TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

TiO2/ Al2O3复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／Al2O3复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角的测量，研究了Al2O3与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率的影响。结果表明：Al2O3的加入和膜厚度的增加均有利于TiO2薄膜亲水性的改善；热处理温度对TiO2／Al2O3复合膜的亲水性有较大影响，其中经450℃热处理的薄膜亲水性最好；Al2O3的加入未降低复合膜的可见光透光率，其平均透光率大于80％。     

镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性

采用有机醇盐水解法制备SiO2溶胶,用浸溃-提拉制膜技术在AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层表面制备SiO2膜层,研究了镁合金表面微弧氧化-SiO2复合膜层的微观结构和耐蚀性.结果表明:SiO2溶胶进入微弧氧化陶瓷层表面的微孔并形成了SiO2膜层;由微弧氧化陶瓷层和SiO2膜层组成的复合膜层的腐蚀电位比单一陶瓷层明显提高,...     

基于煤沥青质族组分的陶瓷-炭复合膜制备

以煤全组分族分离所得的沥青质族组分为新型前躯体材料,采用浸渍法在陶瓷支撑体上涂膜,再经干燥和炭化制备出陶瓷-炭复合膜,并主要考察了成膜条件对其性能的影响.结果表明:随着沥青质溶胶浓度、涂膜次数和浸渍时间的增加,复合膜孔隙率和水渗透率降低,对Fe(OH)3胶体截留效果增强；适当提高涂膜液温度和干燥温度,也能使复合膜更致密均匀,改善其孔结构和分离性能；根据对Fe(OH)3的截留结果,得到的最佳制备条件为:沥青质溶胶浓度为336.7g/L,浸渍涂膜2次,浸渍时间为35min,涂膜温度为55℃,干燥温度为80℃.     

两种添加剂对煤族组分制陶瓷-炭复合膜的改性研究

以煤萃取反萃取法分离所得煤密中质组分溶胶为涂覆液,通过添加聚乙二醇和氯化锌两种改性剂,研究了它们对制备的陶瓷-炭复合膜性能的影响,考察了复合膜的孔隙率、纯水渗透率以及对Fe(OH)3胶体和牛血清蛋白溶胶的截留率与改性剂加入量的关系。结果表明:添加5%体积比的聚乙二醇或添加8%质量比的氯化锌,可显著改善所制陶瓷-炭复合膜的性能;添加聚乙二醇可调节涂膜液的稠度,从而有利于涂膜液在支撑体表面形成均匀的膜层;但添加过量,会使涂膜液过稠而变得浑浊,不利于支撑体表面均匀膜层的形成,且容易封堵支撑体孔隙口;添加氯化锌可使其与涂膜液中的溶剂NMP产生较强的相互作用,使NMP对煤密中质组分胶粒的分散能力减弱,涂膜液的黏度显著提高;所制陶瓷-炭复合膜分离层与支撑体复合良好,膜层连续、平整且较均匀;改性剂可使孔径明显减小,从而有利于截留率的提高。     

溶胶-凝胶法制备Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究进展

钛酸铋钠(Na0.5Bi0.5TiO3,简写为NBT)基无铅压电陶瓷由于具有良好的压电性、高居里温度和烧结过程中无毒、易控制性等优点而备受关注.综述了溶胶-凝胶法制备Na0.5Bi0.5TiO3粉体及制备出的陶瓷的结构和性能特点.总结了用溶胶-凝胶法制备压电和介电性能显著提高的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的研究进展.研究表明,溶胶-凝胶法在制备压电陶瓷方面具有均匀性好、纯度高,烧结温度低等优点.展望了该工艺的发展方向.     

Al2O3-SiO2复合膜的疏水改性及表征

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2复合薄膜,通过添加二甲基二乙氧基硅烷(DDS)对其进行疏水改性。研究了DDS添加量对复合溶胶体系稳定性和复合膜表面疏水性的影响,采用接触角测量、红外光谱(IR)、热重分析(TG-DTG)、原子力显微镜(AMF)对样品进行表征。结果表明,对于Al2O3∶SiO2(mol/mol)=1∶2比例下制得的复合膜,随着DDS的加入,薄膜表面疏水性明显增强,当DDS加入过多时,会影响复合溶胶的稳定性,实验确定DDS加入量的最佳值为1%(体积分数);DDS的加入没有破坏复合膜的网格结构,复合膜仍以SiO2颗粒为骨架;经200℃热处理后,可得到具有良好的疏水性能的复合膜。     

SiO_2/ZrO_2复合溶胶稳定性影响因素的研究

以氧氯化锆(ZrOCl_2·8H_2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,四乙基溴化铵(TEAB)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备SiO_2/ZrO_2复合溶胶。通过正交试验和单因素试验考察陈化温度、模板剂、锆含量和乙醇对SiO_2/ZrO_2复合溶胶稳定性的影响。结果表明:陈化温度对溶胶稳定性影响较大,溶胶稳定性随着陈化温度的升高显著下降;其次是锆含量,溶胶稳定性随锆含量的增加先降低后缓慢上升,最低点处n(ZrOCl_2·8H_2O)∶n(ZrOCl_2·8H_2O+TEOS)=0.15。     

具有大驱动位移的复合结构型PZT压电陶瓷

采用PZT作为基体材料,通过化学还原的方法制备了具有大位移驱动能力的复合结构型压电陶瓷。研究了其预制应力的分布,探索了还原制备工艺,测试了驱动性能。结果表明,复合结构的优化设计方案是,还原层厚度比率为0.3;与普通压电陶瓷驱动器相比,复合结构型PZT压电陶瓷具有较低的谐振频率,驱动位移量提高3倍多;还原层相结构中存在二次氧化的基体相,表明其还原工艺仍需改进。      

热处理条件对煤基陶瓷-炭复合膜性能的影响

以煤萃取反萃取法分离所得密中质组分溶胶为涂覆液,经成膜和炭化,成功制备了煤基陶瓷-炭复合膜.研究了炭化条件对制备的复合膜性能的影响,考察了复合膜的孔隙率、纯水渗透率以及对Fe(OH)_3胶体和牛血清蛋白溶胶(BSA)的截留率与炭化工艺条件的关系,探讨了分离层的热演化过程与机理.结果表明:炭化过程中的升温速率、中间恒温温度、中间恒温时间和炭化终温均会影响分离层热解气体和液相的生成速率以及黏连固相成为胶质体的状况,进而影响分离层的孔隙结构和分布,并最终影响所制复合膜的孔隙率、渗透率和截留率;对Fe(OH)_3胶体具有较好截留效果的炭化条件为:升温速率为4℃/min,中间恒温温度和时间分别为460℃和20min,炭化终温600℃;对BSA溶胶具有较好截留效果的炭化条件为:升温速率4℃/min,中间恒温温度和时间为490℃和20min,炭化终温为800℃.密中质组分的特定组成结构使其在热解炭化过程中主要生成胶质体液相物质和气态产物,基本不产生膨胀作用,这一特性非常有利于密中质组分制备复合膜分离层.     

偶联剂在溶胶中的应用研究

采用激光粒度仪、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外分析测试仪(FTIR)以及紫外可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段,研究了在酸性条件下制备SiO2溶胶过程中硅烷偶联剂(KH-570)对二氧化硅(SiO2)溶胶性能的影响.结果表明:加入硅烷偶联剂改性的SiO2溶胶体系分散均匀无团簇,并且由此制得的SiO2薄膜透光率高于没有经过改性的薄膜.     

偶联剂改性纳米硅溶胶的接枝率及稳定性

为改善纳米硅溶胶与有机物间的亲和性及分散稳定性,用硅烷偶联剂对碱性纳米硅溶胶进行表面接枝改性。分析了偶联剂用量、反应温度和反应时间对接枝率、分散稳定性及微观形貌的影响。结果表明,偶联剂KH560更适合做碱性纳米硅溶胶的表面改性剂,且制备的改性纳米硅溶胶表面可接枝KH560;从接枝率变化梯度来看,KH560用量对接枝率影响最大,当KH560含量为12.5%、反应时间为5h、反应温度为60℃时,改性接枝率及Zeta电位绝对值最高,分别为7.37%和55.6mV。     

硅溶胶-纯丙复合乳液反射隔热涂料的制备及性能

研究了一种以硅溶胶和纯丙乳液为复合基料的反射隔热涂料。研究表明,基料中硅溶胶比例增加有助于提高涂膜的太阳光反射比和污染后的太阳光反射比,涂膜表面对水的接触角也逐渐增大。通过正交试验确定了混合基料的最佳方案:硅溶胶粒径为10~15 nm,硅溶胶与纯丙乳液的比例为5∶4,硅烷偶联剂的添加量为4%。研究了二氧化钛的种类和含量对涂膜反射隔热性能的影响,使用改性二氧化钛,相对于金红石型二氧化钛,涂膜的太阳光反射比、近红外反射比以及隔热温差有很大提高。此外,研究了辐射型填料的粒径和含量对涂膜半球发射率与隔热性能的影响,使用粒径为1.05μm辐射型填料,添加量为8%时,涂膜的半球发射率达到最大。最终制备出一种具有耐沾污、高热反射和辐射能力的无机-有机复合型反射隔热涂料。     

用于合成纳米苯丙乳液的纳米TiO2表面改性及表征

研究了利用硅烷偶联剂改性纳米TiO2的方法,并通过FTIR、TEM等手段表征化学改性产物的结构和改性后纳米二氧化钛的分散性,结果表明偶联剂与二氧化钛表面发生化学偶联反应,使二氧化钛表面被偶联剂包覆,从而使二氧化钛改性产物在有机物中具有良好的分散性能.通过TEM分析用改性后的纳米TiO2原位合成的纳米TiO2/苯丙乳液复合体系具有以纳米TiO2粒子为核,以聚合物为壳的核壳结构,该乳液涂膜的耐水性达120h不泛白,硬度为H级,明显优于非纳米苯丙乳液,且具有很好的抑菌作用,可用于制备纳米水性涂料.     

硅烷偶联剂对 EVA 太阳能电池封装膜 / 玻璃粘接性能的影响

研究了硅烷偶联剂类型以及层压温度对EVA太阳能电池封装膜/玻璃剥离强度的影响。发现含双键的硅烷偶联剂直接加入EVA胶膜可以有效提高剥离强度,但是剥离强度较低,对层压温度比较敏感,随着层压温度的提高而降低。然后采用底涂方法,即预先将玻璃表面用不同类型的偶联剂处理,再与不含硅烷偶联剂的EVA太阳能电池胶膜进行热压复合的方法,研究了硅烷偶联剂类型对剥离强度的影响。实验结果表明,含双键的硅烷偶联剂KH-570和Z-6032能非常有效地提高EVA胶膜与玻璃之间的剥离强度,而且其效果要明显好于未经硅烷偶联剂处理的玻璃与含硅烷偶联剂的EVA胶膜之间的剥离强度。同时发现,KH570等疏水性较好的硅烷偶联剂,能够有效地提高湿热老化(双85实验)条件下,EVA胶膜与玻璃之间的剥离强度。     

微滴乳液聚合制备纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合材料

在硅溶胶中加入八甲基环四硅氧烷(D4)和偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷(KH560),以十二烷基苯磺酸(DBSA)催化D4的开环聚合,借助超声强化聚二甲基硅氧烷(PDMS)和偶联剂对硅溶胶的表面改性。将改性硅溶胶及其混合物分散在甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的混合单体中,实施微滴乳液聚合,制备SiO₂/聚丙烯酸酯纳米复合材料。硅溶胶改性阶段的催化剂中和后成为后续微滴乳液聚合的乳化剂,而伴生的PDMS成为有效抑制单体珠滴Ostwald 熟化的超疏水剂。采用FTIR、TGA、TEM、马尔文纳米粒度仪、水接触角等测试方法对改性纳米粒、复合胶乳和胶乳薄膜进行表征。结果表明,PDMS和偶联剂在SiO₂表面形成了共价键合和包覆,且伴生的PDMS改善了复合胶乳薄膜的表面疏水性,复合粒子是聚合物基体为壳、SiO₂纳米颗粒呈海岛分散的 (多)核-壳结构形态,SiO₂占单体质量分数为3%时,平均粒径约98 nm。     

低折射率疏水SiO_2薄膜的制备和表征

为了制备低折射率疏水SiO_2薄膜,将正硅酸乙酯(TEOS)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)在碱性条件下共水解缩聚,再以六甲基二氮硅烷(HMDS)做进一步的改性,采用提拉浸渍工艺在玻璃基底上制备单层增透膜。通过对溶胶粘度随老化时间的变化规律及HMDS添加对薄膜接触角影响等的分析与研究,制备了接触角最大的低折射率薄膜;同时对薄膜的红外特性、透过率、折射率进行了表征。结果表明:TEOS和DDS共水解缩聚提高了膜层疏水性,经HMDS改性后,薄膜的接触角为149°,折射率为1.12。     

柔性非织造布和玻璃纤维布叠层热压制备玻璃纤维布/聚苯硫醚复合板材

为改善玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS）复合板材的力学性能,分别以柔性的玻璃纤维布和PPS非织造布作为增强体和基体,采用叠层热压成型法制备出刚性的复合板材,采用力学性能测试、XRD、PLM、SEM研究了热压温度、热压时间、玻璃纤维含量和处理玻璃纤维布的硅烷偶联剂种类对复合板材的力学性能、结晶度、结晶形态和微观形貌的影响。结果表明,在无硅烷偶联剂处理玻璃纤维布时,控制热压温度为320℃,热压时间为30 min,压力为30 MPa,玻璃纤维质量分数为50%,复合板材的拉伸强度和弯曲强度最佳,分别为286.0 MPa和175.0 MPa,缺口冲击强度达到61.6 MPa。使用硅烷偶联剂KH560处理玻璃纤维布,在最佳成型工艺条件下,复合板材力学性能改善最明显,其弯曲强度为394.9 MPa,弯曲模量为23.6 GPa,层间剪切强度为16.4 MPa,缺口冲击强度为81.0 MPa。通过优化实验条件和使用硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面,复合板材的力学性能得到了明显提高。     

硅烷偶联剂对制备硅酸锆薄膜及其抗氧化性能的影响

采用乙酸锆和正硅酸乙酯为原料, 硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅(APTES)为表面改性剂, 通过溶胶-凝胶法制备了致密硅酸锆薄膜。系统研究了APTES的添加对硅酸锆薄膜的晶体结构、显微形貌及其抗氧化性能的影响。实验结果表明, 添加硅酸锆摩尔浓度10mol%的APTES可以制备出纯相的致密硅酸锆薄膜, 超过这一浓度则会出现少量的SiO₂杂质, 同时造成硅酸锆溶胶的黏度迅速升高。AFM测试结果表明添加APTES制备的薄膜更致密平滑。1300℃抗氧化测试102 h后, 未镀膜的碳化硅基底增重0.16%, 相比之下, 添加APTES前后的样品的增重分别为0.08% 和0.03%, 说明添加APTES有利于提高ZrSiO₄薄膜的致密度, 进而提高其抗氧化性能。     

硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征

利用硅烷偶联剂对集料进行表面改性,使其与集料发生水解和固化反应。基于表面能理论、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等微观分析手段对改性前后的集料进行表征,通过直接拉伸、水煮法、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验等宏观手段对改性前后的集料性能进行验证。结果表明硅烷偶联剂表面改性后的集料接触角减小,由原来的亲水性变为亲油性;红外光谱(FTIR)发现硅烷偶联剂与集料之间产生了Si—O—C、Si—O—Si共价键和氢键;扫描电镜(SEM)观测到集料表面形成了一层聚硅氧烷偶联层薄膜,表明集料表面已引入了硅烷偶联剂中的亲油基团;浸水前后表面改性的集料比原集料抗拉强度损失率下降了42.2%;集料与沥青之间的粘附性等级可达到5级,沥青混合料残留稳定度提升11.54%,冻融劈裂强度比提升39.26%。说明了硅烷偶联剂成功对集料进行表面改性,并改善了集料的表面性能。