SiO_2/水性聚氨酯疏水涂层的制备及性能研究

以纳米二氧化硅(SiO_2)和水性聚氨酯(WPU)为原料,以水为分散剂,KH560和KH550为改性剂,采用喷涂工艺制备出SiO_2/WPU纳米复合涂层。研究了SiO_2粒度、SiO_2/WPU质量比、KH560改性SiO_2、及KH550改性WPU等因素对复合涂层疏水性能的影响。结果表明:采用粒度为30 nm的SiO_2、SiO_2/WPU质量比为1∶5、WPU与KH550质量比为10.6∶1时制备的SiO_2/WPU纳米复合涂层疏水效果最好,接触角达138°,从扫描电镜照片可以看出所制备的SiO_2/WPU涂层具有了与荷叶表面相似的微一纳米粗糙结构。     

改性纳米SiO_2/含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯胶粘剂的研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性的有机化纳米SiO_2和2,2,3,4,4,4-甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)对水性聚氨酯改性,制备了改性水性聚氨酯(SiO_2/FWPU)复合胶粘剂。研究结果表明,当APTES用量为纳米SiO_2用量的50%、改性温度为35℃、反应时间为7 h,改性纳米SiO_2具有较好的改性效果,可用于WPU的改性。采用粒度分析仪、数字黏度计、拉力试验机、热重分析仪等仪器进行表征,研究了纳米SiO_2对SiO_2/FWPU的乳液性能、胶膜性能及其对非极性膜粘接性能的影响,研究发现,随着改性纳米SiO_2用量增加,乳液的稳定性降低,胶膜拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率则不断减小。纳米SiO_2可提高胶粘剂的耐热性能,使胶粘剂在高温蒸煮条件下仍有很好的粘接性能。当纳米SiO_2用量为1.0%时,SiO_2/FWPU复合胶粘剂的综合性能最好,能满足复合软包装袋的需要。     

PBS/纳米SiO_2改性聚乳酸

为了提高聚乳酸(PLA)的综合性能,采用聚丁二酸丁二酯(PBS)、经过改性的纳米SiO_2对PLA进行共混改性。并通过γ―氨丙基三乙氧基硅烷(TPA)对纳米SiO_2进行表面改性。然后采用物理共混法,以PBS、改性后的纳米SiO_2为改性剂,聚乙烯蜡(PEW)为润滑剂,聚乙二醇(PEG)为增塑剂改性PLA,对改性后共混物的耐热性、力学性能和流变性能进行分析。结果表明,改性的纳米SiO_2加入量为1.5份时,PLA的综合力学性能最好,其拉伸强度为62.2MPa,冲击强度为14.2 kJ/m~2。PBS和纳米SiO_2的加入并未使PLA复合物的热性能和加工性能降低,反而使PLA复合物的熔点略有升高,其平衡转矩均在10 N·m左右。     

TPS/LDPE/纳米SiO_2材料结构与性能

以天然高分子木薯淀粉为研究对象,低密度聚乙烯(LDPE)和纳米二氧化硅(SiO_2)为改性材料,甘油为增塑剂,通过熔融法制备了热塑性木薯淀粉(TPS)/LDPE/纳米SiO_2复合材料,研究了复合材料的塑化性能、力学性能、结晶性能、热稳定性和微观结构。结果表明:纳米SiO_2能提高TPS/LDPE复合材料塑化性能,更容易进行加工;随着纳米SiO_2用量的增加,复合材料的拉伸强度降低、断裂应变增加,复合材料的熔融焓、结晶度减小,热降解温度提高;纳米SiO_2的加入使得复合材料的球晶变得更细密,改变了复合材料的晶型;当纳米SiO_2用量为2份(质量份)时在复合材料中分散较好,但随着纳米SiO_2用量的增加会发生团聚现象。     

纳米材料改性聚酰亚胺研究进展

介绍了纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米TiO_2、纳米MgO、纳米ZnO、纳米BaTiOO_3、倍半硅氧烷(POSS)、石墨烯和碳纳米管改性聚酰亚胺(PI)的研究进展,综述了各种纳米粒子的改性效果,其中纳米Al_2O_3、纳米SiO_2、纳米TiO_2、纳米MgO、纳米ZnO、纳米BaTiO_3对PI的改性研究主要集中在热性能、电学性能、力学性能等方面;石墨烯和碳纳米管改性PI具有优良的导电性;POSS使PI的抗氧化等性能有显著的改善。分析了偶联剂对改性薄膜性能的影响,并对今后纳米改性PI的发展趋势进行了展望。     

纳米SiO_2/壳聚糖/淀粉复合包装膜的制备及性能

选用壳聚糖(CH)和木薯(CA)淀粉为基本成膜材料,甘油为增塑剂,改性纳米SiO_2(NS)为增强剂,采用流延法制备壳聚糖-淀粉基复合膜,探究壳聚糖与木薯淀粉比例、甘油含量以及改性纳米SiO_2含量对复合膜性能的影响。通过正交试验采用极差分析并结合方差分析确定了纳米SiO_2/壳聚糖/淀粉复合膜的较优工艺条件。结果表明,壳聚糖与淀粉质量比6∶4,甘油含量35%,改性纳米SiO_2含量2%。在此条件下,复合膜的各项性能分别为:拉伸强度32.43 MPa,断裂伸长率38.98%,透光度19.96,水蒸气透过率10.53×10~(-11)/(m·s·Pa)。该复合膜与不添加改性纳米SiO_2的复合膜相比其力学强度增加了158.41%,水蒸气透过率减小了13.48%,复合膜力学强度和耐水性能有明显的改善。     

纳米无机粒子改性聚丙烯研究进展

综述纳米CaCO3、纳米TiO2、纳米SiO2对聚丙烯(PP)的改性研究进展。重点讨论了纳米无机粒子对PP改性的机理和影响因素。结果表明,纳米粒子可改善PP的力学性能(增强、增韧)、抗老化性能及抗菌性能等。     

纳米二氧化硅改性聚偏氟乙烯膜的研究进展

叙述了普通纳米二氧化硅(SiO_2)、疏水性气相纳米二氧化硅(SiNPS)、氟化二氧化硅(f SiO_2)以及离子液体接枝改性纳米二氧化硅(IL-SiO_2)对聚偏氟乙烯(PVDF)杂化膜的微观结构、化学性能及力学性能产生的影响及其机理,总结了纳米SiO_2在PVDF膜改性中的研究现状。通过分析目前纳米SiO_2改性所存在的问题,认为研发功能良好,成本低廉的改性纳米SiO_2成为未来的研究热点,探索与PVDF膜的制备方法及用途相对应的最佳的纳米SiO_2改性方法,是未来的发展趋势。     

纳米SiO_2改性环氧树脂胶粘剂的研究

选择纳米 SiO_2 作为增强材料改性环氧树脂基体, 以物理分散法将纳米 SiO_2 分散在环氧树脂中。通过力学性能测试和热稳定性能测试, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对改性环氧树脂胶粘剂的热性能、拉伸性能和冲击性能的影响; 通过 NOL环测试和扫描电子显微镜(SEM) 分析, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对国产芳纶纤维/改性环氧复合材料的界面性能和层间剪切强度的影响。实验结果表明, 基体树脂中当 w( 纳米SiO_2)=3%时, 改性环氧树脂胶粘剂的拉伸强度和冲击强度分别提高了 28.8%和 22.6%, 复合材料的层间剪切强度(ILSS) 达到最大值, 比未改性胶粘剂提高约 56.8%。     

有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳胶涂料的研究

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO_2)溶胶,并用含有可聚合基团的硅烷偶联剂(KH-570)对其进行接枝改性,制备可聚合的有机硅改性纳米TiO_2溶胶,然后通过核壳乳液聚合法,制备有机硅/纳米TiO_2改性丙烯酸酯乳液,并配制乳胶涂料。研究了改性纳米TiO_2溶胶、乳化剂和引发剂的用量对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明:有机硅/纳米TiO_2改性乳胶膜玻璃化转变温度和热稳定性有所提高,乳胶涂料的综合性能也有所改善。     

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。     

环氧/纳米二氧化硅复合涂层的制备及防腐性能研究

采用正硅酸四乙酯(TEOS)和去离子水作为原料,氨水作为碱性催化剂,以转化率和粒径作为评价指标,通过正交试验法确定了制备纳米SiO_2粒子的最佳条件:TEOS 41.6 g(0.2 mol),去离子水10.8 g,氨水5.6 g,乙醇92 g,反应温度40°C。在此基础上,以不同物质的量比的TEOS与TMOS(正硅酸四甲酯)作为复合硅源替代单一的TEOS来制备纳米SiO_2,并用KH-550硅烷偶联剂进行原位改性。采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对改性纳米SiO_2的结构和形貌进行了表征。将改性后的纳米SiO_2与水性环氧树脂配制成环氧/纳米SiO_2复合涂料。研究了TEOS与TMOS的物质的量比对复合涂层机械性能和防腐性能的影响。结果表明,当TEOS与TMOS的物质的量比为1∶1时,所制备的环氧/纳米SiO_2复合涂层综合性能最佳:铅笔硬度3H,附着力0级,耐冲击性(1 kg)50 cm,耐盐雾时间480 h,在3.5%NaCl溶液中浸泡600 h不失效。     

纳米CaCO_3/纳米SiO_2共混改性HDPE的性能研究

采用钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO_3,硅烷偶联剂改性纳米SiO_2,并用其填充高密度聚乙烯(HDPE),并对二元、三元复合物进行了微观形貌表征和力学性能测试。结果表明,纳米CaCO_3主要起到增韧的作用,纳米SiO_2主要起到增强的作用,HDPE/纳米CaCO_3/纳米SiO_2混合质量比为100∶25∶7的三元复合物的拉伸强度比纯HDPE提高了17.6%,缺口冲击强度提高了34.5%。     

聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅Pickering复合乳液的制备及性能

以改性纳米SiO_2粉体作为稳定剂稳定丙烯酸酯类单体,采用Pickering乳液聚合法制备聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合乳液。以单体转化率和乳液凝胶率为指标,对乳液聚合条件进行了优化,通过光学显微镜观察了乳状液的形貌,用动态激光散射(DLS)和透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对乳液及其成膜进行了表征。结果表明,SiO_2与乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)的质量比为5∶1、甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量比为1∶4时,乳液性能最优。DLS和TEM结果表明,复合乳液的粒径在790 nm左右;FTIR结果表明,复合乳液中有纳米SiO_2的存在;SEM结果表明,纳米SiO_2分散在复合乳液成膜中。将复合乳液应用于皮革涂饰中,应用结果表明,与聚丙烯酸酯乳液涂饰革样相比,Pickering乳液聚合法制备的复合乳液涂饰后革样的透气性、透水气性及耐干湿擦性能都有所提升。     

双季铵盐改性纳米SiO_2的乳化性能研究

用双季铵盐BQAS-16对纳米SiO_2进行表面改性,并以改性后的纳米SiO_2为乳化剂,制备了Pickering乳液。探究了改性比例、pH、盐的加入和油水体积比对Pickering乳液稳定性的影响。结果表明,与纳米SiO_2相比,BQAS-16改性后的纳米SiO_2具有更优异的乳化性能。随着BQAS-16用量的增加,乳液的稳定性增加。随着pH的增大,乳液的稳定性基本不变;但当pH增至13时,乳液的稳定性显著降低。随着NaCl浓度的增加,乳液的稳定性基本不变。当油水体积比为1∶1时,乳液的稳定性最好。     

纳米SiO_2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的制备及性能

利用原位聚合法制备了以纳米SiO_2改性脲醛树脂为壁材、十二醇为芯材的相变微胶囊。考察了芯壁质量比、固化终点pH和纳米SiO_2质量分数对微胶囊包封率和芯材质量分数、渗透率的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)等分别对微胶囊相变材料的表面形貌、粒径和热性能进行了表征。研究结果表明,纳米SiO_2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的最佳制备条件为:芯壁质量比为1∶2、固化终点p H=1.5~2、纳米SiO_2质量分数为3%。制备的微胶囊为表面光滑的球形,粒径大小为1.85~5μm,包封率和芯材质量分数分别为62.5%和79.3%,相变潜热为148.4 J/g。     

疏水性中空二氧化硅提高泡沫稳定性研究

采用硬模板法合成了中空二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒,并对其进行了(3-氯丙基)三甲氧基硅烷改性,使其具有疏水性。用TEM、FT-IR和接触角测量仪进行了表征。改性后的疏水性中空SiO_2纳米颗粒具有良好的泡沫稳定性能,使加入纳米颗粒的泡沫性能在油/SDS溶液中提高了40.3%。同时,由于SiO_2纳米颗粒的环境友好性,使其成为一种很有前途的稳定泡沫材料,并为中空SiO_2纳米材料提供了一种新颖的应用——泡沫稳泡剂。     

SiO_2固化SO_3H-功能化离子液体催化合成油酸甲酯

以1,3-丙烷磺内酯和巯基改性纳米二氧化硅球为原料,采用化学键合接枝法获得固化SO_3H-功能化离子液体的酸催化材料(SiO_2-IL)。采用NMR、FTIR和热分析方法对SiO_2-IL的结构和热稳定性进行了表征。考察了SiO_2-IL在油酸与甲醇酯化反应中的催化活性,分析了影响其催化性能的关键因素及原因。结果表明,该离子液体自身所具有的酸性以及固化过程中化学键合接枝程度均对其催化性能有所影响。对反应工艺条件进行了优化。结果表明,在反应温度60℃、n(甲醇)∶n(油酸)=12∶1、m(SiO_2-IL)∶m(油酸)=0.09∶1.00、反应时间5 h条件下,油酸甲酯收率最高为94%,催化材料经重复使用5次后,油酸甲酯收率仍可达74%。     

疏水缔合阳离子改性淀粉-纳米SiO2絮凝剂CSSADD 的制备和性能测试

通过在糊化淀粉上引入丙烯酰胺(AM)、功能性阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、疏水单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵(C_(16)DMN~+)和纳米SiO_2制备了疏水缔合阳离子改性淀粉-纳米SiO_2复合絮凝剂(CSSADD),对其进行了红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)及扫描电镜(SEM)分析。采用单因素变量法对反应条件进行优化,结果表明,单体摩尔比n(AM)∶n(DMDAAC)∶n(C_(16)DMN~+)=84.5∶15∶0.5,反应体系的pH=5~6,当改性纳米SiO_2与淀粉质量比为1∶3,淀粉与单体质量比为1∶3,引发剂的加量为单体质量的0.5%,反应温度为45℃,反应时间为3 h时,所制备的絮凝剂的絮凝效果最好。性能测试结果表明:高岭土悬浊液的pH=6,当絮凝剂的投加量3 mg/L时,CSSADD处理后悬浊液的上层透光率为98.3%。     

偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对天然橡胶复合材料性能的影响

以天然胶乳浸润槟榔纤维,制备天然橡胶(NR)复合材料,研究偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对NR复合材料性能的影响。结果表明:与未改性槟榔纤维的NR复合材料相比,偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR复合材料的物理性能、耐溶剂性能和抗湿滑性能改善,剪切模量减小,滚动阻力提高;偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR复合材料的综合性能优于偶联剂Si69和纳米氧化锌单独改性槟榔纤维的NR复合材料。