竹纤维/SiO_2杂化材料的制备、结构与性能

以竹纤维为原料,正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体,使用溶胶-凝胶法制备竹纤维/Si O2杂化材料。通过X-射线衍射分析(XRD)、红外分析(FTIR)、扫描电镜分析(SEM)和热重分析(TG)研究了杂化材料的结构特征和热性能。结果表明,竹纤维的空隙被TEOS自身水解缩合生成的Si O2凝胶粒子填充,竹纤维素中的羟基与TEOS水解产生的羟基发生缩合反应,生成Si—O—C键,形成无机/生物质杂化材料。竹纤维/Si O2杂化材料的热稳定性要好。竹纤维/Si O2杂化材料的热解起始温度为298.2℃,1 000℃时的残余物约为总重的50%。     

有机-无机同步聚合法制备水溶性酚醛树脂/SiO2杂化材料及其应用

采用有机-无机同步聚合法使酚醛树脂(PF)的单体聚合和正硅酸乙酯(TEOS)的水解缩合反应同步进行制备了水溶性PF/SiO2杂化材料。红外光谱分析和扫描电镜分析表明,在有机-无机同步聚合过程中,SiO2粒子与PF基体间形成有机、无机互穿网络结构,并且实现了有机、无机两相间的强界面结合。采用差示扫描量热仪对杂化材料的固化行为进行了研究。热失重分析表明,杂化材料的耐热性能明显提高,大大拓宽了其应用范围。     

PMDA-6FHP-DR1／SiO2杂化纳米材料的结构设计和合成

以含氟的二胺5，5′—(六氟异丙基)—二—(2—氨基苯酚)及均苯四甲酸酐(PMDA)为单体，首先合成了经酰胺化的主链上带有活性羟基的含氟聚酰亚胺，再通过Mitsunobu反应将活性生色分子分散红1(DR1)共价链接到聚酰亚胺的侧链骨架上，合成了含氟聚酰亚胺．采用溶胶—凝胶(SOl—Gel)技术，并利用偶联剂γ—氨丙基三乙氧基硅烷(AFTES)制备带有发色团的和含有硅氧烷端分子的聚酰胺酸，其中的Si(OR)3基经水解、缩合后，与正硅酸乙酯(TEOS)在催化剂作用下反应，经杂化、凝胶后，得到光学透明且热稳定性高的有机／无机杂化材料．将制得的含氟聚酰亚胺／SiO2杂化材料，采用红外光谱(FT—IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热法(DSC)，对材料的结构、表面形貌、热性能进行了表征．     

催化及杂化正硅酸乙酯防水剂的阻水性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前躯体,端羟基硅油(PDMS)为有机杂化剂,在两种催化剂酒石酸(TA)、二月桂酸二丁基锡(DBTL)的作用下,分别制备了TEOS水解-缩合溶胶、TEOS-PDMS杂化水解-缩合溶胶.利用制备的两种溶胶表层浸渍水泥净浆试件,通过测试处理水泥净浆试件的吸水率、接触角评价了两种防水剂的阻水效果;结合红外光谱分析了两种防水剂的形成过程以及作用机理.研究结果表明:表层浸渍处理的水泥净浆试件,其吸水率与水接触角具有良好的相关性;相比于TA,DBTL催化TEOS经水解-缩合形成的防水剂阻水性能更好;PDMS改性TEOS形成的TEOS-PDMS防水剂较杂化前具有更强的阻水性能;防水剂的阻水效果与其凝胶结构中的疏水基团数量密切相关.     

一步法制备纳米SiO_2/环氧树脂杂化材料的研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体、三乙烯四胺(TETA)为固化剂和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为硅烷偶联剂,采用溶胶-凝胶一步法制备SiO2/EP(环氧树脂)杂化材料。研究了TEOS和丙酮含量对杂化材料的力学性能、热性能等影响,并对杂化材料的微观相态结构和性能进行了表征和分析。结果表明:当w(TEOS)=3%(相对于改性EP质量而言)时,不加丙酮的杂化材料具有相对最好的综合性能,其断面形貌呈韧性断裂,热变形温度和玻璃化转变温度均高于纯EP体系,生成的SiO2粒径为20 nm左右且分布较均匀;加入丙酮后的杂化材料透明性变好,但其力学强度和热性能均随丙酮含量增加而降低。     

MMA-MAn-APTES共聚物/SiO2杂化材料的制备和表征

甲基丙烯酸甲酯(MMA)、顺丁烯二酸酐(MAn)和含烷氧基硅烷单体γ-氨丙基二乙氧基硅烷(APTES)以一定比例通过自由基共聚反应制得共聚物前体,将正硅酸乙酯(TEOS)在HCl催化剂作用下水解、缩合形成SiO2,然后由共聚物和SiO2通过溶胶-凝胶法合成纳米杂化复合材料,其中TEOS的质量分数从0至25%。利用傅立叶红外光谱表征了杂化材料的化学结构,溶胶抽取结果表明在杂化材料中凝胶的含量较高,对它们的形貌特性的研究结果表明:在聚合物基体中SiO2具有较好的分散性,有机-无机相相互贯穿。     

溶胶-凝胶法制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化材料研究

采用溶胶-凝胶工艺制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯(GPTMS/TEOS)杂化材料,采用正交实验法对H2O与S i的摩尔比、GPTMS与TEOS摩尔比、水解时间等影响材料性能的因素进行了优化,用热失重(TGA)和动电位扫描法研究分析了该材料的结构、耐热及防腐保护性能。结果表明:当GPTMS∶TEOS=1∶3(摩尔比),H2O∶S i=11.25∶1(摩尔比)时,该材料的耐热性及防腐保护性能最优,X射线衍射分析表明,该材料结构为非晶态结构。     

碳热还原杂化前驱体合成SiC-TaC纳米复合粉体

以五氯化钽(TaCl5)、正硅酸乙酯(TEOS)和葡萄糖(C6H12O6 H2O)为原料制备了葡萄糖复合凝胶,凝胶经过450℃煅烧得到C-SiO2-Ta2O5杂化前驱体,通过碳热还原前驱体,于1200～1500℃合成了SiC-TaC纳米复合粉体,并用X射线衍射扫描电镜和能谱仪对产物进行表征。结果表明:凝胶中无定型的SiO2和Ta2O5可通过Si—O—Ta键合,均匀分布的Si—O—Ta—C长链使得杂化前驱体内部结合成为牢固的互穿网络结构;TaC于1200℃时得到,而SiC可在1400℃开始合成,反应可在1500℃完成。在不同的钽硅摩尔比下,SiC-TaC纳米复合粉体具有差异性形貌。当钽硅比约为0.02时,SiC与TaC纳米晶粒颗粒分布均匀,同质化明显。随着钽硅比的升高,SiC有从球状转变为纳米线状的趋势。     

溶胶-凝胶法聚丙烯酸丁酯/二氧化硅杂化材料弹性体的制备与表征

用丙烯酸丁酯与少量功能单体共聚,合成了分子链侧基带羟基的聚丙烯酸丁酯(PBA)乳液,然后与硅溶胶混合,用溶胶-凝胶法制备了PBA/SiO2杂化材料弹性体;研究了SiO2含量对杂化材料弹性体力学性能及透光率的影响,并用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热分析和动态力学性能分析对杂化材料弹性体的结构进行了表征。结果表明,PBA/SiO2杂化材料热压后成为一种力学性能优良的具有一定透光率的弹性体。随着SiO2含量的增加,杂化材料弹性体的力学性能提高,透光率和SiO2粒子的粒径增加,PBA基体的玻璃化转变温度和损耗因子下降;PBA共聚物分子链侧基所带羟基与SiO2粒子表面的硅醇基发生了缩合脱水反应,形成了Si—O—C共价键,使PBA基体与SiO2粒子构成的界面结合紧密,从而赋予杂化材料弹性体以优良的性能。     

一种简单方法合成聚氨酯/二氧化硅杂化材料及其性能研究

为了获取聚氨酯/二氧化硅(PU/SiO2)杂化材料,采用在聚氨酯主链中引入硅烷偶联剂,然后在碱性且潮湿的条件下加入正硅酸乙酯(TEOS)与硅烷偶联剂缩合形成二氧化硅从而制备出PU/SiO2杂化材料.通过热失重分析(TGA)、动态热机械(DMA)以及万能拉力试验机和接触角测试,详细研究了硅烷偶联剂以及TEOS的用量对PU/SiO2杂化材料性能的影响.结果表明,生成的二氧化硅与聚氨酯形成了较强的化学作用,而不是简单的共混,同时随着生成的二氧化硅的增多,杂化材料的热学性能和力学性能都有大幅的提高,并且膜的表面能也有明显降低.