纳米SiO2浸泡改性再生橡胶混凝土力学性能研究

本实验主要目的是研究经过纳米SiO2溶液浸泡的再生骨料橡胶混凝土坍落度、抗压强度和劈裂强度的变化规律、确定此操作对再生骨料混凝土的影响。实验以C30素混凝土为基准,通过掺入5%(等质量取代砂)的橡胶颗粒、纳米SiO2溶液（0%、1%、3%,相对水的质量）和再生骨料（Recycled concrete aggregate, RCA）（30%、50%、100%,等质量取代天然骨料）,制备纳米SiO2改性再生橡胶混凝土试件并进行坍落度、抗压和抗劈裂试验,分析不同浓度的纳米SiO2溶液和不同RCA取代率对再生橡胶混凝土力学性能的影响。结果显示：控制其他变量相同的RCA混凝土试块中,纳米SiO2溶液浓度的增加会降低拌合物的坍落度,而RCA取代率的增加会提高拌合物的坍落度;在30%RCA取代率和1%浓度的纳米SiO2溶液时再生橡胶混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度比基准组分别高出2.5%和6.7%;总体来看,经过纳米SiO2溶液浸泡后的再生橡胶混凝土呈现出早期强度和后期强度提升的特点。     

纳米SiO_2的表面改性及其在环氧丙烯酸酯中的应用

以甲基丙烯酸异氰酸乙酯(IEM)作为改性剂对纳米SiO2表面进行改性,探讨了相关因素对反应的影响。通过傅立叶红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜对改性前后纳米SiO2的表面化学结构、热性能以及在溶液中的分散情况进行了分析表征,考察了改性后的纳米SiO2对环氧丙烯酸酯(EA)力学性能的影响。结果表明,改性后的纳米SiO2分散性较好,对EA的力学性能有较大改善,能同时达到增强增韧的效果。     

聚氨酯弹性体/纳米二氧化硅协同改性聚氯乙烯及其力学性能

用聚氨酯(PU)弹性体/纳米SiO2复合材料协同改性聚氯乙烯(PVC),用反应挤出一步法成型工艺制备了PU弹性体/纳米SiO2/PVC复合材料,对挤出速率和温度进行了考察,并对复合材料力学性能的影响因素进行了研究。结果表明,制备该复合材料的最佳工艺条件是螺杆转速为40～50r/min、挤出机均化段温度为180～190℃;用分散于液化二异氰酸酯中的纳米SiO2制备的复合材料的性能优于用分散于聚醚二元醇中的纳米SiO2;PU弹性体和纳米SiO2能协同增韧PVC,两者质量比为5/1时增韧改性的效果最佳。当PU弹性体/纳米SiO2/PVC(质量比)为5/1/20时,复合材料的综合力学性能最优,冲击强度达到45.6kJ/m2,拉伸强度为50.3MPa。     

一种大分子改性剂对纳米SiO2的改性及其在PU中的应用

采用自制的大分子表面改性剂(MAA)m-(BA)n-NCO对纳米SiO2进行表面改性,对改性前后的纳米SiO2进行FTIR、TGA、粒径分析表征.结果表明,大分子改性剂和纳米SiO2的表面发生化学键合,有效地阻止了纳米SiO2的团聚.用改性后的纳米SiO2制备了纳米SiO2/聚氨酯(PU)复合材料,SEM观察到纳米SiO2颗粒在PU中分散良好,XRD检测表明纳米SiO2阻碍了PU分子硬链段有序排列.力学性能检测显示纳米复合材料的力学性能有明显提高,当SiO2的用量为3％时,复合材料的断裂伸长率和拉伸强度均达到最大值,分别为458％和80.4 MPa.     

改性纳米二氧化硅对聚乙烯的热性能及阻燃性能的影响

本文选择了3种经不同表面改性处理的纳米SiO2,采用热分析(TG)和红外光谱(FTIR)对聚乙烯/改性纳米SiO2复合材料的热稳定性能及结构变化进行了研究,并将其用于无卤阻燃聚乙烯体系,针对改性纳米SiO2对无卤阻燃聚乙烯阻燃性能和力学性能的影响进行了分析.研究结果表明,与未改性纳米SiO2相比,经改性处理的纳米SiO2有利于提高复合材料的热稳定性能,延缓聚乙烯的热氧化降解,经适当改性处理,可使纳米复合材料的热稳定性高于聚乙烯.FTIR结果证实二氧化硅主要发挥物理作用,改性方法对降解后体系结构影响不大.改性纳米SiO2显著提高了无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能,在填料用量相同时,可获得力学性能和阻燃性能较佳的材料.     

聚氨酯弹性体/纳米SiO2复合材料的力学性能研究

采用预聚体的方法制备了聚氨酯弹性体(PUE)/纳米SiO2复合材料,通过AJ(OH)3对纳米SiO2表面改性以及超声波分散的方法来提高纳米SiO2在PUE基体中的分散性,并考查了表面处理前后的纳米SiO2对PUE/纳米SiO2复合材料力学性能的影响.结果表明:改性后的纳米SiO2能均匀分散于PUE基体中,复合材料的力学性能明显提高;纳米SiO2的用量对PUE/纳米SiO2复合材料的力学性能影响较大,并且当纳米SiO2的质量分数为2%和3%时,复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到最大.     

CE／纳米SiO2复合材料的力学性能和耐磨性研究

采用模塑成型法制备了不同配比的氰酸酯树脂(CE)/纳米SiO2复合材料,通过力学性能测试、磨损率测试和扫描电子显微镜(SEM)表征,发现纳米SiO2对复合材料的力学性能和耐磨性具有显著的协同改性作用.相对纯CE而言,当纳米SiO2经偶联荆SEA-171表面处理后,且其质量分数为3.0%时,CE/纳米SiO2复合材料的缺口冲击强度提高了83.58%,弯曲强度提高了18.42%,耐磨性提高了77%.     

橡胶混凝土界面改性方法及性能提升路径

废旧轮胎固废作为“黑色污染”给我国生态环境带来巨大压力，将废轮胎回收处理并用作水泥混凝土集料可有效降低环境危害并减少对天然资源的开采；针对橡胶集料与水泥石之间界面性能薄弱的难题，对十余种界面改性方法进行分析，总结不同物理、化学改性方法对界面性能及橡胶混凝土力学性能、耐久性的影响规律。通过纤维增韧路径进一步提升橡胶混凝土材料性能，分析钢纤维、玄武岩纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维等工程常用纤维材料对橡胶混凝土力学性能及抗裂特性的提升效果；研究发现，界面改性能显著改善橡胶-水泥石脆弱界面，提升界面黏结性能。引入纤维可有效提升橡胶混凝土材料的抗裂特性，其中钢纤维复合橡胶混凝土材料力学强度明显提高，改性橡胶集料和纤维复合技术可起到对水泥混凝土材料的“增韧、抗裂”协同提升作用；现有界面改性技术仍存在较多缺点，其对环境的二次污染和改性效率低的问题有待通过对改性技术的进一步优化而解决。纤维复合橡胶混凝土材料的增韧抗裂特性仍有待更深入的探究，针对两者的协同作用机理的研究将阐明纤维复合橡胶混凝土材料的性能优势，可为实际工程应用提供有效的科学依据，进一步扩大废轮胎固废在水泥混凝土材料中的“高值化”利用规模。     

新型的纳米材料在体育器材中的应用及性能研究

针对目前纳米SiO2和纳米ZnO来改性不饱和聚酯,把改性材料应用到球场用挡风抑尘板上并对其物理性能进行了研究,有效地解决了不饱和聚酯挡风抑尘板老化速度快、寿命短的问题,并提高了材料的拉伸性能和抗冲击的性能,为挡风抑尘板企业提供一定的理论支持。将修饰后的纳米SiO2和纳米ZnO加入不饱和聚酯树脂中,制备了体育场用纳米改性不饱和聚酯挡风抑尘板,通过纳米ZnO和纳米SiO2改性后板材的力学性能研究,表明当纳米SiO2的含量占树脂量的1%时材料的力学性能最优,其拉伸强度和冲击强度分别为103.2MPa和56.7kJ/m2,SiO2与UV-9的联合使用使得板材具有良好的抗老化能力。     

CE/纳米SiO2复合材料的改性研究

利用纳米SiO2对氰酸酯树脂(CE)进行改性。结果表明,适量的纳米SiO2可提高CE/纳米SiO2复合材料的冲击强度和弯曲强度;选用不同分子尺寸的偶联剂KH-560和SCA-3对纳米SiO2进行表面处理,扫描电镜(SEM)表明,纳米SiO2经偶联剂处理后CE/纳米SiO2复合材料的静态力学性能、动态力学性能都得到了不同程度的提高,特别是经SCA-3处理后的效果更加明显,偶联剂的加入改善了纳米SiO2在CE中的分散状态,使纳米SiO2与CE之间的界面结合强度进一步提高。     

纳米SiO2粉体有机化程度的表征及评价

采用热分析法研究了硅烷偶联剂KH-570、KH-590、KH-792与纳米SiO2粉体间的缩合反应过程,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了KH-792用量与纳米SiO2粉体表面硅羟基峰面积之间的关系,考察了KH-570、KH-590、KH-792改性纳米SiO2粉体填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料的性能。结果表明,硅烷偶联剂与纳米SiO2在90℃左右发生缩合反应,用缩合度可表征硅烷偶联剂对纳米SiO2粉体的改性程度;KH-792的用量为1~3份时,改性纳米SiO2粉体表面的硅羟基缩合度显著增加。3种偶联剂改性纳米SiO2均能改善SSBR复合材料的力学性能,其中KH-570的改性效果较差;当KH-590或KH-792用量为3份时,复合材料的力学性能最佳。KH-590或KH-792改性的纳米SiO2粉体在橡胶基体中的分散性明显得到改善,用其填充SSBR复合材料在应变试验范围内的储能模量变化值、损耗模量和损耗因子均低于纯SiO填充SSBR复合材料。     

聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2纳米杂化涂层的制备及其性能研究

采用不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG-200、400、600)分别与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)反应合成预聚体,再以此预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,制备了聚氨酯改性纳米SiO2;将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。讨论了PEG相对分子质量对PUA/SiO2纳米杂化涂层的耐热性能和力学性能的影响,并以FT-IR、差示扫描量热法(DSC)等进行表征。结果表明,改性后的纳米SiO2粒子优化了PUA树脂的性能,且以PEG-400与HDI合成的预聚体来改性纳米SiO2用于制备的PUA/SiO2纳米杂化涂层具有较好的耐热性和抗冲击性。     

PP/纳米SiO2复合材料的研究

采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米SiO2粉体的性能特征;通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测,对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统的研究。结果表明:当纳米SiO2含量为2%时,PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。DSC表明,纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。SEM电镜分析得出,经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。     

纳米SiO2对动态硫化EPDM／PP热塑性弹性体性能的影响

在开炼机上采用动态硫化的方法制备纳米SiO2改性三元乙丙橡胶（EPDM）／聚丙烯（PP）共混型热塑性弹性体（TPV）,研究了纳米SiO2的加料顺序和用量对热塑性弹性体的力学性能、维卡软化温度的影响．并对改性后的TPV进行返炼．研究其热塑性能。结果表明：将纳米SiO2先与EPDM混炼均匀．然后加入其它助剂．制得EPDM母炼胶,再与PP共混制备得到的TPV力学性能较好,且纳米SiO2用量为4份时TPV的综合性能最佳;随着纳米SiO2用量的增加,TPV的维卡软化温度升高;返炼后的改性TPV力学性能稍有下降,但具有良好的热塑性。     

聚酰胺6/纳米二氧化硅复合材料的制备和界面研究

采用原位聚合法制备了聚酰胺6/纳米二氧化硅（PA6/nano-SiO2）复合材料,用力学性能测试、 扫描电镜和差示扫描量热法对纳米SiO2粒子和PA6基体之间的界面黏结性进行了表征和研究。结果表明：利用经验公式和力学性能数据计算得知PA6/改性SiO2纳米复合材料的界面参数B值都比PA6/未改性SiO2纳米复合材料的大;SEM观察表明在PA6中加入纳米SiO2,材料的微观结构发生了变化,改性SiO2与PA6基体之间形成了较好的界面结合;分散于PA6基体中的纳米SiO2粒子起到了异相成核作用,改性后的SiO2和PA6基体之间形成柔性界面层有利于PA6基体的结晶。     

纳米SiO_2表面接枝聚合改性及在PP中的分散

纳米SiO2粒子经硅烷偶联剂表面处理后,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯单体,实现了纳米SiO2表面的高分子包覆改性,制备了具有核壳结构的聚苯乙烯接枝SiO2复合纳米粒子.采用傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜对纳米SiO2粒子的表面结构及其在聚丙烯(PP)中的分散状况进行了表征.结果表明,接枝改性后纳米SiO2粒子能够在PP基体中均匀分散,明显改善了PP复合材料的力学性能.     

废橡胶改性再生混凝土材料性能研究进展

废橡胶再生混凝土作为一项新型工程技术,它能够解决建筑垃圾和废旧汽车轮胎循坏利用的问题,对自然环境的保护具有重要意义.本文详细阐述了废橡胶再生混凝土的国内外研究现状,介绍了废橡胶再生混凝土的配制原则和技术、静动态力学性能、耐久性能和高温性能,并展望了下一步的研究.研究表明:在再生骨料取代率不变的情况下,随着橡胶取代率的增加,废橡胶再生混凝土力学性能逐渐降低,可通过掺入一定的钢纤维、硅粉或对橡胶进行改性等改善其力学性能;钢纤维橡胶再生混凝土具有较好的断裂能和断裂韧性;废橡胶再生混凝土相对于再生混凝土具有较好的抗疲劳性能和耐冲击性能;废橡胶再生混凝土抗氯离子渗透性和抗冻融性随着橡胶颗粒取代率的增加而增强,但随橡胶粒径的增大而降低;通过掺入纳米材料或橡胶和三元胶结体系的共同掺入可提高废橡胶再生混凝土的抗腐蚀性能;高温作用虽削弱了钢纤维橡胶再生混凝土的刚度和承载力,但提高了其延性.     

纳米二氧化硅改性硬质聚氨酯泡沫塑料的研究

采用浇注成型法合成密度为250 mg/cm3的纳米SiO2改性硬质聚氨酯泡沫塑料(PUR-R),研究了纳米SiO2含量及偶联剂处理对纳米SiO2改性PUR-R的各种力学性能的影响。结果表明:直接使用纳米SiO2,可使PUR-R的某些力学性能得到提高,而偶联剂处理可进一步改善纳米SiO2对PUR-R的增强作用,用偶联剂改性过的纳米SiO2增强PUR-R与纯PUR-R相比,除断裂伸长率降低外,其他力学性能如拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、冲击强度及弯曲模量等均有所提高。     

纳米胶体SiO2在新拌混凝土中的应用进展研究

研究了纳米胶体SiO2对于改性水泥基材料的发展,纳米改性水泥基材料的研究主要集中在纳米改性水泥基材料制备、纳米改性机理和改性水泥基材料性能.根据已有纳米胶体SiO2改性水泥混凝土研究资料,已知纳米胶体SiO2的粒径小,比表面积大,具有高活性等特点.论文综述纳米胶体SiO2改性水泥混凝土研究现状,综合了其制备工艺及其优缺...     

偶联剂对SiO2／CE复合材料动态力学性能的影响

利用纳米SiO2对氰酸酯树脂(CE)进行改性,研究了纳米SiO2的含量对纳米SiO2/CE复合材料动态力学性能的影响.在此基础上,分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联剂SEA-171对纳米SiO2进行表面处理,进一步研究了界面结构对纳米SiO2/氰酸酯树脂复合材料动态力学性能的影响,初步探讨了其作用机理.结果表明,经SEA-171表面处理后的3.0wt%纳米SiO2/CE复合材料的储能模量比纯CE可提高近4倍,损耗模量可提高2.4倍,力学损耗因子可提高1.8倍.