PCB绝缘层感光树脂的固化工艺

采用差示扫描量热分析法,研究了印制电路板(PCB)绝缘层树脂——感光改性环氧树脂预固化体系中固化剂2123型酚醛树脂和固化促进剂咪唑的合适配比。利用硅烷偶联剂对纳米SiO_2进行表面处理制得亲油性纳米SiO_2,将其掺入到感光改性树脂固化体系中以提高体系的热稳定性能。采用正交实验和单因素实验方法,研究了亲油性纳米SiO_2用量、固化最高温度、最高温度固化时间3个因素对该树脂体系固化产物在200℃的热降解量的影响。结果表明,感光改性环氧树脂/2123型酚醛树脂/咪唑最佳质量比为100/5/1.5,此时的固化反应最为完全;在掺杂纳米SiO_2的感光改性树脂的最佳固化工艺条件下,即当亲油性纳米SiO_2质量分数为5%,固化最高温度为120℃,最高温度固化时间为2 h时,固化产物的200℃热降解量为0.94%。     

两亲二氧化硅纳米颗粒的制备及性能研究

通过Pickering乳液模板法对硅烷化的SiO_2纳米颗粒的部分表面进行氟化改性,制备出两亲SiO_2纳米颗粒,并研究其在气/液表面上的自组装行为和泡沫性能。采用粒径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、表面张力仪、扫描电镜(SEM)和动态泡沫分析仪对两亲SiO_2纳米颗粒的粒径分布、化学组成、界面活性、石蜡乳滴的表面形貌和泡沫性能进行分析表征。结果表明:采用Stber方法合成的SiO_2纳米颗粒的平均粒径为104 nm;氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)处理后的SiO_2纳米颗粒在石蜡乳滴上排列的更加紧密有序,提高了改性效率;当两亲SiO_2纳米颗粒浓度达到0.6%时,两亲SiO_2纳米颗粒在界面上的吸附达到饱和,此时表面张力平衡值下降到32.7 m N/m,展现出良好的界面活性;泡沫性能测试结果表明,两亲颗粒有效地抑制了气泡合并、歧化作用和液膜排液,制备的泡沫具有良好的稳定性。     

纳米SiO_2颗粒表面疏水化改性与调控

以原硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,使用St?ber法,制备出分布均匀、粒径大小可控的纳米SiO_2颗粒,探讨了氨水用量、改性剂用量、反应温度以及反应时间对其粒径的影响。以二氯二甲基硅烷作为纳米SiO_2的修饰改性剂,采用激光粒度仪和接触角测量仪对纳米SiO_2颗粒粒径和接触角进行了表征。结果表明,St?ber法制备的纳米SiO_2颗粒粒径平均在40 nm,当氨水用量逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐增大;当反应温度逐渐升高时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐减小;当反应时间逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径呈现逐渐增大的趋势,后趋于稳定。改性实验结果表明,纳米SiO_2接触角随改性剂二氯二甲基硅烷用量的增加而变大,其接触角在40.9～146.1°范围内可调。当二氯二甲基硅烷的用量为7.5%时,接触角达到最大值146.1°。修饰改性后纳米SiO_2颗粒可减少其团聚,颗粒更加分散均匀,由此实现了通过改性剂加量对纳米SiO_2颗粒表面润湿性的调控。     

纳米SiO_2颗粒表面疏水化改性与调控

以原硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,使用St?ber法,制备出分布均匀、粒径大小可控的纳米SiO_2颗粒,探讨了氨水用量、改性剂用量、反应温度以及反应时间对其粒径的影响。以二氯二甲基硅烷作为纳米SiO_2的修饰改性剂,采用激光粒度仪和接触角测量仪对纳米SiO_2颗粒粒径和接触角进行了表征。结果表明,St?ber法制备的纳米SiO_2颗粒粒径平均在40 nm,当氨水用量逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐增大;当反应温度逐渐升高时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐减小;当反应时间逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径呈现逐渐增大的趋势,后趋于稳定。改性实验结果表明,纳米SiO_2接触角随改性剂二氯二甲基硅烷用量的增加而变大,其接触角在40.9～146.1°范围内可调。当二氯二甲基硅烷的用量为7.5%时,接触角达到最大值146.1°。修饰改性后纳米SiO_2颗粒可减少其团聚,颗粒更加分散均匀,由此实现了通过改性剂加量对纳米SiO_2颗粒表面润湿性的调控。     

纳米颗粒表面特性对可逆乳状液的影响

可逆乳状液可集中不同液体形式的优势,但其由表面活性剂稳定时不耐高温,考虑用纳米颗粒与表面活性剂复配制备可逆乳状液。本文研究纳米颗粒表面特性对可逆乳状液的影响,结果表明,纳米二氧化硅颗粒的表面性质对"纳米二氧化硅与表面活性剂复合制备的乳状液"的性质有决定性作用,亲水性纳米二氧化硅与表面活性剂复配稳定的乳状液不能实现pH响应可逆转化,亲油性纳米二氧化硅与表面活性剂复配稳定的乳状液能实现pH响应的可逆转化。     

硬脂酸修饰MoS_2纳米颗粒的制备及其强化传热性能

以硬脂酸为表面修饰剂,采用表面修饰法制备了硬脂酸修饰MoS_2(SA-MoS_2)纳米颗粒,并合成了导热油基MoS_2纳米流体,对产物进行了表征和测定了纳米流体的高温导热系数。结果表明,硬脂酸通过化学反应修饰在MoS_2纳米颗粒表面,SA-MoS_2纳米颗粒具有很好的亲油性,在导热油中具有良好的分散稳定性;SA-MoS_2纳米颗粒属于无定型非晶态,为不完全规则的球形纳米颗粒,尺寸约为30~90 nm;在40~120℃,纳米流体的导热系数随着温度的增大而略有减小,而温度大于120℃,导热系数与温度的变化呈正比;SA-MoS_2纳米颗粒对导热油的导热系数具有显著的强化作用,导热系数提高率与纳米颗粒的质量浓度呈正比,仅添加0.60 wt%的SA-MoS_2纳米颗粒时,纳米流体的导热系数比基础油提高了34.3%~51.2%。这种强化传热特点在高温传热工质和热能工程中具有重要的应用价值。     

核-壳型SiO_2@TiO_2的制备与退火时间对其光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法工艺在二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒微球表面包覆二氧化钛(TiO_2),制备合成核-壳型SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征样品的样貌情况、表面化学成分和分散性。使用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)测定200℃度下不同退火时间下SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒对亚甲基蓝的光催化降解后的吸光度从而分析SiO_2@TiO_2复合纳米颗粒的光催化性能。实验结果表明,SiO_2@TiO_2纳米复合粒子形貌均匀,分散性好,退火时间在48h~72h光催化活最佳。     

含氟两亲纳米颗粒的制备与表征

采用Stber方法合成SiO_2纳米颗粒,通过Pickering乳液模板法制备含氟两亲纳米颗粒(SiO_2/APTES/HFBA),并对其表面活性进行评价。利用粒径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和表面张力仪对含氟两亲纳米颗粒的粒径分布、化学组成和界面活性进行分析表征。结果表明,实验合成的SiO_2纳米颗粒粒径分布狭窄,平均粒径为192 nm。制备的含氟两亲纳米颗粒(SiO_2/APTES/HFBA)在质量分数达到0. 6%时,其在界面上的吸附达到饱和,此时,表面张力为35. 2 m N/m,具有较优异的界面活性。     

SCL@SiO_2纳米颗粒的制备及其稳定的Pickering乳液

用共轭亚油酸钠(SCL)在SiO_2纳米颗粒表面吸附,得到表面改性的SiO_2纳米颗粒,然后在80℃下通过热聚合引发SCL分子自交联,从而稳定SCL@SiO2纳米颗粒的SCL层并改善其表面润湿性。通过Zeta电位、FTIR、DLS、TG和DTG对材料进行了表征。结果显示:SCL物理吸附在SiO_2纳米颗粒表面。以SCL@SiO2纳米颗粒作为单一乳化剂制备液体石蜡的Pickering乳液,结果表明:该Pickering乳液在制备一个月后外观基本不发生变化,而传统乳液出现明显破乳现象。热重分析结果显示:SCL@SiO2纳米颗粒的SCL层比简单吸附脂肪酸的SiO_2改性颗粒更稳定,且粒径会随着pH的减小而增大(11～16 nm),因此,由SCL@SiO2纳米颗粒稳定的Pickering乳液粒径(15～29μm)也具有一定的pH响应性。     

聚酰胺酰亚胺/二氧化硅复合材料的制备及性能

将二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒用阳离子表面活性剂——十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰后,加入到含有L–丙氨酸的新型光学活性聚酰胺酰亚胺(PAI)中,采用新型超声波空化技术,制备出一种功能性的PAI/SiO_2复合材料。研究了SiO_2纳米颗粒含量对复合材料的复合情况和耐热性能的影响。利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪等对复合材料的结构、表面形貌和热稳定性进行表征。结果表明,SiO_2纳米颗粒与PAI成功复合;当SiO_2纳米颗粒含量为10%时,复合材料的表面形貌最佳,SiO_2纳米颗粒均匀分散在PAI基体中;复合材料失重10%时,热分解温度可达410℃,800℃下的残炭率为45.0%,极限氧指数为35.5%,热稳定性有了一定的提升。     

纳米TiO2-g-PAN复合粒子的合成与表征

采用乙烯基三叔丁基过氧硅烷偶联剂(AC-70)改性纳米二氧化钛(TiO2)粒子,在纳米TiO2粒子表面引入不饱和双键,然后通过溶液聚合在纳米粒子表面接枝聚丙烯腈(PAN),形成TiO2-g-PAN复合纳米粒子,探究了其最佳合成工艺,采用红外光谱和X射线光电子能谱对其进行了表征;并对改性前后的纳米TiO2粒子进行了亲水亲油性测试、接触角测试、扫描电子显微镜分析及紫外线吸收测试。结果表明,PAN成功接枝到纳米TiO2表面;TiO2-g-PAN复合纳米粒子的最佳合成工艺为:反应温度75℃,反应时间5h,纳米粒子和单体之比为1∶6,引发剂用量为1.0%;纳米TiO2经过改性后表面由亲水性变为亲油性,接触角增大,纳米粒子的团聚现象得到明显改善;纳米TiO2-g-PAN粒子具有优良的紫外线吸收性能。     

SiO_2/HCNFs双相纳米填料的制备与表征

使用原位接枝法在螺旋纳米炭纤维表面接枝纳米二氧化硅粒子,制备补强性能良好的SiO_2/HCNFs双相纳米填料。利用TEM、SEM、FT-IR对样品的形貌和组成进行了表征,重点探讨了接枝反应温度对SiO_2/HCNFs双相填料形貌和结合胶含量的影响。结果表明,硝酸对螺旋纳米炭纤维有明显的截断作用,可降低纤维的长径比;接枝产物SiO_2/HCNFs双相纳米填料形貌好,纤维表面的纳米SiO_2粒子形貌较佳,分布均匀;SiO_2/HCNFs双相纳米填料中SiO_2粒子的量会随着反应温度的升高先增加后减小,其中当反应温度在80～90℃时,接枝效果最佳;当反应温度为90℃时,制备出的SiO_2/HCNFs双相纳米填料的结合胶含量最高为30.5%,对天然橡胶的补强效果最好。     

基于纳米二氧化硅的防冰疏水涂层的制备及性能研究

采用HTPS(端羟基聚二甲基硅氧烷)和APTES(氨基丙基三乙氧基硅烷)改性纳米SiO_2,并制备了改性纳米SiO_2/氟硅树脂-环氧树脂(M-SR)复合涂料。采用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜对改性前后纳米SiO_2颗粒,以及M-SR复合涂料的结构和表面微观形貌进行了表征,并通过水接触角、水滴结冰时间和覆冰层的剪切附着强度评估了M-SR复合涂层的防覆冰效果。结果表明,经过HTPS和APTES改性后,纳米SiO_2颗粒表面的亲水基团被HTPS和APTES中低表面能的甲基取代,纳米SiO_2表面能更小,疏水性能更佳。随着改性纳米SiO_2颗粒含量的增加,M-SR复合涂层的疏水性增强,纳米SiO_2颗粒含量为50%的M-SR复合涂层综合性能最优,水接触角168.1°,水滴结冰时间279 s,覆冰剪切粘附强度小于5 kPa,是较为理想的防覆冰材料。     

全氟辛酸在纳米无机氧化物上的吸附特性研究

全氟辛酸(PFOA)在人工纳米颗粒上的吸附对研究其在环境中的迁移和归趋具有重要意义。本研究选取了四种典型纳米氧化物(Al_2O_3,Fe2O3,SiO_2和TiO_2),通过吸附动力学、等温线、pH及重金属离子影响实验,揭示了纳米无机氧化物对PFOA的吸附特性。结果表明,除纳米SiO_2对PFOA的吸附作用不明显之外,其它纳米氧化物对PFOA的吸附量远高于传统大颗粒矿物材料,吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型。PFOA的去除率随pH值增加而降低,当和铜离子共存时,PFOA在纳米SiO_2和TiO_2表面的吸附量显著增加。配体交换和静电作用是重要的吸附机理。     

全氟辛酸在纳米无机氧化物上的吸附特性研究

全氟辛酸(PFOA)在人工纳米颗粒上的吸附对研究其在环境中的迁移和归趋具有重要意义。本研究选取了四种典型纳米氧化物(Al_2O_3,Fe2O3,SiO_2和TiO_2),通过吸附动力学、等温线、pH及重金属离子影响实验,揭示了纳米无机氧化物对PFOA的吸附特性。结果表明,除纳米SiO_2对PFOA的吸附作用不明显之外,其它纳米氧化物对PFOA的吸附量远高于传统大颗粒矿物材料,吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型。PFOA的去除率随pH值增加而降低,当和铜离子共存时,PFOA在纳米SiO_2和TiO_2表面的吸附量显著增加。配体交换和静电作用是重要的吸附机理。     

油水分离聚结材料的制备与性能研究

研制了纳米颗粒沉积玻璃纤维作为新型聚结材料,考察了分散液浓度、沉积时间和纳米颗粒尺寸等因素对纳米颗粒在纤维表面沉积情况的影响,检测了表面纳米颗粒沉积玻璃纤维的脱水性能。结果显示分散液浓度和浸泡时间对纳米颗粒的沉积情况没有明显影响,但分散液浓度越高,未沉积在纤维表面的SiO_2颗粒越多;颗粒尺寸越小,在纤维表面沉积效果更好;其中经20 nm粒径SiO_2分散液处理的纤维聚结过滤效果最佳。     

花状SnO_2纳米粉体的制备与气敏性能

由于纳米颗粒形貌对其气敏性具有重要的影响,本文采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,考察了溶液pH值、水热反应温度、时间以及表面活性剂对SnO_2粉体晶相结构及形貌的影响,通过XRD和SEM对其物相结构及微观形貌进行分析。结果表明:当溶液pH值为4,水热反应温度为220℃、时间为12 h时最佳,制备的金红石型SnO_2纳米颗粒呈现花状生长,由平均直径为40 nm,长度约为100nm的纳米棒组成,而添加表面活性剂则可以改变SnO_2纳米棒聚集生长的形貌。花状SnO_2颗粒制备的气敏元件在300℃下对70μL·L-1的乙醇气体的灵敏度为6.5,响应-恢复时间为2s和20s。     

纳米SiO_2/表面活性剂对油水界面张力的影响

以液体石蜡为油相,考察了疏水性纳米SiO_2对阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTMAB与非离子表面活性剂OP-10的协同效应,以及Na Cl浓度对复配体系油水界面张力的影响。试验结果表明:纳米SiO_2与SDS和CTMAB之间具有良好的协同作用,且油水界面张力在400 s内变化明显,超过600 s后几乎不再变化;质量分数0.004%的纳米SiO_2与SDS和CTMAB复配后随着表面活性剂浓度升高(0.001 mol/L升至0.1 mol/L),协同效应越来越不明显,但表面活性剂浓度稀释至0.1 mmol/L后纳米颗粒分散稳定性差;随着NaCl浓度升高,与单一表面活性剂相比,SDS/SiO_2协同作用先增强后减弱,CTMAB/SiO_2协同作用持续减弱且200 s内界面张力变化幅度较大;纳米SiO_2与OP-10之间未观察到明显的协同作用,但OP-10分散稳定性强,即使在高矿化度也具有良好的分散能力。     

添加纳米SiO_2对四元溴化盐相变热物性的影响

熔点、熔化潜热和分解温度是熔盐传热蓄热材料的重要热物性参数。以分析纯NaBr、KBr、CaBr2和LiBr配制四元溴化盐,分别将颗粒平均直径为10、20、50 nm的纳米SiO_2颗粒按一定含量分散入所配制四元溴化盐中配制得到25种不同含量和粒径的纳米SiO_2溴化盐,利用DSC法研究添加纳米SiO_2含量和粒径对四元溴化盐熔点、熔化潜热及分解温度的影响。结果表明,随着纳米SiO_2含量的增大,溴化盐的熔点先降低后升高,但变化范围较小;熔化潜热先升高后逐步降低,变化较大。添加10 nm SiO_2颗粒含量为质量分数1.5%时,最大熔化潜热为47.06 J·g-1,提高89.6%;添加10 nm SiO_2颗粒含量为质量分数0.7%时,最高分解温度为876.3℃。     

纳米氧化锌的制备和表面改性

以七水硫酸锌和碳酸氢钠为主要原料,采用室温固相法结合微波热分解法制备了纳米氧化锌。为改善氧化锌微粒表面的物理化学性质,采用硬脂酸对氧化锌表面进行改性,探讨了硬脂酸改性纳米氧化锌粉体的工艺条件、表面改性机理及其对粉体颗粒亲油性的影响。采用红外光谱对改性后纳米氧化锌进行了表征,结果表明硬脂酸和纳米氧化锌之间以共价键结合,改性后纳米氧化锌能更好地分散在有机溶剂里。纳米氧化锌表面改性的最佳工艺条件:硬脂酸质量分数为10%,改性温度为60℃,改性时间为40 m in。