基于纳米碳酸钙涂布型防滑纸的制备与性能评价

目的制备基于纳米CaCO_3的涂布型防滑纸,并对其性能进行研究。方法首先采用硬脂酸钠对纳米CaCO_3进行有机化改性,然后将水性聚氨酯、甘油和改性后的纳米CaCO_3充分共混,冷却后均匀涂布于纸张表面。采用红外光谱对纳米CaCO_3进行表征,并对涂料粘度和涂布纸的静摩擦因数进行测定。结果通过红外光谱分析可知,硬脂酸钠与纳米CaCO_3得到有效结合。通过单因素试验确定了制备防滑纸的最佳工艺条件,即纳米CaCO_3的质量分数为4%、甘油的质量分数为2%、干燥温度为70℃,在此工艺条件下纸张的静摩擦因数可达到0.835,最大倾斜角为39.86°。结论制备的纳米CaCO_3涂布型防滑纸不仅摩擦性能良好,而且力学性能较佳,可用于制备运输包装用防滑衬垫和防滑托盘。     

纳米SiO_2功能化改性石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),再与经硅烷偶联剂(APTES)偶联改性纳米SiO_2所得的产物(nano SiO_2—NH_2)混合,制备了石墨烯片(Graphene Sheets,GS)接枝纳米SiO_2杂化材料(nano SiO_2-g-GS)。以nano SiO_2-g-GS为填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过熔融共混法制备共混型nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料,并对填料和复合材料进行测试和表征。拉伸测试显示nano SiO_2-g-GS的加入对基体TPU有一定的补强作用,使复合材料定伸应力(300%、500%和1 000%)增大。DSC测试显示,与纯TPU相比,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的结晶温度有大幅升高,填料含量为1wt%时,TPU的结晶温度升高了44℃。形状记忆测试结果显示,随nano SiO_2-g-GS含量增加,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的形状回复率(Rr)逐渐降低,但形状固定率(Rf)逐渐升高。当nano SiO_2-g-GS质量分数为1wt%时,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料性能最佳。     

纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的力学特性和老化特性

作为高压电机主绝缘的重要组成部分,环氧桐马酸酐黏合剂的性能与电机安全稳定运行密切相关。为改善环氧桐马酸酐黏合剂的力学特性和耐老化特性,制备了质量分数分别为1wt%、2wt%、3wt%和4wt%的纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂,测试了其弯曲强度和冲击强度以及老化前后的击穿场强。结果表明:1wt%纳米SiO_2含量的纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的弯曲强度提高24.79%,含2wt%纳米SiO_2的黏合剂冲击强度提高47.11%。老化前,纳米SiO_2/环氧桐马酸酐黏合剂的击穿场强随纳米SiO_2含量的增加先增加后减小,2wt%含量时达到最大值,提高7.3%。电老化后和热老化初期,含1wt%和2wt%纳米SiO_2的黏合剂击穿场强高于原始黏合剂,28天热老化后,各含量黏合剂的击穿场强与原始黏合剂趋于一致。     

PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的力学性能、热性能和流变性能研究

以聚乳酸(PLA)为基材,己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PBAT)为增韧剂,纳米SiO_2为增强剂,采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/纳米SiO_2复合材料;研究了纳米SiO_2不同含量对复合材料力学性能、热性能和流变性能的影响。研究结果表明:随纳米SiO_2含量的增加,复合材料弯曲强度和拉伸强度均先增大后减小,其中,当纳米SiO_2质量为2份时,其力学性能最优,弯曲强度和拉伸强度分别提高了17.17%和14.67%;随纳米SiO_2含量的增加,复合材料初始分解温度和半寿温度分别升高5~8℃和8~10℃,玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm分别升高1~3℃和3~6℃,复合材料热稳定性提高;在3种不同温度(155,160,165℃)下,添加纳米SiO_2的复合材料剪切黏度比未添加纳米SiO_2的大,且二者剪切黏度之差随温度升高而减小,说明其分子间作用力随温度升高而减弱,复合材料可以在155~165℃下进行加工;复合材料为假塑性流体,且随温度升高流动指数n逐渐增大、稠度系数K逐渐减小,复合材料假塑性减弱,流动性改善。     

纳米CaCO_3、SiO_2的表面改性分散及其表征方法研究

采用有机改性剂及超声波振荡法对纳米CaCO_3、SiO_2进行改性及分散。利用红外光谱分析(FT-IR)及扫描电子显微镜(SEM)表征改性前后的纳米粒子,结果表明,加入油酸为纳米CaCO_3的1.75%～2.0%(质量分数,下同)时,改性分散效果较好;加入硬脂酸钠为纳米CaCO_3的4.0%～5.0%时,改性分散效果较好;纳米SiO_2在无水乙醇中分散效果好,加入油酸为纳米SiO_2的1.5%～2.0%时,分散效果好,改性效果不明显;加入硬脂酸钠为纳米SiO_2的5.0%时,分散效果好,改性效果不明显。     

共混型石墨烯-nanoSiO_2/TPU复合材料的制备与性能

采用熔融共混技术制备了氧化石墨烯(GO)-nano SiO_2杂化材料填充改性的形状记忆热塑性聚氨酯(GO-nano SiO_2/TPU)复合材料,探讨了GO-nano SiO_2杂化材料对复合材料力学性能、熔融指数及形状记忆性能的影响。结果表明:GO-nano SiO_2含量对GO-nano SiO_2/TPU复合材料的力学性能有明显的影响,其含量为0.5wt%~1wt%时,GO-nano SiO_2/TPU复合材料的综合力学性能较好。熔融指数分析表明,填料的加入会降低材料的加工流动性能。形状记忆性能研究表明,加入GO-nano SiO_2杂化材料使得GO-nano SiO_2/TPU复合材料的形状固定率先降低后上升,在含量为1wt%后上升趋势更加明显;而形状回复率随填料含量的增加而呈降低趋势,并且在100℃高温这种变化趋势更加明显和稳定,回复温度越高,形状回复率越好。     

TerminalBlend废胶粉-纳米SiO_2改性沥青粘温关系及低温韧性

为评价废胶粉-纳米复合改性沥青的高温抗变形性、流变特性及低温韧性,制备了湿法Terminal Blend胶粉-纳米SiO_2复合改性沥青,并借助旋转粘度、针入度、软化点、5℃和15℃延度试验进行了性能表征,还基于实测表观粘度拟合了复合改性沥青粘度-温度关系。结果表明:掺加纳米SiO_2后,复合改性沥青针入度减小,软化点升高,高温抗变形性能得到改善,且纳米SiO_2掺量越大,改善越显著;纳米SiO_2掺量4%时5℃延度比未掺前提高约37.5%。此外,复合改性沥青高温粘度较基质沥青和未纳米改性时有所增加,但135℃粘度不超过1500cP,施工和易性良好;粘度数据拟合还表明在135~200℃温度域内,复合改性沥青粘温关系符合较好的指数关系。     

聚氨酯/SiO_2复合凝胶聚合物电解质的制备与性能EI北大核心CSCD

将聚氨酯(PU)与纳米SiO_2复合,采用相转移法制备了不同SiO_2含量的PU/SiO_2复合凝胶聚合物电解质。材料微观结构、热性能和电化学性能等测试结果表明,相转移法得到了多孔结构的聚合物膜,SiO_2颗粒较均匀地分散于PU基体中;随着SiO_2含量逐渐增加,电解质的吸液率和拉伸强度呈先上升后下降的趋势;差示扫描量热分析和热重分析测试结果表明,复合多孔电解质膜的玻璃化转变温度和热分解温度较纯PU有明显提高;SiO_2质量分数为5%时制备的PU/SiO_2复合多孔凝胶聚合物电解质综合性能最优,吸液率为163%,拉伸强度为5.45 MPa,5%分解温度高达324℃,20℃时离子电导率为3.02×10-3S/cm,电化学稳定窗口为5.32 V,显示了较好的应用前景。     

聚氨酯/SiO_2复合凝胶聚合物电解质的制备与性能

将聚氨酯(PU)与纳米SiO_2复合,采用相转移法制备了不同SiO_2含量的PU/SiO_2复合凝胶聚合物电解质。材料微观结构、热性能和电化学性能等测试结果表明,相转移法得到了多孔结构的聚合物膜,SiO_2颗粒较均匀地分散于PU基体中;随着SiO_2含量逐渐增加,电解质的吸液率和拉伸强度呈先上升后下降的趋势;差示扫描量热分析和热重分析测试结果表明,复合多孔电解质膜的玻璃化转变温度和热分解温度较纯PU有明显提高;SiO_2质量分数为5%时制备的PU/SiO_2复合多孔凝胶聚合物电解质综合性能最优,吸液率为163%,拉伸强度为5.45 MPa,5%分解温度高达324℃,20℃时离子电导率为3.02×10-3S/cm,电化学稳定窗口为5.32 V,显示了较好的应用前景。     

光固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料制备与性能表征

以异氟尔酮二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油聚醚为原料,采用3种工艺合成水性紫外光聚氨酯丙烯酸酯(UV-WPUA)预聚物。采用国标要求测定低聚物的表观性能和涂料的基本性能,并分析SiO_2处理、甘油聚醚与2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)摩尔比、光引发剂含量和涂料固含量对涂料涂膜硬度的影响。研究结果表明,通过添加改性的纳米SiO_2、调节光引发剂含量和涂料固含量都能提高UV-WPUA涂料涂膜铅笔硬度。当改性纳米SiO_2的质量分数为4%~6%,光引发剂Irgacure2959质量分数为3%,固含量为55%,涂膜铅笔硬度较佳;甘油聚醚与DMPA摩尔比在3∶3~3∶4之间,第一步预封端工艺合成的UV-WPUA涂料涂膜铅笔硬度较佳。     

石墨烯纳米薄片-SiO_2/天然橡胶复合材料的导电导热性能

采用物理机械剥离法对可膨胀石墨进行剥离,得到厚为10nm、横向尺寸为10～20μm的石墨烯纳米薄片(GE),进一步制备GE质量分数为20wt%的GE/天然橡胶(NR)浓缩母粒;采用硅烷偶联剂KH580对SiO_2进行改性,得到疏水性SiO_2;采用机械共混的方法制备了GE质量分数分别为0、0.2wt%、0.5wt%、1.0wt%、2.0wt%的GE-SiO_2/NR复合材料。对GE-SiO_2/NR复合材料进行导电导热性能的测试,发现随着GE含量的增加,其导热导电性能逐渐提升,当GE含量为2.0wt%时,复合材料的面内导热率提高了38.1%,面间导热率提高了36.21%,导电率提高了36.07%。GE含量越高,GE-SiO_2/NR复合材料的100%和300%定伸应力越大,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率变化不明显。随着GE含量的增加,GE-SiO_2/NR复合材料填料的网络效应减弱,Payane效应减弱,玻璃化温度逐渐升高。通过SEM分析发现,改性后的SiO_2在NR基体中分散良好,无团聚现象,在GE含量为2.0wt%时,GE-SiO_2/NR复合材料中能明显观察到GE的片层结构。     

降噪多孔沥青复合材料的制备及性能研究

以玻璃纤维(GF)和纳米SiO_2为添加剂,分别进行了玻璃纤维改性多孔沥青、纳米SiO_2改性多孔沥青及玻璃纤维和纳米SiO_2复合改性多孔沥青。通过析漏实验、载荷轮(LWT)测试及间接拉伸反复荷载试验研究了添加剂与多孔沥青析漏率、抗车辙能力、抗拉强度等性能之间的关系,确定了多孔沥青复合材料性能与添加剂含量之间的变化规律,获得了最佳改性配比。结果表明,玻璃纤维与纳米SiO_2对多孔沥青的性能具有显著的改善作用,且复合改性比单一添加剂改性具有更加明显的效果。当玻璃纤维含量为0.5%、纳米SiO_2含量为4%时,多孔沥青复合材料的性能最佳,此时复合材料的车辙深度仅为0.9mm,抗拉强度为4 600kPa,析漏率为0.1%左右。     

改性纳米SiO2微球的制备及其在果蔬保鲜中的应用

采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO_2微球并对其接枝改性,与壳聚糖/淀粉溶液复合后应用于圣女果保鲜包装中。通过扫描电镜、红外光谱、粒径分析等表征,考察纳米SiO_2成球工艺参数和接枝改性效果;并研究了添加不同质量分数的改性纳米SiO_2微球对壳聚糖/淀粉/纳米SiO_2复合膜溶液保鲜效果的影响。结果表明:添加5 m L浓氨水、2.8 m L正硅酸四乙酯、40 m L乙醇并通过缓慢滴加的方式制备得到的微球粒径均一、分散性好;经硅烷偶联剂KH550接枝改性后的纳米SiO_2微球,能够改善复合膜的多项性能;当添加质量分数为3%的改性纳米SiO_2微球时,壳聚糖/淀粉/纳米SiO_2复合膜的保鲜效果较好。     

粉煤灰基防滑粒料的改性及其应用研究

把改性粉煤灰制备成防滑涂层的防滑粒料是对固体废弃物综合利用的一种新尝试。通过两种不同的表面改性剂对粉煤灰进行表面改性,考察改性效果,尝试作为防滑粒料与高分子乳液复合,分析所得到涂层的性能。结果表明:粉煤灰的双重改性是成功的;同时可以通过调整粉煤灰与树脂的比例,添加硅溶胶的方法,对涂层的表面性能和防滑性能进行调控。当颜料体积浓度与临界颜料体积浓度相近时,得到具有良好防滑性能的涂层,其最大湿摩擦系数达到了0.885。添加硅溶胶的涂层的亲水性得到较好改善,其湿摩擦系数也有较大提高,最大值达到了1.054。其涂层的铅笔硬度在3H左右,经过100次磨擦后湿摩擦系数仍能达到了0.821,具有良好的防滑效果,同时防滑涂层通过了72h的耐水性测试。因此,改性粉煤灰可作为防滑粒料应用于防滑涂层中,其不仅具有很好的经济效益,而且综合利用了固废,具有很好的环境效益。     

纳米SiO_2驻极体/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及性能

采用纳米SiO_2为驻极体,经过表面改性与聚乳酸(PLA)复合,利用双螺杆挤出机制备了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片,并通过工业级熔喷生产线试制了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料。利用FTIR分析了纳米SiO_2的表面改性效果,利用DSC分析了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片在熔喷快速冷却条件下的结晶性能,利用滤料综合性能测试台和SEM研究了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的过滤性能及微观形貌,最后采用质量损失法评估了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的降解性能。研究结果表明:经表面改性处理,纳米SiO_2表面附上了有机活性基团;在100℃/min的冷却条件下纯PLA的结晶分数较低,纳米SiO_2驻极体的加入有助于PLA的结晶;少量纳米SiO_2驻极体的添加可显著提高PLA复合熔喷非织造材料的过滤效率,其中质量分数0.75%的纳米SiO_2添加量可使过滤效率达到99.69%,接近商用高效空气过滤器(HEPA)级聚丙烯(PP)过滤效率;在中性水解环境下,纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料具备可降解性能,经8个月质量降解至79.57%。     

L-赖氨酸接枝纳米碳酸钙的合成

纳米CaCO_3浆液中加入L-赖氨酸,在其表面引入羧基、氨基等活性基团实现表面改性,利用FTIR、XRD、SEM和TGA等手段对改性机理进行研究。结果表明:L-赖氨酸是以化学键合的形式接枝到纳米CaCO_3表面,改性后的纳米CaCO_3分散良好,晶面间距增大;L-赖氨酸接枝纳米CaCO3最佳工艺条件为:料浆CaCO_3中质量分数为8%~10%,L-赖氨酸与纳米CaCO_3质量比为0.1,改性温度70℃,时间70 min;优化工艺条件下,改性纳米CaCO_3的活化度为46.3%。     

UHMWPE/SiO2渔用纳米复合单丝的力学性能与动态力学行为研究

采用熔融纺丝法制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/二氧化硅(SiO_2)渔用纳米复合单丝,并研究了牵伸倍数和纳米粒子含量对UHMWPE单丝结构、热性能、力学性能及动态力学行为的影响。结果表明,纳米SiO_2在UHMWPE单丝基体中的分散为纳米级分散,且分布均匀。当纳米SiO_2含量增加时,熔点和结晶度基本不变,而UHMWPE/SiO_2纳米复合单丝的取向度增大,断裂强度和结节强度增大。动态力学分析表明,当纳米SiO_2含量增加时,纳米粒子与聚乙烯链段相互作用力增强,晶区附近受限的非晶区链段增多,α转变峰逐渐增强增宽。通过纳米改性技术,能够显著改变聚乙烯单丝的粘弹性能,并使聚乙烯单丝的力学性能提高,为实现渔用聚乙烯纤维材料的改性与高性能化提供了理论和技术支撑。     

纳米碳酸钙浸渍改性工艺对竹塑复合材料拉伸性能的影响

为探寻竹纤维表面改性技术应用于植物纤维增强热塑性聚合物复合材料中的理论依据,用硫酸盐法制取竹纤维,以聚丙烯(PP)为基体,竹纤维为增强相,采用平压成型工艺制备竹纤维/PP复合材料,探索了纳米碳酸钙(CaCO_3)浸渍改性工艺对复合材料拉伸性能的影响,并利用场发射环境扫描电镜、力学测试机对其断口形貌和力学性能进行表征。结果表明:在温度25℃,搅拌速度500r/min的条件下,当纳米CaCO_3添加量为1.00×10-2 g/mL,分散剂EDTA-2Na添加量为8.50×10-4 g/mL,浸渍混合时间为25min时,竹纤维/PP复合材料的拉伸性能较优。     

利用静电纺丝技术制备纳米黏土/聚乳酸复合纳米纤维与其表征

利用静电纺丝技术制备了纳米黏土/聚乳酸(PLA)复合纳米纤维,并将该复合纳米纤维收集成无纺布薄膜,采用SEM和TEM观察了复合纳米纤维的微观形貌和结构,分别利用XRD和TGA测试了复合纳米纤维的结晶行为及热学行为,并分析了复合纳米纤维薄膜的拉伸力学性能随纳米黏土含量的变化关系。结果表明:当PLA含量为10wt%、纳米黏土含量为1wt%、CHCl3与DMF体积比为3∶1溶剂条件下,所制备的纳米黏土/PLA复合纳米纤维的细度和均匀性均得到改善;XRD测试结果表明,纳米黏土成功附着在PLA中。TGA和力学测试结果表明,纳米黏土/PLA复合纳米纤维的热稳定性和力学性能相对于纯PLA纤维有较大幅度提高,当纳米黏土含量为1wt%时,其初始分解温度提高了60℃,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量分别提高了111.3%、74.9%和20.0%。     

水热法制备杂化型MoO3/CeO2复合催化剂的电化学性能及表面结构

以CeO2为载体和钼酸铵为原料,在70℃下,采用水热法制备了MoO3含量分别为0、5wt%、7.5wt%、10wt%、12.5wt%、15wt%和20wt%的杂化型MoO3/CeO2复合催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)等对所制备催化剂的结构、形貌以及表层MoO3与CeO2之间的相互作用进行分析;并以硫酸溶液水电解为目标反应,对杂化材料进行了电催化活性测试,考察MoO3含量对复合催化剂反应活性的影响.结果表明,杂化型MoO3/CeO2催化剂的电催化活性明显优于纯CeO2,当MoO3的质量含量为12.5wt%时,所制备复合催化剂的电催化活性和导电性较佳.活性提高的主要原因是MoO3在CeO2表面上的单层分散阈值在12.5wt%～15wt%之间,MoO3通过Mo O Ce化学键而牢固结合在CeO2表面,改善了杂化型MoO3/CeO2复合催化剂的表面性能.