功能性TiO2纳米粒子的合成及对聚甲基丙烯酸甲酯物理性能的影响

由水热反应法合成了二氧化钛(TiO_2)纳米粒子,以"Grafting-onto"的方式对TiO_2进行接枝改性,合成了带有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)长链的TiO_2纳米粒子(M-TiO_2)。红外光谱与热重分析结果表明,TiO_2表面成功接枝了PMMA的长侧链,且PMMA接枝密度为0.042 nm~(-2)。随后,将不同表面修饰的纳米粒子与PMMA进行熔融共混,发现相较于纯TiO_2,改性后的TiO_2纳米粒子在PMMA中分散性更好,在扫描电镜与透射电镜中没有观察到明显的团聚现象。通过透光率/雾度测试表征,发现当添加5%未改性TiO_2时,复合材料光学性能较差(透光率83.7%,雾度为15.99%);而添加相同量M-TiO_2,复合材料的透光率和雾度与纯PMMA相近(透光率90.0%,雾度4.96%),折射率可由1.487提升至1.524,且其力学性能和热稳定性也明显改善。这为制备兼具有高机械与折射性能的有机无机杂化纳米复合材料提供了一种新的可靠途径。     

甲基丙烯酸甲酯对纳米SiO2的表面接枝聚合改性研究

将经过硅烷化处理的偶联剂γ-MPS接枝到纳米SiO2表面,然后在引发剂AIBN的作用下引发单体MMA发生自由基聚合包覆.利用FTIR、TG、CA(接触角)以及TEM等手段分别表征了改性工艺条件对粒子改性前后化学组成结构、接枝率、表面亲水性以及形貌等的影响.系统研究了单体用量、引发剂用量以及反应时间对SiO2/γ-MPS/PM-MA纳米复合粒子接枝改性效果的影响.结果表明,经过PMMA接枝包覆制得了高接枝率的复合粒子,并大大改善了纳米粒子的分散性.     

纳米TiO2表面接枝甲基丙烯酸甲酯的聚合反应

利用表面接枝的方法,在纳米TiO2上接枝偶联剂-γMPS(3-(三甲氧硅基)丙基异丁烯酸)形成"杂化"单体,通过加入引发剂引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)在粒子表面发生自由基聚合,形成PMMA/γ-MPS/TiO2纳米复合粒子。通过IR、元素分析、TGA等方法表征了PMMA/-γMPS/TiO2纳米复合粒子的结构,定量研究了TiO2/-γMPS单体接枝率和转化率,PMMA/-γMPS/TiO2纳米复合粒子的接枝率及其相应的影响因素。结果表明:PMMA以化学键的形式连接在纳米TiO2粒子表面并具有较高的接枝率。     

改性纳米二氧化硅增强增韧聚对苯二甲酸丁二醇酯

采用四辛基溴化铵(TOAB)改善纳米二氧化硅颗粒(SiO_2)的分散性,并在SiO_2表面进行聚对苯二甲酸丁二醇酯(pCBT)的接枝改性。以不同含量改性的SiO_2(0.1%~2%(质量分数))与环状聚对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)熔融共混,原位聚合制得SiO_2/pCBT纳米复合材料。纳米复合材料的结晶性能和力学性能表征结果表明:随着SiO_2含量的增多,结晶度逐渐提高;与纯pCBT相比,添加1%(质量分数)SiO_2的复合材料的杨氏模量提高了22%,断裂吸收能提高约56%;此外,SiO_2还能显著提高pCBT纳米复合材料的弹性模量和玻璃化转变温度。     

PBA-g-MS的合成与MBAS的透光率及抗冲韧性

用乳液法合成聚丙烯酸丁酯(PBA)作为种子乳液,与甲基丙烯酸甲酯及苯乙烯(MMA-St)进行接枝共聚合,用其接枝产物PBA-g-MS与PMMA熔融共混制备MBAS.通过分子设计,合成出能使MBAS兼具高透光率及高冲击强度的PBA-g-MS.研究了聚合条件与接枝反应行为之间的关系和MBAS的透光率及冲击强度的影响因素.当合成PBA-g-MS的投料质量比PBA/MMA/St为60/4/36、PBA/MBAS为2.5%时,MBAS的透光率、冲击强度分别达到90%、23.8kJ/m2.     

胶乳共混法天然橡胶/二氧化硅纳米复合材料的制备及性能

采用胶乳共混法制备天然橡胶/二氧化硅(NR/SiO2)纳米复合材料。先用硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行改性,再经乳液聚合接枝上聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)得到PMMA-SiO2粒子,最后将其与用MMA改性的天然胶乳(NR-PMMA)共混制得NR/SiO2纳米复合材料。采用红外光谱仪、透射电镜、扫描电镜、热重分析仪、橡胶拉伸测试机对样品进行了表征。实验结果表明,PMMA成功地接枝于SiO2表面,PMMA-SiO2在橡胶基体中分散均匀,平均粒径在60nm～80nm之间,复合材料的拉伸强度比纯的NR提高了35%,定伸应力也有显著提高。     

碱式氯化镁晶须表面接枝甲基丙烯酸甲酯聚合反应的研究

采用卤水法自制纳米级碱式氯化镁晶须（nano-BMC）为原料, 晶须表面经硅烷偶联剂γ-MPS处理后, 以水溶性引发剂K₂S₂O₈（KPS）在乙醇/水混合溶剂中引发甲基丙烯酸甲酯（MMA）进行表面接枝聚合反应, 制备了nano-BMC/γ-MPS/PMMA纳米复合材料, 通过FT-IR、SEM、XRD表征了nano-BMC/γ-MPS/PMMA纳米复合材料的结构及形态, 讨论了反应条件对晶须形貌保存、接枝聚合反应效果的影响. 结果表明：反应条件对nano-BMC晶须形貌有明显的影响; 乙醇/水介质配比为8∶2、反应温度82℃、反应时间6h时, nano-BMC晶须形貌能够被较好地保存, 且接枝效率达到最高（56.1%）.     

丙交酯改性纳米SiO_2/聚乳酸-环氧大豆油复合材料的制备及其性能的研究

采用外消旋丙交酯(D,L-LA)在辛酸亚锡(Sn(Oct)2)催化下对纳米SiO_2进行表面改性处理,所得的接枝物(PDLLA-g-SiO_2)与聚乳酸-环氧大豆油共聚物(PDLLA-ESO)共混制备纳米复合材料(PDLLA-ESO/g-SiO_2)。采用红外光谱、热重分析、粒径分析以及沉降实验对接枝物进行表征,结果表明,纳米SiO_2经改性处理后,表面成功接枝了低聚乳酸,随反应时间的延长接枝量逐渐增大,在36h时接枝率最高达28.4%,粒径明显减小,最小为93.2nm,团聚现象得到改善,表现出良好的溶剂稳定性和分散性。并对纳米复合材料的力学性能进行了测试,结果显示,PDLLA-ESO与接枝物共混后,复合材料的力学性能提高,当改性粉体质量分数为4%时,材料的力学性能最佳,拉伸强度为36.3MPa,断裂伸长率为9.1%,均高于PDLLA-ESO相应数值。     

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%。     

聚氨基酸修饰的纳米二氧化硅的制备及在尼龙改性中的应用

基于氨基酸单体和纳米SiO_2粒子结构和功能的多样性,采用聚氨基酸来修饰纳米SiO_2粒子的研究有很大的发展空间。文中先用St9ber法制备纳米SiO_2粒子,再用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)对其进行表面改性;并合成谷氨酸苄脂N-羧基酸酐(BLG-NCA),采用"Grafting from"法将其接枝到改性后的纳米SiO_2粒子上,最后得到聚谷氨酸修饰的纳米SiO_2核壳粒子。随着投料比的增加,其接枝聚氨基酸的壳的厚度增加,粒子之间出现粘连。将尼龙6与SiO_2及改性后的SiO_2熔融共混,得到复合材料。用透射电子显微镜、核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、热重分析表征了各阶段产物和聚合物的组成,并对复合材料的力学性能进行测试。实验结果表明,聚氨基酸能改善尼龙6与SiO_2的相容性,加入纯SiO_2使复合材料性能降低3%,而加入接枝二氧化硅后尼龙6的力学性能随着接枝粒子壳的厚度增加而增加,接枝厚度最大的粒子使拉伸性能提高了5%。     

EVOH/纳米SiO2复合材料的加工流变性能及应用

采用高级毛细管流变仪,分别测定乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)及EVOH/纳米SiO<,2>复合材料的流变性能,研究了不同温度、不同纳米SiO<,2>含量对复合材料加工性能的影响.以上述流变性能测试为参考,改变加工工艺,采用熔融共混法制备EVOH/纳米SiO<,2>复合材料并吹塑成膜,测试薄膜的性能.结果表明,随着纳米S...     

PP/纳米SiO2/氮磷阻燃剂复合材料的研究

目的研究聚丙烯复合材料的燃烧行为和纳米SiO_2含量对复合材料力学性能的影响。方法采用熔融共混方法,将聚丙烯、氮磷复配阻燃剂及表面改性的纳米SiO_2制备成聚丙烯复合材料。结果在燃烧过程中纳米SiO_2对阻燃性能有一定影响,氮磷复配阻燃剂是影响复合材料阻燃性能的关键因素。随着纳米SiO_2含量的增加,复合材料的极限氧指数先增加后降低,当纳米SiO_2质量分数为1%时,复合材料的极限氧指数最大。随着纳米SiO_2含量的增加,复合材料的拉伸、冲击、弯曲强度和弯曲模量呈现先增大后减小的现象。结论氮磷复配阻燃剂与纳米SiO_2对于复合材料有一定的协同阻燃效果。当纳米SiO_2质量分数为1%时,复合材料的阻燃及力学性能最优。     

聚乳酸/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合材料的流变性能和力学性能

采用双螺杆挤出机,通过熔融共混制备了热塑性玉米淀粉基纳米二氧化硅(SiO_2)母料和聚乳酸(PLA)/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物,利用转矩流变仪研究了其流变性能。结果表明,热塑性玉米淀粉基纳米SiO_2母料熔体和PLA/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物熔体的非牛顿指数小于1,属假塑性流体。热塑性玉米淀粉基纳米SiO_2母料熔体黏度随纳米SiO_2用量的增大而提高,SiO_2用量为8phr的母料4#熔体黏度对剪切速率的依赖性最强。PLA/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物熔体黏度决定于热塑性玉米淀粉基纳米SiO_2母料中纳米SiO_2用量,可以通过调整母料用量和母料中SiO_2用量,调整复合物的熔体流动。PLA/热塑性玉米淀粉/SiO_2复合物的缺口冲击强度随纳米SiO_2母料份数的增加而增大。     

单分散聚硅氧烷微球的制备表征及作为光散射剂的应用

以乳液聚合法制备粒径分布均匀、球形度良好的聚硅氧烷微球。采用扫描电镜(SEM)、动态光散射(DLS)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和接触角等测试技术对微球的微观形貌、粒径大小及分布、聚集态结构、耐热性、疏水性等进行了表征。将平均粒径为1.5μm的聚硅氧烷微球作为光散射剂添加到光学级聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂中,可制备出性能优良的光散射材料。当聚硅氧烷微球添加质量分数约0.6%时,光散射材料的透光率是86.1%,雾度是91.25%,拉伸强度达到最大值77.2 MPa,弯曲强度是87.2 MPa,简支梁缺口冲击强度是2.16 kJ/m2,悬臂梁缺口冲击强度是2.71 kJ/m2,综合性能良好。     

纳米SiO2/PEA复合粒子的制备和表征

在经预处理的SiO2表面上通过乳液聚合反应接枝丙烯酸乙酯,用FT-IR和XPS对制备的纳米SiO2/PEA复合粒子进行了表征,研究了由复合粒子填充的PP/POE/SiO2复合材料的力学性能、结晶性能和结构形态。结果表明:通过乳液聚合反应成功地将EA接枝到纳米SiO2的表面上;由复合粒子填充的PP/POE/SiO2复合材料,纳米SiO2在基体中的分散尺寸约为100 nm,分布较均匀,复合材料的冲击强度和断裂伸长率均得到提高,在SiO2含量4%(质量分数)时,PPβ晶峰的强度最强。     

纳米SiO2接枝聚合改性及在EVOH中的应用

以硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对纳米二氧化硅(SiO2)进行表面处理,通过分散聚合工艺分别制得SiO2-g-KH570-g-PS、SiO2-g-KH570-g-PMMA和SiO2-g-KH570-g-PAN,采用熔融共混法制备了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)/纳米SiO2复合材料(5%(...     

上转换荧光光子晶体薄膜的制备及包装防伪应用

以热分解法制备的蓝色荧光NaYF4:Yb3+,Tm3+上转换纳米颗粒为核,外延生长一层具有钝化表面缺陷、增强荧光效果的NaYF4壳层,制备得到核壳上转换纳米颗粒(CSNPs).利用反相微乳液法在CSNPs上包覆一层修饰3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(MPS)的SiO2,实现上转换纳米颗粒亲水改性的同时,赋予其可参与加成聚合的双键.将CSNPs@SiO2-MPS与苯乙烯单体通过乳液聚合共聚形成镧系掺杂NaYF4/PS复合微球.通过垂直沉积法,利用镧系掺杂NaYF4/PS复合微球自组装构建上转换荧光光子晶体(UCPC)薄膜,并探讨其在包装防伪中的应用.结果表明:该上转换荧光光子晶体薄膜,在可见光下从特定角度可以观察到明显的粉色结构色,在980 nm激光照射下可观察到蓝色荧光,这两种模态下的光学特性可隐藏信息,预期在信息保护、包装防伪等领域有广阔的应用前景.     

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。     

共混型石墨烯-nanoSiO_2/TPU复合材料的制备与性能

采用熔融共混技术制备了氧化石墨烯(GO)-nano SiO_2杂化材料填充改性的形状记忆热塑性聚氨酯(GO-nano SiO_2/TPU)复合材料,探讨了GO-nano SiO_2杂化材料对复合材料力学性能、熔融指数及形状记忆性能的影响。结果表明:GO-nano SiO_2含量对GO-nano SiO_2/TPU复合材料的力学性能有明显的影响,其含量为0.5wt%~1wt%时,GO-nano SiO_2/TPU复合材料的综合力学性能较好。熔融指数分析表明,填料的加入会降低材料的加工流动性能。形状记忆性能研究表明,加入GO-nano SiO_2杂化材料使得GO-nano SiO_2/TPU复合材料的形状固定率先降低后上升,在含量为1wt%后上升趋势更加明显;而形状回复率随填料含量的增加而呈降低趋势,并且在100℃高温这种变化趋势更加明显和稳定,回复温度越高,形状回复率越好。     

纳米SiO_2与玻璃纤维含量对尼龙6显微硬度的影响

通过原位聚合和螺杆挤出法制备了尼龙6/SiO2纳米复合材料、尼龙6/GF复合材料和尼龙6/SiO2/GF纳米复合材料。利用显微硬度计对不同纳米SiO2和玻璃纤维(GF)含量的三种复合材料进行了测量,结果表明,对于尼龙6/SiO2纳米复合材料或者尼龙6/GF复合材料而言,材料的显微硬度随着纳米SiO2含量或者GF含量的增加而增大;对于尼龙6/SiO2/GF纳米复合材料而言,当GF含量一定时,SiO2含量高的材料显微硬度相应要高;从整个曲线来看,随着GF含量的增加,材料的显微硬度呈现先上升然后下降再上升的趋势。