丙烯酸酯/纳米SiO_2复合细乳液的制备与表征

使用纳米SiO2粉体与丙烯酸酯单体通过细乳液聚合制备出丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液。采用红外光谱法(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),拉力试验机以及热分析仪等对复合乳液及其胶膜的结构、形貌、耐热性及力学性能进行了表征。研究了纳米SiO2的用量对复合乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液粒子具有核壳结构;纳米SiO2粒子的加入,提高了乳胶膜的热稳定性和力学性能;当SiO2用量为5%(质量分数)时,胶膜的透光性能较好。     

聚乳酸/纳米SiO2复合纤维的制备及力学性能

首先用硅烷偶联剂(GPS)对纳米SiO2进行接枝改性,利用粒径分析仪、FTIR和沉降实验对改性前后纳米SiO2的粒径大小、结构和溶剂稳定性的变化进行了表征;然后将改性前后的纳米SiO2分别与聚乳酸(PLA)在双螺杆挤出机中熔融混合,利用牵伸卷绕装置制备了PLA/SiO2和PLA/M-SiO2(改性后SiO2)复合纤维。利用视频显微镜和单纱强力仪研究了不同纳米SiO2含量对PLA/SiO2和PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响,以及不同牵伸倍数对PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响。结果表明M-SiO2粒径明显减小,且硅烷偶联剂结构中的有机官能团与SiO2表面硅羟基发生反应,减少了其表面Si-OH的量,使得M-SiO2表现出良好的溶剂稳定性和分散性;PLA/M-SiO2复合纤维的力学性能较PLA/SiO2复合纤维得到了明显的改善;当改性纳米SiO2含量为1%时复合纤维强度最好;当牵伸倍数为3时复合纤维强度最好。     

纳米粒子改性超高分子量聚乙烯的性能研究

采用流动性较高的高密度聚乙烯为流动改性剂,纳米SiO2为成核剂,乙烯-丙烯酸酯类共聚物为相容剂,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行了加工性能和机械性能等的改性研究。结果表明:高密度聚乙烯用量为10%~15%、纳米SiO2用量为2%~3%、相容剂用量为8%~10%时,得到的复合改性聚合物的力学性能和耐磨耗性均不逊于国内外市场上知名产品,综合性能良好。     

偶联剂对EVOH/纳米SiO_2复合材料结构与性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560、KH570和KH8431对纳米SiO2进行表面改性,采用熔融共混法将未改性和改性纳米SiO2(5%(质量分数)SiO2)与EVOH共混制成复合材料,并吹塑成薄膜。利用FT-IR、TEM、SEM对不同偶联剂处理的纳米SiO2和复合材料的结构进行表征,并对复合材料的流变性能、阻隔性能、力学性能、耐热性能和透明性进行了表征。结果表明,纳米SiO2与4种偶联剂均形成化学键合,改性纳米SiO2比未改性纳米SiO2在EVOH中分散性好,加工时熔体的流动性更好。用KH550处理的纳米SiO2在EVOH中分散性最好,与EVOH能形成较大界面相互作用力,与EVOH/未改性纳米SiO2复合材料相比,EVOH/改性纳米SiO2复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高17.2%和136%,透湿、透氧系数分别下降11.2%和9.5%,透光率达到74.9%,雾度为14.9%。     

纳米SiO_2/纤维素包装薄膜结构形态及性能研究

采用具有活性基团的硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)对纳米SiO2粒子的表面进行改性。以NMMO为溶剂,以纤维素为原料,并向铸膜液中添加改性纳米SiO2,制备改性纳米SiO2/纤维素膜。采用原子力显微镜(AFM)观察了改性纳米SiO2/纤维素薄膜的表面形态,结合电子显微镜(SEM)观察其断面结构,并测定了薄膜的力学性能和透氧透湿性能。实验结果表明:改性后的SiO2较好的在铸膜液中分散,当SiO2粒径为30nm,添加量为2%,偶联剂用量为5%时,纳米复合纤维素膜的各项性能达到最佳。     

ATRP法在纳米SiO_2表面接枝PBA及其对PVC的改性

采用原子转移自由基聚合法(ATRP)在纳米二氧化硅(SiO2)粒子表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),并以此对聚氯乙烯(PVC)进行改性。红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及力学性能等测试结果表明,所制备的SiO2-g-PBA纳米复合粒子在PVC中分散均匀,使PVC/SiO2-g-PBA复合材料的缺口冲击强度及拉伸强度均明显高于PVC及PVC/SiO2复合材料。当SiO2-g-PBA纳米复合粒子的质量分数为5%时,PVC/SiO2-g-PBA复合材料的冲击强度达到9.5kJ/m2,较纯PVC提高了280%,同时拉伸强度也有一定的提高,达到了65.3MPa。     

PBS/SiO2纳米复合材料的制备及其结构与性能分析

以聚丁二醇丁二酸酯（PBS）为基材,经-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂（KH570）改性过的纳米SiO2和未改性的SiO2为填料,采用熔融共混法制备了PBS/SiO2纳米复合材料。研究了所得纳米复合材料的热稳定性能、力学性能和降解性能等。结果表明：当经KH570表面改性的纳米SiO2（KH570与纳米SiO2的质量之比为1：5）的添加质量分数为4%时,复合材料的维卡软化点约提高了10℃,拉伸强度约提高30%,同时复合材料的降解性能比PBS纯料的降解性能有一定的提高。     

无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料的制备及性能

为了提高环氧树脂涂料的综合性能,以KH-560硅烷偶联剂对纳米SiO2进行原位改性,制备了无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料。用FT-IR及分散性试验研究了纳米SiO2原位改性的效果;探讨了改性纳米SiO2对复合涂层表面形貌、力学性能、耐紫外光老化性、耐蚀性能的影响。结果表明:KH-560硅烷偶联剂的有机分子链段成功地键合在纳米SiO2粒子表面,改性后的纳米SiO2粒子能均匀地分散在二甲苯中;纳米SiO2能够显著改善环氧树脂涂层的力学性能,当其含量为3%时最好;复合涂层耐紫外光老化及耐腐蚀性比环氧树脂涂层有较大的提高。本无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂层对基材有良好的保护作用。     

纳米SiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层力学性能的影响

为了探讨纳米SiO2对火焰喷涂尼龙1010(PA1010)涂层力学及热性能的影响,利用电子拉力机和示差扫描量热仪(DSC)对火焰喷涂PA1010/纳米SiO2复合涂层的力学性能及热性能等进行了测试.结果表明:当复合涂层配比为m(PA1010):m(n-SiO2)=100.0:1.5时,其综合性能较佳,涂层自拉伸强度为69.8 MPa,涂层与基体的结合强度为28.9 MPa;纳米SiO2有明显的异质成核作用,使复合涂层的过冷度由27.0℃下降为24.0℃;纳米SiO2能够显著提高涂层的力学性能,有助于提高复合涂层的结晶速率,具有明显的成核作用.     

纳米SiO2制备及改性

为了改善纳米SiO2的分散性,用溶胶-凝胶技术制备了纳米SiO2凝胶,并用不同改性剂对粉末进行了表面改性.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、粒度分析仪(PSA)、紫外-可见光分光光度计(UV-VS)等分析了纳米SiO2的粒径及分散性.结果表明,正硅酸乙酯的水解和缩合反应条件直接影响纳米SiO2粉体的粒径大小.KH-550硅烷偶联改性剂用量、改性时间等因素对改性效果有明显的影响.当改性剂用量为4.1%(质量分数),改性时间为2h时,可得到高分散性的纳米SiO2粉体.纳米SiO2粉末易发生团聚,只有对其进行表面改性,才能得到疏水性纳米SiO2粉末.     

膨胀石墨-碳纤维/尼龙三元导热复合材料制备

以尼龙6（PA6）为基体,膨胀石墨（EG）和碳纤维（CF）作为导热填料,采用熔融共混法制备了EG/PA6、CF/PA6和CF-EG/PA6导热复合材料。重点研究当固定导热填料（CF和EG）填充量为40wt%时,CF与EG不同的填充比例对CF与EG的接触方式及CF-EG/PA6复合材料的导热性和力学性能的影响。结果表明,相比单一CF填充,EG的加入有利于CF-EG/PA6复合材料热导率的增加;CF:EG质量比是25:15时的EG-CF/PA6三元复合材料,热导率可以达到2.554 W/（m·K）,是PA6的8倍,拉伸强度提高了125.34%,弯曲强度提高了119.8%,同时具有优异的耐热性。SEM结果表明,纤维状CF与蠕虫状EG片层在适当的填充比例下可以形成"面接触"的三维网络结构,这种三维网络结构不仅显著增大EG-CF/PA6复合材料的热导率,而且明显提高了其力学性能和耐热性能。为研制填充型导热高分子材料提供了一条新思路。      

两次挤出制备尼龙66/纳米SiO2复合材料及其结构与性能

通过双螺杆两次挤出技术制得了尼龙66/SiO2纳米微粒复合材料,发现二次挤出的复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、杨氏模量、简支梁缺口冲击强度较纯尼龙66均有很大程度的提高,并通过动态力学热分析研究了复合材料的动态力学性能,复合材料的储能模量及玻璃化转变温度均有不同程度的提高。借助SEM分析了复合材料的拉伸断面形貌,并用DSC研究了复合材料的结晶行为。     

EPDM/PA复合材料原位生成微纤的考察

研究了三元乙丙橡胶/尼龙(EPDM/PA)体系原位生成微纤。以三元共聚尼龙替代部分炭黑,采用特殊工艺原位生成微纤,取得了良好的补强效果,与补强之前相比,121 ℃高温撕裂强度,常温撕裂强度及拉伸强度有大幅度提高,SEM照片显示,采用特殊工艺处理,可使分散相颗粒成纤,微纤在与硫化压力方向垂直的平面内无规取向。力学性能测试表明,取向的微纤复合材料(沿微纤纵向的扯断伸长率大于沿横向的扯断伸长率,这一规律)不同于取向的短纤维复合材料的规律,并对这一反常规律作出解释。      

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。     

纳米SiO2/尼龙66复合材料的力学性能和热性能

采用熔融共混的方法在双螺杆挤出机上制备出纳米SiO₂/尼龙66复合材料,并对其力学性能和热性能进行了研究。结果表明：复合材料的拉伸强度和弹性模量随纳米SiO₂含量的增加而提高。当SiO₂质量分数为3％时,复合材料的拉伸强度达到最大,增幅为11.2％;当SiO₂质量分数为5％时,弹性模量达到最大, 增幅为30.1％。复合材料的储能模量和玻璃化转变温度较纯尼龙66也有明显提高。差示扫描量热法（DSC）分析显示,纳米SiO₂的加入一方面阻碍了尼龙66的结晶过程,降低了材料的结晶温度;另一方面它又能作为形核剂,增加尼龙66的形核位置,提高形核率。     

SiO2/聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）薄膜研究

目的研究纳米SiO2对可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P34HB)包装膜结晶行为和力学性能的影响。方法采用溶液浇铸法制备SiO_2/P34HB纳米复合薄膜,利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、正置热台显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能力学试验机等研究纳米SiO_2对P34HB结构、结晶性和力学性能等的影响。结果纳米SiO_2在P34HB中起到异相成核的作用,SiO2/P34HB复合膜的结晶速率和结晶度得到明显改善。相比P34HB包装膜,当纳米SiO_2质量分数为2%时,SiO_2/P34HB复合膜的弹性模量和拉伸强度分别提高了72.7%和60.9%。结论获得了纳米SiO2改善可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)包装膜结晶度和力学性能的最佳掺杂比例参数。     

聚氨酯与聚丙烯酸酯混合乳液(PU+PA)共聚氯乙烯复合树脂的性能研究

采用预聚体分散法,以甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚(PPG)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,用三乙胺(TEA)为中和剂合成了阴离子水性聚氨酯(PU);以丙烯酸丁酯(BA)为原料,采用乳液聚合的方法制备聚丙烯酸酯乳液(PA),并与PU共混形成(PU+PA)混合乳液。在高压釜中以混合乳液为种子进行氯乙烯(VC)原位共聚,制备了(PU+PA)/PVC复合乳液树脂。通过电子万能试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜(SEM)、TA-2000热分析仪和维卡软化点温度测定仪等手段对(PU+PA)/PVC复合树脂进行了测试和表征。结果表明:耐热性较好的PA的加入,不但提高了材料的耐热性能,还能有效地改善复合树脂的抗缺口冲击强度。当PA/PU为4/6,聚醚分子量为3000时,(PU+PA)/PVC复合树脂的缺口冲击强度最大。     

废旧轮胎粉/POE-g-MAH复合改性 PA6的制备与性能研究

以PA6为基体、废旧轮胎粉与POE-g-MAH为复合增韧剂,采用双螺杆挤出机,制备了废旧轮胎粉/POE-g-MAH/PA6复合材料,研究了复合增韧剂含量对复合材料力学性能、熔融与结晶行为、晶体结构、热性能以及微观形貌等的影响.结果表明,复合材料的冲击强度和断裂伸长率随复合增韧剂含量的增加而显著提高,而拉伸强度和弯曲强度则正好相反;DSC、XRD和TGA结果表明,复合增韧剂的加入,提高了PA6基体的结晶速率,却降低了其结晶度、晶体结构的完整性和耐热性能.     

聚合物基纳米复合材料的研究进展

介绍了插层型聚合物基纳米复合材料的制备原理，性能及其在塑料，纤维，军工中的应用。     

尼龙66/SiO2纳米复合材料的界面结构及其对材料力学性能的影响

采用熔融共混的方法在双螺杆挤出机上制备出尼龙66/SiO2纳米复合材料,并利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)以及透射电子显微镜(TEM)对尼龙66/SiO2的界面进行了分析,结果发现,在熔融共混过程中经过表面改性的SiO2能够和尼龙66基体发生相互作用,形成一种基于共价键和氢键连接的界面层结构。力学性能测试结果表明这种界面结构的形成有利于纳米复合材料拉伸强度的提高。但对材料缺口冲击强度的影响并不明显。