SiO_2/PEG200剪切增稠液体的制备及粘度性能分析

以纳米SiO_2粉体为分散相,PEG200为分散介质获得了不同质量分数的剪切增稠液体,并分析了SiO_2质量分数及粒径对剪切增稠液体流变性能的影响。测试结果表明,欲提高剪切增稠性能,可通过减少分散相粒径,同时增加分散相质量分数来实现;但当分散相质量分数较高时,需要添加以无水乙醇为代表的稀释剂,降低液体的粘度,以获得分散均匀的剪切增强液体;同时为去除搅拌过程中产生的气泡,需对制备的剪切增稠液体进行真空处理,但真空处理时间不宜太长,以免分散相和分散介质的过度损失。     

STF/UHMWPE织物复合材料防刺性能的研究

为拓宽STF/防刺织物复合材料的种类,寻求更轻、更薄、更软和更经济的防刺材料,用原生粒径20nm的SiO2分散于PEG200中制得不同SiO2含量的STF,通过浸泡的方式制备出STF/UHMWPE织物复合材料.参照GA 68—2003《防刺服》标准,在TLC-30A微处理器控制落锤式防刺服专用冲击试验机上测定不同条件下STF/UHMWPE复合材料的防刺性能.结果表明,STF能明显增强UHMWPE织物的防刺性能,STF/UHMWPE无纺布复合材料的防刺性能优于STF/UHMWPE机织布复合材料;并且随着STF固含量的增大,STF增强织物防刺性能的效果越显著;STF/UHMWPE复合材料与纯UHMWPE复合铺层的防刺性能优于STF/UH-MWPE复合材料单独铺层时,而且STF/UHMWPE复合材料放在最上层效果较好.     

纳米SiO2-聚乙二醇分散体系的分散性及流变行为研究

为了减轻个体防刺装甲质量、增加其穿着舒适性,人们尝试将具有剪切增稠作用的剪切增稠液体（STF）用于改性防护织物．理想的STF取决于流体的分散性与流变行为．本文选用市售国产纳米SiO2、聚乙二醇（PEG）及硅烷偶联剂A1120,采用球磨方法配制分散体系,通过考察球磨时间、分散剂用量等因素考察该体系的分散性和流变性．流体的分散性与流变行为影响因素实验结果表明：延长球磨时间和增加分散剂含量,可有效防止纳米SiO2团聚,提高其分散性;当分散剂含量较低时,随着球磨时间延长、分散剂含量增加、分散相含量增加,纳米SiO2-聚乙二醇分散体系都具有明显的先剪切变稀后剪切增稠的效果;而当分散剂含量过大时,体系则是先剪切增稠后剪切变稀．     

剪切增稠液体增强织物防刺性能的机理研究

制备出质量分数分别为20%和26%的剪切增稠液体(STF),研究了其流变性能、浸渍UHMWPE织物后所得的复合材料在不同条件下的防刺性能和STF增强织物防刺性能的机理.结果表明:2种液体均具有先剪切变稀后剪切增稠的流变性能曲线;由于STF具有钝化刀具和限制织物纱线或纤维移动的作用,能明显增强UHMWPE织物的防刺性能;STF/UHMWPE无纺布复合材料的防刺性能优于STF/UHMWPE机织布复合材料;随着STF固含量的增大,STF增强织物防刺性能的效果更加显著;STF/UHMWPE复合材料与纯UHMWPE复合铺层的防刺性能优于STF/UHMWPE复合材料单独铺层时的防刺性能,而且STF/UHMWPE复合材料放在最上层效果较好.     

STF-柔性复合材料的防弹性能研究

为了研究STF-柔性复合材料的防弹性能和冲击耗能模式,首先使用纯Kevlar织物和STF的分散体系按照一定的工艺复合制备成ST F-柔性复合材料,然后采用万能材料试验机对其进行拉伸性能测试,并借助气控高速发射装置分别对不同SiO2固含量以及不同铺层角度的STF-柔性复合材料进行防弹性能测试,以单位面积吸收的能量来表征其防弹性能。结果表明：万能材料试验机低速作用时,纯Kevlar织物和ST F-柔性复合材料断裂强力基本一致,说明STF的黏度不会剧烈增加而影响人们的活动;随着SiO2固含量由0增加到45％,单位面积吸收能量由78．8J·m2/kg增加到87．4J·m2/kg,说明STF-柔性复合材料的防弹效果变佳;铺层角度对防弹性能的影响由优到劣的顺序为45°;、90°、0°。     

STF-柔性复合材料的防弹性能研究

为了研究STF-柔性复合材料的防弹性能和冲击耗能模式,首先使用纯Kevlar织物和STF的分散体系按照一定的工艺复合制备成STF-柔性复合材料,然后采用万能材料试验机对其进行拉伸性能测试,并借助气控高速发射装置分别对不同SiO2固含量以及不同铺层角度的STF-柔性复合材料进行防弹性能测试,以单位面积吸收的能量来表征其防弹性能。结果表明:万能材料试验机低速作用时,纯Kevlar织物和STF-柔性复合材料断裂强力基本一致,说明STF的黏度不会剧烈增加而影响人们的活动;随着SiO2固含量由0增加到45%,单位面积吸收能量由78.8J·m2/kg增加到87.4J·m2/kg,说明STF-柔性复合材料的防弹效果变佳;铺层角度对防弹性能的影响由优到劣的顺序为45°、90°、0°。     

磁性纳米二氧化硅的制备与性能研究

纳米二氧化硅(nSiO2)微球因其比表面积大、表面吸附力强、其表面富含可供改性的化学官能团,并且稳定性高,目前已经广泛用于模板化包药、药物运载、药物缓释等领域.以磁性Fe3O4为核,采用共沉淀法制备出有核壳结构的磁性纳米二氧化硅(nMSiO2)微球,在药物传输以及荧光标记诊断方面可以实现磁导向,具有潜在的应用价值.在nMSiO2微球上接枝可以发荧光的异硫氰酸(FITC),可以实现磁引导的同时示踪.获得的nMSiO2微球利用磁性测试、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(FTIR)进行结构和性能的表征,结果表明,nSiO2微球包裹了磁性Fe3O4后,nMSiO2微球具备磁性,且其性能与纯nSiO2有了本质的差异,接枝异硫氰酸且能够发出荧光.     

纳米二氧化硅对聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化材料性能影响

用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米二氧化硅进行了表面改性,并将其填充到聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化材料中。扫描电镜(SEM)观察表明:适量KH-570改性的纳米二氧化硅在聚氨酯丙烯酸酯中分散性好。对含有不同质量分数改性纳米二氧化硅粒子的聚氨酯丙烯酸酯紫外光固化材料的固化膜进行了柔韧性、铅笔硬度、拉伸强度、拉伸断裂伸长率和抗冲击强度测定,结果表明:当KH-570改性的纳米二氧化硅质量分数为4%时,固化膜的拉伸强度达到6.68 MPa,拉伸断裂伸长率为11.88%,抗冲击强度为50 kg·cm。 更多还原     

磁性二氧化硅纳米粒子的制备及性能

为了克服磁性四氧化三铁纳米粒子易团聚、易氧化、耐酸性差等缺点,提高其在催化剂、靶向药物载体、生物分离、核磁共振成像、磁热疗等领域的利用效率,采用共沉淀法合成了四氧化三铁纳米粒子,然后以其为核用Stber法制备出二氧化硅包覆四氧化三铁的复合纳米粒子. 对包覆前及包覆后的磁性纳米粒子分别进行了X射线衍射、透射电子显微镜、振动样品磁强计的表征,并研究了二氧化硅的包覆对四氧化三铁纳米粒子磁性和耐酸性的影响. 实验结果表明:磁性四氧化三铁及磁性二氧化硅纳米粒子的粒径分别为约20 nm和40 nm;磁性四氧化三铁的磁饱和强度为5.7 emu/g,磁性二氧化硅纳米粒子的磁饱和强度也达到5.1 emu/g;此外,在稍微降低磁性的条件下,表面二氧化硅的包覆显著改善了四氧化三铁纳米粒子的分散性和耐酸性.     

STF-芳纶织物复合材料防刺性能研究

以不同质量分数的SiO_2和不同摩尔质量的聚乙二醇(PEG)通过声化学方法制备了剪切增稠液体(Shear Thickening Fluid, STF),并将其浸渍到芳纶织物制成了STF-芳纶复合材料,研究了这种复合材料的动静态防刺性能和柔韧性,并与纯芳纶织物性能进行了对比.通过对比不同配比SiO_2和PEG制备的STF可知,随着SiO_2颗粒质量分数的增加,颗粒间的作用力增强,摩擦力增大,故STF的剪切增稠能力明显增强,并且SiO_2颗粒质量分数越高STF的剪切增稠能力越高.在静态防刺性能测试中,在SiO_2颗粒质量分数相同的条件下,用摩尔质量为200 g/mol的PEG时,芳纶织物的静态防刺性能好于其他摩尔质量的STF.在柔韧性测试中,所制芳纶织物的弯曲度随着SiO_2质量分数和PEG摩尔质量的增加而减小.     

硅溶胶制备纳米二氧化硅的工艺研究

以碱性硅溶胶和无机酸为原料,水和甲醇为反应介质,加入适宜的分散剂,反应体系在适宜的反应温度和pH值下反应一定时间,经过真空脱水干燥和超细筛网筛分得到稳定的纳米二氧化硅粉体。该方法的最佳工艺条件:反应温度50℃,pH=7.5~8.0,反应体系硅溶胶质量分数10%~20%,反应时间45 min。实验结果表明,制得纳米SiO2粉体的粒径为20~40 nm,比表面积大,分散性好,纯度在99%以上。该方法工艺简单,实用性强,适宜工业化生产。     

改性环氧树脂接枝纳米二氧化硅的机理

为了改善纳米二氧化硅易聚集成团且与有机基体之间结合力差的缺陷,结合环氧树脂具有较多活性基团、良好的油溶性等特点,将环氧树脂扩链并接枝到纳米二氧化硅的表面.通过调节反应温度、改变对-氨基苯甲酸和环氧树脂的配比优化出最佳改性方案,利用沉降实验、吸水实验和红外光谱分析来衡量改性效果,并对改性前后纳米二氧化硅的表面极性、分散能力等性能进行分析,得出对-氨基苯甲酸和环氧树脂E-44的摩尔比为1∶1、改性温度为100℃时改性效果最好.最后,建立微观模型,分析改性机理.     

有机累托石／环氧树脂纳米复合材料制备及其流变性能研究

采用自制离子液体型累托石,用熔融插层法制备有机累托石／环氧树脂／桐油酸酐纳米复合材料。分别用XRD、DSC、旋转流变仪对复合材料的微观结构、固化动力学和流变性能进行测试。结果表明,有机累托石含量较低时在环氧树脂基体中形成了剥离型纳米复合材料;有机累托石的加入,降低了环氧树脂／桐油酸酐体系固化反应的活化能和频率因子,但环氧树脂／桐油酸酐体系的固化反应不是简单的一元反应,有机累托石的加入并不改变其固化反应机理;随着有机累托石含量的增加,环氧树脂／桐油酸酐体系的黏流活化能逐渐增大。     

纳米SiO_2对环氧树脂性能的影响

利用拉伸试验、冲击试验、扫描电镜等方法,研究了纳米SiO2在环氧树脂中的均匀分散情况,探讨了该复合材料的结构和性能.试验结果表明,纳米SiO2均匀地分散在环氧树脂基体中,有效地改善了环氧树脂的力学性能,并对环氧树脂有增韧和增强的作用.     

基于二氧化硅纳米粒子的吸附分离材料及其应用

二氧化硅纳米粒子是一种重要的复合材料制备基质,具有独特的物理化学性质,是制备吸附分离材料理想的支撑材料.将其他组分的吸附材料结合二氧化硅基质,能显著地提高复合材料的分离能力和吸附性能,利用基于二氧化硅纳米粒子制备复合型吸附分离材料具有广阔的应用前景.本文主要介绍了各种基于二氧化硅纳米粒子的复合材料的组成类型、制备方法以及材料的吸附分离性能,详细阐述了基于二氧化硅纳米粒子复合材料在吸附分离领域的应用研究进展,并对未来的发展趋势进行了展望.     

纳米CaCO3／SiO2复合粒子对硅橡胶性能的影响

硅橡胶力学性能差．需要补强．这是硅橡胶产品开发的关键。本文报道用溶胶沉淀法制备具有核一壳结构的纳米CaCO3／SiO2复合粒子．将该复合粒子替代部分二氧化硅作为硅橡胶的补强材料。通过实验确定它对硅橡胶的力学性能和热稳定性能的影响。比较用纳米CaCO3／SIO2复合粒子以及用CaCO3补强的硅橡胶。前者不仅物理力学性能较佳，而且能降低材料的成本。但后者耐热性能较好。     

聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料流变性能及抗紫外性能的研究

采用毛细管流变仪和熔融指数测定仪对聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的流变性能进行了研究，讨论了复合材料的熔融指数、非牛顿指数、表观粘度及粘流活化能与组成之间的关系。考察了复合材料的抗紫外性能。结果表明：复合材料流体为假塑性流体，其表观粘度对剪切速率的依赖性随纳米蒙脱土质量分数的增大而变小；复合材料的表观粘度随纳米蒙脱土质量分数的增加而逐渐增大，纳米蒙脱土的加入对体系流动有一定的阻碍作用；随着纳米蒙脱土质量分数的增大，复合材料对紫外光的屏幕效果越来越强。