨性能明显提高,尤其是修饰量为50mmol/kg时,磨耗体积最少,降低了33.85%;明显降低了Payne效应,减弱了二氧化硅的团聚,提高了其在橡胶基体中的分散性。     

专利技术

专利：表面接枝有机功能分子的纳米二氧化硅及制备方法 本发明属于有机功能分子修饰的纳米二氧化硅领域,特别涉及到受阻酚类抗氧剂修饰的纳米二氧化硅及其制备方法。该方法通过氨基硅烷偶联剂作为桥联,将受阻酚类抗氧剂分子化学接枝到纳米二氧化硅上,其中氨基硅烷偶联剂占有机功能分子修饰的纳米二氧化硅总重量的3wt％～12wt％,     

硬脂酸对纳米ZnO的有机表面修饰研究

利用硬脂酸对纳米ZnO进行有机表面修饰;采用红外光谱(IR)、热分析(TG-DTA)、透射电镜(TEM)、润湿性实验、分散性实验等手段对表面改性前后的纳米ZnO进行表征。红外光谱和TEM表明,在纳米ZnO表面包覆有硬脂酸的有机层;热分析显示,包覆量约为18.98%;润湿性实验及分散性实验表明,经硬脂酸改性的纳米ZnO的表面由亲水性变为亲油性。     

共沸蒸馏法月桂酸表面修饰纳米氧化铝

以月桂酸为表面处理剂,采用共沸蒸馏的方法对纳米氧化铝进行了有机表面修饰。采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热分析(TG-DTG)、高分辨透射电镜(HRTEM)、接触角实验和分散性实验对表面修饰前后的纳米氧化铝进行了分析表征。FTIR,TG-DTG和HRTEM分析表明,纳米氧化铝表面与月桂酸之间可能存在桥连结构的化学键作用。通过无水乙醇洗涤可以除去物理吸附的月桂酸,月桂酸在纳米氧化铝表面形成了均匀的单分子化学修饰层,修饰层的厚度为1～2nm。TG-DTG数据显示,纳米氧化铝表面化学吸附的月桂酸的饱和质量分数约为6.28%。接触角实验和分散性实验说明,经月桂酸修饰的纳米氧化铝的表面由亲水性变为疏水性,有效提高了纳米氧化铝在有机基体中的分散性和相容性。     

海藻酸钠修饰对纳米SiO2在水中团聚行为的影响及机制

近年来，纳米材料的环境风险正在得到越来越多的关注。纳米二氧化硅(nano-SiO_2)因其独特的结构与特性，被用作缓控释制剂的重要材料，但化学修饰nano-SiO_2在环境中的行为研究却很少。本研究通过控制离子浓度、离子价态、pH值等变量，研究对比了海藻酸钠修饰纳米二氧化硅(ALG-nano-SiO_2)与未修饰nano-Si O_2在水环境中团聚行为。研究发现海藻酸钠修饰减轻了nano-SiO_2在低浓度Ca~(2+)水溶液中的团聚，减弱了纳米nano-SiO_2在不同pH值的水环境中的粒径变化。     

表面修饰碳酸稀土纳米化合物润滑油添加剂的制备及性能研究

在醇-水体系中采用共沉淀表面修饰法制备了硫代磷酸烷基酯修饰的Sm2(CO3)3纳米微粒.利用多种分析手段表征了表面修饰Sm2(CO3)3纳米微粒的结构和润滑性能,结果表明形成了以Sm2( CO3)3为纳米核、有机硫磷化合物为表面修饰层在有机溶剂中具有良好分散性的Sm2( CO3)3纳米微粒,作为润滑油添加剂,具有良好的...     

吐温和十二烷基硫酸钠复配修饰制备纳米铜研究

在一定温度的水溶液中,以硫酸铜为前驱体,抗坏皿酸（Vc）为还原剂,加入适量修饰剂,合成粒径和形貌可控的纯铜纳米粒子,并通过XRD射线衍射,扫描探针显微镜等检测手段对产品进行了表征。结果表明,修饰剂的加入对粒径大小、分布、形貌和晶型结构影响显著;制备的纳米铜颗粒为具有立方品型结构的球型颗粒,分散性较好,尺寸较为均匀,约为60～80nm。纳米铜颗粒表面形成了较薄的有机物质包覆层,它有效阻止了纳米铜粉在空气和水中的氧化和团聚,提高了纳米铜颗粒的分散性和稳定性。     

新型氨基化磁性纳米粒子的合成

通过嫁接方法在包有二氧化硅的纳米CoFe2O4磁粒表面进行氨基化修饰,制备出一种可用于生物医学领域的新型氨基化纳米磁粒,采用TGA-DTA,IR,VSM和Zeta-potential等测定方法,对氨基化和未氨基化的CoFe2O4纳米粒子进行了表征。元素分析结果显示,有0.98 mmol/g的有机分子固定在纳米粒子表面;红外和热分析数据显示,带氨基的有机分子嫁接到磁粒表面的二氧化硅壳层上;Zeta电位数据也显示,带氨基的有机分子嫁接到纳米磁粒表面;样品的磁性参数显示,氨基化纳米磁粒仍具有好的磁学性能。     

反相单微乳液法制备纳米二氧化铈及其形貌和分散性研究

以六水硝酸铈和氨水为原料,使用单微乳型,在烷基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)/正丁醇/环己烷/水溶液组成的水/油型微乳液体系中,制备了纳米二氧化铈微粒.利用XRD,TG-DSC,TEM,UV-VIS等对样品进行表征.TEM表明:体系环己烷含量主要影响产物纳米二氧化铈微粒的分散性;体系中水与OP-10的物质的量比和反应温度对产物微粒的形貌影响显著.当反应温度为25 ℃,环己烷占3个有机组分的质量分数为60%、水与OP-10的物质的量比为15时,可制备出分散性好的球形纳米二氧化铈微粒,粒径约4 nm.硅烷偶联剂A-1120的表面修饰更加显著地提高了纳米颗粒的分散性.UV-VIS表明:纳米二氧化铈具有优异的紫外吸收性能.     

钛修饰纳米二氧化硅交联剂及胍胶压裂液研究

γ-氨丙基三甲氧基硅烷与硅酸钠水解制得表面修饰纳米二氧化硅,四氯化钛与表面修饰纳米二氧化硅反应,制得钛修饰纳米二氧化硅交联剂,粒径主要分布在6～11 nm之间,可有效降低羟丙基胍胶用量及残渣含量。配制了纳米二氧化硅交联剂交联的羟丙基胍胶压裂液,羟丙基胍胶浓度为0.35%～0.4%。室内研究表明,该压裂液体系各项性能良好,在170 s^(-1),150℃下,剪切120 min,粘度102 mPa·s; 120℃下破胶60 min,破胶液粘度2.32 mPa·s;表面张力23.53 mN/m,界面张力0.91 mN/m;防膨率88.56%;残渣含量227 mg/L;岩心基质渗透率损害率为9.63%～15.77%,压裂液耐剪切性能、破胶性能、助排性能、储层保护性能等各项性能良好,满足压裂要求。     

含羟基柔性链段纳米二氧化硅的制备及其对高速列车涂层性能的影响研究

采用两步法对纳米二氧化硅进行有机无机杂化改性,首先通过异氰酸酯的桥接作用,在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,再利用环氧基团的碱式开环反应,形成可参与交联固化的羟基,制备了表面接枝含羟基柔性链段的纳米填料,研究了纳米二氧化硅不同用量对涂层材料力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,有机无机杂化改性后的纳米二氧化硅能与有机树脂发生化学反应,改善了无机纳米二氧化硅在涂层中的分散性,提高了有机/无机的界面相容性,从而提高了涂层的韧性和致密性。当改性纳米二氧化硅的添加量为6%时,与添加未改性纳米填料的涂层相比,其耐磨性提高了24%,拉伸强度提高了25%,断裂伸长率提高了50%,涂层的饱和吸水率降低了40%。     

含羟基柔性链段纳米二氧化硅的制备及其对高速列车涂层性能的影响研究

采用两步法对纳米二氧化硅进行有机无机杂化改性,首先通过异氰酸酯的桥接作用,在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,再利用环氧基团的碱式开环反应,形成可参与交联固化的羟基,制备了表面接枝含羟基柔性链段的纳米填料,研究了纳米二氧化硅不同用量对涂层材料力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,有机无机杂化改性后的纳米二氧化硅能与有机树脂发生化学反应,改善了无机纳米二氧化硅在涂层中的分散性,提高了有机/无机的界面相容性,从而提高了涂层的韧性和致密性。当改性纳米二氧化硅的添加量为6%时,与添加未改性纳米填料的涂层相比,其耐磨性提高了24%,拉伸强度提高了25%,断裂伸长率提高了50%,涂层的饱和吸水率降低了40%。     

萃取还原法制备纳米银有机流体

应用溶剂萃取还原法制备了在有机相中稳定的纳米银流体.萃取剂Cyanex 302可实现在硝酸浓度小于4 mol/L条件下对银的萃取.通过对有机相中银离子的还原,得到了在汽油中稳定的纳米银流体,汽油挥发后可得到Cyanex 302修饰的纳米银粒子.纳米粒子的粒径在10 nm左右,分布较为均匀.红外光谱结果表明Cyanex 302与银粒子之间存在一定的化学键作用,这使得银粒子在有机溶剂中有良好的分散性.     

纳米TiO2的修饰与光催化降解甲苯的性能

在有机树脂乳液中，采用溶液原位还原法修饰纳米TiO2粉，制备了不同金属含量的Cu/TiO2,Ag/TiO2纳米胶乳，将其涂于玻璃表面制备光活性涂层，实验考察了此光活性涂层对空气中有机挥发物甲苯的光催化降解性能。     

金纳米棒表面修饰技术及其功能化的研究进展

各向异性的金纳米棒由于具有独特的光学性质、较好的生物适应性,在生物医学领域得到了日益广泛的应用。本文系统评述了金纳米棒的表面修饰技术及其功能化的研究进展,内容包括:①金纳米棒的无机材料修饰,表面活性剂修饰、有机小分子及有机大分子修饰、金属材料修饰及其功能化;②金纳米棒在生物标记与识别、生物成像、癌症诊断和光热治疗等领域中的应用。     

纳米材料有机表面修饰的研究进展

本文综述了纳米材料有机表面修饰的研究进展,并对纳米二氧化钛及氧化锌、纳米二氧化硅以及其他几种常见的纳米材料有机表面改性方法及常用改性剂进行了归纳和分析。最后提出了当前在纳米材料有机表面改性中存在的问题和不足,并对其将来的发展趋势进行展望。     

油溶性LaF3纳米颗粒的制备及表征

以油酸镧和氟化钠为主要原料,在甲苯和水两相体系中制备了油酸镧表面修饰的LaF3纳米颗粒。并用透射电子显微镜、红外光谱仪、x-射线光电子能谱等现代分析手段对所得的LaF3纳米颗粒进行结构表征。结果表明,所制备的油酸镧修饰LaFs纳米颗粒大小均匀,粒径约为10nm,由于表薤修饰剂油酸镧与LaF3纳米颗粒表面之闻发生化学键合作甩,使得油酸镧修饰LaF3纳米颗粒在低极性有机溶剂中的分散性明显提高。     

单分散超顺磁性Fe_3O_4纳米粒子的合成及表征

利用高温裂解法制备了油酸修饰的Fe3O4磁性纳米粒子,采用TEM、VSM、XRD以及FT-IR对粒子的结构和性能进行了表征和分析。结果表明:Fe3O4纳米粒子粒径为2nm,呈单分散性,结晶性能良好,室温下为超顺磁性,饱和磁化强度为11.73emu/g,可应用于磁流体、磁性分离等领域。     

胺基修饰二氧化硅改性环氧树脂胶粘剂

以Stober法制备球形纳米二氧化硅,并用氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对其进行发面修饰。将修饰后的二氧化硅分散到环氧树脂胶黏剂中,进一步测试粘接的冲击和拉伸剪切强度,表征断面形貌。结果表明,修饰后的二氧化硅粒子在环氰树脂胶黏剂中具有较好的分散性,其拉伸剪切强度提高了约31％,剪切冲击强度提高了约66．7％。     

硫化镉纳米粒子的合成与应用

研究了用硫脲分子进行表面化学修饰的CdS纳米粒子的合成方法，并引入了一些表面活性剂作为平衡反离子，进一步对CdS表面作了修饰，增加了CdS纳米离子在有机溶剂中的稳定性和可分散性，我们还探讨了温度，浓度，pH等因素对合成的影响，并通过紫外一可见吸收光谱等手段进行了表征，所得微粒呈球形，硫脲分子与CdS纳米粒子富Cd^2 表面通过形成Cd-S配位键而修饰在粒子表面，这种表面修饰的CdS纳米材料在非线性光学及自组装方面具有优异的性能，还研究了含纳米硫化镉的有机／无机杂化非线性光学薄膜材料的制备。