中空SiO_2微球的制备及其对水性聚氨酯涂膜透水汽性能的影响

采用十六烷基三甲基溴化铵胶束为软模板、四乙氧基硅烷(TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为混合硅源、氨水为催化剂制备了表面亲水的中空Si O2微球。考察了硅源总用量、硅源比例(TEOS/KH-550)对中空Si O2微球形貌的影响。然后将制备的中空Si O2微球与水性聚氨酯乳液物理共混,考察中空Si O2微球对水性聚氨酯涂膜透水汽性、耐水性以及力学性能的影响。结果表明:随着硅源总用量的增加,中空Si O2微球的粒径变化不大,壳层厚度先增大后不再变化,且其中小粒径实心Si O2微球的数目增加,复合涂膜的透水汽性呈现先升高后降低的趋势;随着硅源中TEOS比例的增大,中空Si O2微球的壁厚逐渐增加,复合涂膜的透水汽性先逐渐升高后逐渐降低;同时,中空Si O2微球对复合涂膜的力学性能和耐水性能均有一定的改善作用。     

中空二氧化硅微球的制备方法研究进展

介绍了中空二氧化硅微球的性质特点和应用范围,归纳了中空微球的一些主要制备方法,重点介绍了模板法(溶胶-凝胶法、层层自组装法)和乳液法的研究进展,讨论了不同方法之间的的优缺点.在此基础上,对中空二氧化硅微球的研究前景进行了展望.     

两步法和双模板法制备中空二氧化硅微球的比较

研究两步法制备中空二氧化硅微球,对比分析了两步法和双模板法(本课题组已有成果)在产物形貌、性能上的异同。结果表明,两种方法制备的中空二氧化硅微球在形貌上都具有规则球形和中空介孔结构,两步法产物具有更大的比表面积、更完美的球形和更宽的孔径分布,所得硅球官能团单一,模板去除更为彻底,微球纯度更高,制备周期短,过程简单,更为经济,而双模板法产物孔径分布窄,具有更好的介孔结构。     

聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合乳液的制备

将甲基丙烯酸羟乙酯与硅酸四乙酯经酯交换制得的二甲基丙烯酰氧基硅酸二乙酯与丙烯酸酯进行乳液聚合，制得了不同二氧化硅含量的稳定聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合乳液；讨论他乳化剂种类和用量，以及不饱和硅酸酯单体用量对聚合转化率及乳液稳定性的影响。用红外光谱和透射电镜表征了乳胶膜。试验结果表明，采用乳液聚合可以制得原位水解并稳定分散的聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合乳液。     

二氧化硅中空微球的制备及吸附染料研究

以正硅酸四乙酯为硅源,氨水为催化剂,无水乙醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,用溶胶-凝胶法反应制备了二氧化硅中空微球.利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)、能谱分析(EDS)、马尔文粒度仪及BET分别对该微球进行化学键官能团、晶相结构、形貌、元素组分含量、Zeta电位、比表面积和氮气吸附进行了测试.得到的二氧化硅微粒,尺寸均匀分布在10 ～ 30 μm范围之内,平均尺寸为20.02 μm,比表面积为251 m2/g.并考察了二氧化硅中空微球对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,研究了时间、pH值、吸附剂用量、初始浓度对吸附染料的影响以及吸附动力学和等温吸附模型.其吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附,为单层化学吸附.最大吸附量为540.54 mg/g.     

纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合乳液的合成及其涂膜性能

以改性硅溶胶与丙烯酸酯类单体原位聚合,采用单体预乳化、半连续滴加法制备了高硅含量纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,研究了纳米SiO2和甲基丙烯酸(MAA)的用量、乳化剂配比和乳液固含量对乳液性能的影响,利用红外光谱、热重分析等方法对乳液结构和热稳定性进行了表征,测试了乳胶膜的性能。当SiO2用量为20%,乳化剂中m(OP-10):m(DNS-86)=1:3,功能性单体MAA用量为5%,乳液固含量为40%时,可制得稳定性良好的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液,其涂膜硬度为6H,附着力1级,耐磨性达2500r,且具有良好的耐水性和耐热性。     

模板法技术制备中空聚合物微球的进展

介绍了模板法制备中空聚合物微球的原理、技术及其最新进展 ,总结了目标中空微球形态的影响规律。     

二氧化硅/聚丙烯酸酯杂化乳胶在外墙涂料中的应用

以二氧化硅为无机组分,甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯为主单体,选择合适的聚合工艺和配方,通过种子乳液半连续法合成二氧化硅/聚丙烯酸酯杂化乳胶,并应用于外墙涂料中,考察其基础性能。通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）及透射电子显微镜（TEM）分析表明二氧化硅成功与聚丙烯酸酯复合,形成以二氧化硅为核,聚丙烯酸酯为壳的杂化乳胶。制备的杂化乳胶与纯聚丙烯酸酯乳胶同时应用于外墙涂料中,通过接触角测试（OCA）分析表明：杂化乳胶制备的涂层亲水性更强,水接触角为82°,纯丙配方水接触角为97°;参照外墙涂料标准GB/T 9755—2014,杂化乳胶制备的涂料耐沾污性为7%,相比纯丙乳胶的14%有极大的提升,同时涂料的其他性能,如耐水性、耐碱性、耐洗刷性等均未出现异常劣化。     

以辛胺为模板剂制备空心SiO2微球

以辛胺为模板剂,正硅酸乙酯为前驱体,在酸性条件下,制备出空心SiO2微球,运用SEM、XRD、N2吸附、IR、TG-DTA等测试手段对所制备的产物进行了表征。结果表明:制备的空心SiO2微球表面光滑、分散性较好;空心SiO2微球具有双模孔结构,其中的介孔孔径为2.1nm,微孔孔径为0.62nm。试样的比表面积和孔容分别是1123m2/g,0.6291mL/g。     

共聚物为模板制备草莓状二氧化硅空心球

成功地通过三嵌段共聚物聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)为模板,正辛烷为壳材料来制备介孔外壳的草莓状二氧化硅空心球。其中正硅酸乙酯(TEOS)作为二氧化硅的前驱体。通过改变反应参数,我们发现当将反应最终溶液先室温下静置24h然后加热到较高温度12h可以获得草莓状结构。产物的表面形貌通过扫描电子显微镜(SEM)来分析;透射电子显微镜(TEM)表明空心球的平均直径为800nm,外壳为20nm;多孔性分析通过氮气吸附-解附法来测量,同时用Brunauer-Emmett-Tell-er(BET)的方法来测孔径大小。另外我们提出了二氧化硅的形成机理。     

细乳液聚合制备纳米SiO2／含氟丙烯酸酯复合乳液及其性能研究

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱物,在丙烯酸酯单体为油相介质中原位生成纳米SiO2粒子,并通过细乳液聚合,制备出纳米Si02／含氟丙烯酸酯复合乳液。研究了含氟单体和SiO2的用量对复合乳胶膜性能的影响,并采用FT-IR,DSL等分析手段对产物进行了表征。结果表明：该乳液具有良好的稳定性,粒径分布较窄。当（甲基丙烯酸十二氟庚酯）FA与SiO2的用量分别为6％和5．5％时,乳胶膜表现出良好的疏水性能,对水的接触角达到了102．7°,吸水性降低到6．9％。     

以碳酸钙为模板中空羟基磷灰石微球的合成

水浴条件下,中空球形碳酸钙(HSCCs)与磷酸氢二钠溶液反应成功合成了中空羟基磷灰石微球(HHMs).利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)对合成的中空羟基磷灰石微球的组成、结构、形貌进行了表征.结果表明,羟基磷灰石(HA)由模板碳酸钙直接转化而成,羟基磷灰石微球由杂乱分布的层片状晶粒聚集而成中空结构,直径约为4 μm,并对转化反应机理进行了初步探讨.     

以纳米二氧化硅微球为模板的基因载体的制备与表征

利用二氧化硅(SiO_2)纳米微球为模板制备能够装载DNA的微胶囊。首先,利用硅烷偶联剂在SiO_2表面引入氨基吸附DNA,氨基能使SiO_2与DNA之间的静电吸引力增强;继而通过静电吸引力逐层交替吸附聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸(PAA)进行层层自组装,形成以SiO_2纳米微球为模板的包覆多层高分子的载DNA微球,利用Zeta电位测试逐层吸附后微球表面的电位来确定组装的进行。溶出SiO_2后,可以获得载DNA的多层高分子材料包覆的微胶囊。最后通过透射电子显微镜、粒径分析、凝胶电泳和转染实验发现,微胶囊是具有中空结构的球形胶囊,分散性良好,能够阻滞DNA并可以实现基因转染。     

表面侵蚀对玻璃微球气体渗透性能的影响

研究了液滴发制备的玻璃微球表面受侵蚀后对微球表面形貌、耐外压能力和气体渗透系数的影响.研究表明,玻璃微球表面受侵蚀后,表面出现斑点,最大斑点直径达到25μm.微球的杨氏模量由原来的54GPa下降到39GPa,平均耐外压强度下降约28%.微球在室温条件下对D2的平均气体渗透系数由原来的1.1×10-21mol·m-1·s-1·Pa-1增加到8.0×10-20mol·m-1·s-1·Pa-1,平均增加了约70倍,保气半寿命由147d降低到2d.文中分析了产生原因,主要是玻璃球壳中碱金属离子扩散和表面与水反应的结果.     

模板剂对介孔氧化硅制备的影响研究进展

从模板法概念的提出至今,模板剂在合成介孔氧化硅的过程中得到了较快的发展,但是不同种类模板剂的性质对介孔材料的形貌、孔径以及介孔结构的影响并没有得到充分的总结和利用,因此对如何选择合适的模板剂合成得到想要的介孔氧化硅提供一个重要的参考是极为重要的.本文结合国内外研究现状,对选取模板剂配合相应的溶剂体系对制备介孔氧化硅的不同进行了综述,并对模板剂的发展和介孔氧化硅的应用进行了展望.     

SiO2中空微球对高温硫化硅橡胶电气绝缘性能的影响

采用模板法制备了尺度均一的Si O_2中空微球(HSS),将其均匀分散于高温硫化硅橡胶(HTV)中制成HSS/HTV复合材料,分析了HSS的形貌及壁厚,考察了其对硅橡胶电气绝缘性能的影响及其与硅橡胶基体的相互作用.结果表明,HSS对硅橡胶的体积电阻率、击穿强度、介电常数及介电损耗均有较明显的影响,优于同等含量的气相Si O_2/HTV复合材料.加入HSS后,复合材料的体积电阻率由纯硅橡胶的5.3×1015Ω·cm提升至1017Ω·cm数量级,但随HSS含量增大略有下降;击穿强度随HSS含量增加而增大,含量为0.05 g/g时达21.6 k V/mm,比纯硅橡胶提高了26.3%;介电常数随HSS含量增大先降低后升高,含量为0.02 g/g时最低;介电损耗随HSS含量增大略有增大,但仍较低.