超疏水SiO_2/含氟聚合物复合材料的制备与表征EI北大核心CSCD

以乙烯基功能化的SiO2粒子(Vinyl-SiO2)为种子,苯乙烯(St)和甲基丙烯酸十三氟辛酯(FOMA)为共聚单体,通过乳液聚合法制备了SiO2/含氟聚合物(SiO2/PFS)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、透射电镜等方法对产物的化学组成及形态进行了表征。结果表明,含氟聚合物成功接枝在SiO2粒子的表面,SiO2/PFS复合材料呈不规则的核壳结构。对SiO2/PFS复合材料进行水接触角测定,结果显示,FOMA的用量对SiO2/PFS复合材料的疏水性有较大的影响。当m(FOMA)/m(St)=0.3时,SiO2/PFS复合材料在1~14的pH范围内具有很好的化学稳定性,且接触角高达171°。     

水分散性纳米SiO_2/含氟聚合物复合乳液的制备及表征

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为原料,在十二烷基硫酸钠(SDS)/OP-10复合乳化剂作用下,以氨水为催化剂制备水分散性功能化纳米SiO2粒子。采用乳液聚合法,在乙烯基功能化纳米SiO2表面接枝短氟链含氟丙烯酸酯聚合物,合成纳米SiO2/含氟聚合物复合乳液,并通过红外光谱(IR)、粒径分析、热失重(TGA)等方法表征所得产物的结构及性能。结果表明,纳米SiO2/含氟聚合物复合乳液具有较好的分散稳定性及耐热稳定性。     

LLDPE/MAH-LLDPE/SiO_2复合材料的形态结构与增韧机理

采用线型低密度聚乙烯(LLDPE)、纳米二氧化硅(SiO2)与马来酸酐接枝的LLDPE(MAH-LLDPE)通过熔融共混与注塑成型工艺,制备了LLDPE/MAH-LLDPE/SiO2复合材料。MAH-LLDPE对LLDPE/SiO2复合材料起到了界面增容作用,纳米SiO2粒子以30 nm~160 nm的尺寸较均匀地分散在复合材料中,并与聚合物基体形成良好的界面粘接。这些均匀分散的SiO2粒子起到异相成核作用,促进了复合材料中LLDPE相的结晶,提高了其晶面厚度、熔点和结晶温度;另一方面,SiO2和MAH-LLDPE中少量的凝胶降低了LLDPE的结晶度。在复合材料冲击断裂过程中,纳米SiO2粒子起到应力集中作用,诱导其邻近的聚合物基体屈服、界面空化;同时呈多尺度分布的纳米SiO2聚集粒子发生粒子间的分离,吸收能量,从而实现了对LLDPE的增韧作用。     

纳米微结构涂层的制备及其超疏水性研究

通过简便的纳米粒子填充法制备超疏水表面,将SiO2纳米粒子与含氟丙烯酸酯聚合物按不同比例混溶制备出具有不同微结构的表面,并探讨了表面微结构对润湿性能的影响.接触角测试表明,随着SiO2纳米粒子含量的增加,涂层与水接触角逐渐增大,并且当SiO2与聚合物质量比＞1.2时发生突跃,显示出超疏水性质.采用X射线光电子能谱分析了涂层表面化学环境,通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、孔结构分析等方法观察和分析了不同SiO2纳米粒子含量时涂层表面微结构.研究结果表明,涂层表面润湿特性的变化主要归因于其表面微结构的不同.并通过粗糙表面润湿理论的Wenzel模型和Cassie模型解释了表面微结构对润湿性的影响及接触角的突跃现象.     

二氧化硅/聚合物纳米复合材料的研究进展

目的总结二氧化硅(SiO2)/聚合物纳米复合材料的制备方法以及应用等最新研究进展。方法分别从物理法、化学法两大类对国内外SiO2/聚合物纳米复合材料的制备方法优缺点进行阐述总结,并结合SiO2的特点对其应用现状进行详细描述。结果两大方法中,化学法所制备的SiO2/聚合物纳米复合材料分散性好、功能多样、性能高,是目前制备SiO2/聚合物纳米复合材料的最常用方法。SiO2/聚合物纳米复合材料在多功能涂料涂层以及生物医学和环境等领域具有重要应用。结论SiO2/聚合物纳米复合材料的制备方法日趋完善,但在其制备过程中依然存在部分问题尚未解决;对SiO2颗粒进行化学接枝和表面改性,改善其在聚合物材料中的分散,可以进一步改善和拓宽SiO2/聚合物纳米复合材料的应用范围,这也是未来SiO2研究的重要发展方向之一。     

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。     

新型二元含氟共聚乳液的制备

以甲基丙烯酸-β-(全氟烷氧基酰基)乙脂均聚物、甲基丙烯酸甲酯为主要原料,制备固相质量分数为23%,乳胶粒子粒径为76¹00 nm的一系列稳定的二元含氟共聚物乳液,并对聚合物结构进行红外光谱表征,讨论单体配比对聚合物玻璃化转变温度、热稳定性及乳胶膜对水接触角的影响。结果表明,随着含氟单体用量的增加,聚合物的玻璃化转变温度降低;新型含氟共聚物较原含氟均聚物有较好的热稳定性;随着含氟单体的增加,乳胶膜对水的接触角增大。     

聚苯乙烯/纳米SiO2复合颗粒制备与表征

为改善二氧化硅(SiO2)纳米粒子与聚合物基体间的亲和性,使SiO2表面功能化,将硅烷偶联剂KH-570引入C=C基团,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯(St)单体,实现了纳米二氧化硅表面的聚苯乙烯(PS)高分子包覆改性,制备了具有核/壳结构的SiO2-PS复合纳米粒子,产物的单体转化率和接枝效率在80%以上.研究了二氧化硅含量和偶联剂用量对聚合反应的单体转化率和接枝效率的影响,探讨了偶联剂的作用机理,利用FT-IR、TEM、TG对SiO2-PS复合粒子的表面结构进行了表征.结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,壳层厚度在20nm左右,乳液聚合过程可有效使二氧化硅的团聚体剥离呈纳米级颗粒.     

SiO2-聚合物杂化微球改性聚丙烯的非等温结晶动力学

将原位乳液聚合制得的SiO2-聚合物杂化微球与聚丙烯熔融共混制备了SiO2/聚丙烯(SiO2/PP)复合材料,利用差示扫描量热法(DSC)研究了SiO2/PP复合材料的非等温结晶动力学行为.结果表明,SiO2-聚合物杂化微球具有明显的异相成核效应,提高了PP的结晶温度和结晶速率,同时降低了PP的结晶度,提高了PP的结晶活化能.运用Mo法处理纯PP和SiO2/PP复合材料的非等温结晶动力学,结果显示SiO2-聚合物杂化粒子降低了聚丙烯在单位结晶时间内达到一定结晶度时所需的降温速率.     

聚合物/SiO2草莓型复合粒子的制备及应用研究进展

聚合物/SiO2草莓型复合粒子是一种由SiO2颗粒包覆于聚合物胶体粒子表面形成的微尺度复合材料。因其具有聚合物与无机物质SiO2的相关特性以及一些新的复合协同效应,又具有精细复杂的微纳米结构,所以引起了研究者的广泛关注。文中重点阐述了聚合物/SiO2草莓型复合粒子制备方法的相关研究进展,并对各种方法的适用性进行了比较,同时对该种材料在超疏水涂层和抛光技术等方面的应用情况及发展前景进行了概述。     

表面修饰纳米SiO2与聚丙烯共混制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料

二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到SiO2表面制备出丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子.丙烯酸酯修饰SiO2纳米粒子与聚丙烯(PP)熔融共混制备PP/SiO2纳米复合材料.研究了纳米粒子对复合材料力学性能的影响,并对纳米粒子增韧机理进行了研究.研究结果表明:复合材料冲击强度在SiO2含量为3.5 wt%时达到最大值,SiO2纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果.     

前驱体对水性PU/SiO_2复合材料结构与耐水性能的影响

在阴离子水性聚氨酯分散体(WPU)存在下,通过前驱体正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)的共水解缩合反应,在m(前驱体)/m(WPU)为1时制备出WPU/SiO2(WPUS)复合材料。研究了n(MTES)/n(TEOS)对WPUS复合乳液平均粒径及粒子形貌、膜表面形貌及耐水性能的影响。结果表明,随着n(MTES)/n(TEOS)由0增大到1.5,复合乳液平均粒径由130 nm逐渐减小为107 nm;没有加入MTES的乳液中SiO2粒子以无规则形态非均匀分布,而加入MTES后乳液中SiO2为均匀分布的规则球形;随n(MTES)/n(TEOS)增大,复合膜表面SiO2分布均匀度逐渐提高,表面粗糙度逐渐减小,同时膜的水接触角逐渐增大,吸水率逐渐下降。     

乳液聚合制备SiO_2/PMMA-DMEMA亚微米复合微球及其表征

用溶胶凝胶法制备出表面含可聚合官能团的亚微米SiO2粒子,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合单体,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMEMA)为功能单体,在复合乳化剂SE-10/OP-10的作用下,通过SiO2粒子表面上的乳液聚合成功制备出了表面光滑且具有核壳结构的SiO2/PMMA-DMEMA复合粒子,并对得到的复合粒子采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、光电子能谱(XPS)和热失重分析(TGA)进行表征。TEM结果显示,SiO2处于内层,大小约170 nm;外层包覆了厚度约20 nm的聚合物。XPS表明,SiO2被聚合物包覆后,N元素的摩尔分数为2.08%,其表面Si元素的摩尔分数降到2.21%。复合粒子经TGA分析后,聚合物与SiO2质量比(fp)为69.4/100,其中PMMA和PDMEMA含量分别为29.0%和10.1%;复合粒子经甲苯抽提后,聚合物与SiO2的质量比(fp)为60.1/100。聚合物的有效接枝率(fe)约为86.6%。     

聚氨酯-含氟丙烯酸酯防水防油性复合乳液的制备及性能

以自乳化自交联的阳离子水性聚氨酯乳液(PU)为种子乳液进行含氟丙烯酸酯(FA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯 (BA)等乙烯基单体的自由基共聚合,制得阳离子聚氛醋-含氟丙烯酸酯(FPUA)复合乳液.通过红外光谱分析、接触角测试、表面自由能计算、粒径及粒径分布测试及透射电镜测试对聚合物乳液及其膜结构与性能进行了表征.结果表...     

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。     

PMMA/纳米SiO2纳米复合材料的制备和界面研究

用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2进行修饰改性,采用原位分散聚合法制备了PMMA/纳米SiO2纳米复合材料,用溶解实验、力学性能、SEM和DMA等方法对纳米SiO2粒子和PMMA基体之间的界面相容性进行了表征和研究,由拉伸强度计算出来界面相互作用参数B.结果表明:SiO2在基体中可能起到了交联点的作用;改性后的氧化硅与聚合物基体形成强的界面结合;随着纳米粒子含量的增加,粒子和聚合物基体之间有效的界面相互作用越强.     

PMMA-b-PHEA/纳米SiO_2复合材料的制备和表征

通过分步法合成了PMMA-b-PHEA嵌段共聚物,采用硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行改性,得到活化SiO2,进而在THF溶剂中制备出PMMA-b-PHEA/纳米SiO2复合材料,通过GPC、FTIR、TGA、DTA、SEM等方法对嵌段共聚物以及复合材料的结构和性能进行了分析。结果表明:嵌段共聚物PMMA-b-PHEA与活化纳米SiO2形成复合材料,且纳米SiO2粒子在聚合物基体上分散性较好。与嵌段共聚物PMMA-b-PHEA相比,复合材料的热稳定性能明显提高。     

SiO2/凹凸棒石纳米复合材料的制备及在硅橡胶中的应用

以硅酸钠为硅源,采用化学沉淀法在凹凸棒石表面原位生成纳米SiO2,制备SiO2/凹凸棒石纳米复合粉体。利用FTIR,TG-DTG,TEM,氮气吸附脱附曲线等方法对复合材料进行表征。以它为补强剂,采用机械共混法对甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)进行填充,制备了具有优异力学性能的纳米AT/MVQ复合材料。结果表明,在凹凸棒石表面存在无晶型的SiO2粒子的同时,凹凸棒石分散体之间也存在SiO2的聚集体,粒径大约在6～8nm,复合材料应用在硅橡胶中具有补强效果。     

一种新型含氟-羧基聚合物添加剂对聚氯乙烯(PVC)膜性能的影响

合成了一种含氟和羧基的新型聚合物添加剂,全氟烷基-聚乙二醇乙酸[FPEG(COOH)],将其用于聚氯乙烯(PVC)膜的共混改性研究.通过对凝固浴的组成、铸膜液中聚合物的浓度以及添加剂的含量进行考察,探讨了这些因素对膜的结构、表面特性、机械强度以及水通量和分离效率的影响,并通过红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的膜的表面化学特性及断面的结构和形态进行了表征.研究结果表明,含氟聚合物FPEG(COOH)的添加,能够改善PVC膜的亲水性和疏油性,增大PVC膜的纯水通量,并实现了较高的截留率.当添加质量分数为40%的含氟聚合物时,PVC/FPEG(COOH)共混膜的水接触角为58.4°,油接触角为61.8°,纯水通量达226.5L/(m~2·h),其对正十六烷的截留率高达96.7%.     

不同结晶性能聚合物/纳米SiO2复合材料的制备与阻隔性能

选取3种偶联剂(KH550、KH560和KH570),将纳米SiO2进行改性,并采用熔融共混法分别与4种结晶性能不同的聚合物(HDPE、PP、PVC和PC)共混制备了一系列纳米复合材料(0～5%(质量分数)SiO2),并吹塑成薄膜。采用红外光谱(IR)、差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对纳米SiO2和复合材料的结构进行了表征,并对复合材料的力学性能、阻隔性能等进行了表征。结果表明,纳米SiO2与偶联剂均形成化学键合,改性后的纳米SiO2在各聚合物中分散较好,且在聚合物中起到异相成核的作用。在相同纳米SiO2含量下,SiO2对结晶性能不同的聚合物的结晶改善情况有差异,且纳米SiO2的异相成核作用在结晶性聚合物中更为明显,能使复合材料的结晶更为完善,结晶性能的改变与复合材料的阻隔性能能够形成一定关系。