纳米SiO_2表面改性及其应用

纳米SiO2粒子具有极大的比表面积和表面能,因而极易团聚,致使其在应用中无法发挥纳米粒子的优异性能,通过对纳米粒子表面改性可改善这一状况。纳米粒子表面改性的方法有:酯化法、偶联剂法、表面活性剂法、接枝聚合法、高能法等。改性后的纳米SiO2,因其独特的物理、化学、光学等性能在功能材料、塑料、橡胶、涂料及生物医药等方面得到广泛的应用。     

TDI改性纳米SiO2表面

甲苯二异氰酸酯（TDI）中的－NCO基团与纳米SiO2表面的－OH反应可使高反应活性的NCO键合剂SiO2上,从而对纳米SO2的表面进行有效地改性。系统地研究了反应物质量比,反应温度、溶剂种类和用量、纳米SiO2的活化处理等诸多因素对TDI与SiO2表面－OH反应的影响,并通过FTIR和TGA证实了反应产物的存在。     

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.     

SiO2纳米粒子增强改性聚乙烯力学性能的研究

以不同比例的SiO2纳米粒子与mLLDPE／LDPE基材进行熔融共混所获得的复合材料为研究对象,力学性能测试和SEM、TEM观察照片研究结果表明：当使用经处理的2％SiO2纳米粒子时,其复合材料力学性能达到最佳值;与纯mLLDPE／LDPE相比,拉伸强度、断裂伸长率分别提升了13．7MPa和174．9％,表明了SiO2无机纳米粒子被分散于基材中,与基材形成牢固的界面结合,与基体树脂之间的链段发生缠结,形成了有利于力学性能提高的界面结构．     

纳米SiO2微球的尺寸调控、表面改性及应用

采用改进St?ber法,通过调节反应物的配比对纳米SiO2微球的尺寸进行调控;同时,为改善SiO2与有机体系的相容性,采用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对SiO2进行了表面改性.研究发现:乙醇和正硅酸乙酯的体积比显著影响SiO2的微球尺寸,乙醇用量越大,粒径越小;随着KH570用量的增加,SiO2表面羟基含量先急剧下降,后趋于稳定;含7％纳米SiO2的聚甲基丙烯酸酯(PMMA)复合凝胶电解质的电化学性能、导电性能和力学性能均明显增加.将纳米SiO2复合凝胶电解质组装为导电玻璃(ITO)‖SiO2/碳酸丙烯脂-高氯酸锂(PC-LiClO4)/PMMA‖金属-超分子聚合物‖ITO的透射式全固态电致变色器件,可在蓝紫色和黄绿色之间变色,与空白样品相比,其色差明显增大.     

纳米二氧化钛表面改性的研究

对用电解法制备的纳米金红石型二氧化钛粉体进行了表面改性研究，分别采用硬脂酸钠和聚乙二醇改性剂．实验研究了改性剂用量、浓度及改性时间对粉体表面的影响，结果表明，控制适当的改性剂用量及浓度和时间，可获得较好的表面改性效果，最后对纳米二氧化钛表面改性机理进行了分析、     

纳米二氧化钛表面的化学改性及表征

研究了利用偶联剂A，偶联剂A和B复合两种改性纳米二氧化钛的方法，并通过FT—IR，SEM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能。结果表明偶联剂A和偶联剂B与二氧化钛表面羟基发生化学偶联反应，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甲苯中具有良好的分散性能。     

纳米Z_rO_2超细粉的制备及表面改性

通过加入适宜的分散剂,采用共沉淀法制备了纳米级ＺｒＯ２超细粉,其粒度分布均匀,且分散性好,所得粉体进行了表面改性,使粉体表面由极性转变为非极性。     

纳米二氧化钛表面的化学改性及表征

研究了利用偶联剂A,偶联剂A和B复合两种改性纳米二氧化钛的方法,并通过FT-IR,SEM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能.结果表明偶联剂A和偶联剂B与二氧化钛表面羟基发生化学偶联反应,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甲苯中具有良好的分散性能.     

层状液晶中SiO2纳米粒子的制备

在TritonN-101／n—Cl0H21OH／H2O体系层状液晶中制备了纳米粒子SiO2，并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等实验手段表征了所制备的SiO2的结构和形貌特征。     

Effect of Wet Surface Treated Nano-SiO2 on Mechanical Properties of Polypropylene Composite

Nano-SiO2/polypropylene composite was prepared by melt-blending process. The nano-SiO2 particles were organized by wet process surface treatment with silane coupling agent KH-570. The effect of mass fraction of nano-SiO2 particles and dosage of KH-570 on the toughening and strengthening of PP matrix were investigated based on the fractography of impact notch and the analysis of crystal structure by X-ray and dispersive structure of nano-SiO2 by TEM. Results show that the impact and flexural strength and modulus of the composite are improved obviously with low loading of nano-SiO2 (3wt%-5wt%), and the izod impact strength of PP increases twice with 4wt% nano-SiO2. The nano-SiO2 particles treated can disperse into the matrix resin, which has evident heterogeneous nucleation effects on the crystallization of PP. The optimal toughening and strengthening effects of PP matrix can be obtained when the content of nano-SiO2 and KH-570 are 4wt% and 3wt%, respectively.     

纳米SiO2的改性及其复合电解质的性能分析

锂离子电池具有高电压、高容量和高比能量等特点,是重要的储能器件。针对传统的液态锂离子电池容易发生电解液泄漏、燃烧爆炸和短路等问题,聚合物锂离子电池虽可以较好地解决安全问题,但仍存在电导率、离子迁移分数和力学性能较低等因素。以叔丁醇钾与纳米SiO2表面的羟基进行反应,再将1,3-丙磺酸内酯进行接枝反应,对纳米SiO2表面进行接枝改性;以改性和未改性的纳米 SiO2与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应,制备SiO2/P（ MMA-S）复合聚合电解质。FT-IR和TGA研究结果表明,纳米SiO2表面含有丙磺酸锂基团。采用扫描电镜研究改性前后的纳米SiO2颗粒的形态,发现改性后纳米SiO2粒度分布均匀、团聚减弱。SiO2/P（ MMA-S）复合聚合物电解质的研究结果表明,含有质量比为6℅的改性纳米SiO2的复合电解质膜的吸液率可达310℅,经历15 d失重率不超过18℅,抗拉强度可达40.0 MPa以上,断裂伸长率也超过40℅,交流阻抗法测定其室温电导率可达3.98×10-3 S/cm。     

聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合材料研究

目的分析纳米SiO2对聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合材料基体的各方面性能的影响．方法采用在位分散聚合方法制备聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合材料,利用硅烷偶联剂KH-570对纳米颗粒表面进行改性,比较改性前和改性后的纳米SiO2及物理方法和化学方法改性的纳米SiO2对复合材料抗折性能、耐热性、耐溶剂性能的影响,并利用扫描电镜拍摄断面照片,观测基体内纳米颗粒的分散形态与材料断面．结果经KH-570表面改性后的纳米材料在基体中分散均匀,复合材料的力学强度虽没有明显提高,但将其玻璃化温度提高了10℃,耐溶剂性也较聚甲基丙烯酸甲酯有明显改善;物理方法处理纳米颗粒表面改性效果更加突出．结论表面改性后的纳米SiO2对聚甲基丙烯酸甲酯的耐热性、耐溶剂性能有明显改善,利用物理方法对纳米颗粒表面改性更适用于工程应用．     

矿物纤维表面改性及其在造纸中应用

针对造纸常用填料(滑石粉、碳酸钙)加填量较大时填料留着低、纸张强度严重下降等问题,选用具有较高长径比的矿物纤维为原料,利用淀粉与棕榈酸反应形成疏水复合物包覆在矿物纤维表面的方法对其表面改性,研究改性矿物纤维制备工艺及改性前后矿物纤维对纸张性能的影响.结果表明:当m(淀粉):m(矿物纤维)为1:1,m(棕榈酸):m(淀粉)为3:10、反应温度80℃时,制得的改性矿物纤维性能相对最好,相同加填量下,加填改性矿物纤维的纸张不仅填料留着高,而且仍具有良好的性能,当加填量为25%时,加填改性矿物纤维纸张的耐破指数和抗张指数分别比加填原矿物纤维的纸张提高了42%和35%,纸页灰分前者比后者高9.9%,且纸张白度明显提高.     

Preparation of Nano-SiO2 / amino-modified polysiloxane hybrid superhydrophobic coating and thermal-stability characterization

We put forward a large-area and cost-effective method to fabricate superhydrophobic coating by introducing in-situ functionalized nano-SiO2 into side-amino modified hydroxy-terminated polydimethylsiloxane(SA-HTPDMS) curing system. With the characterization using water contact angle(WCA) tester, Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), scanning electron microscope(SEM), atomic force microscopy(AFM) and simultaneous thermal analysis, the as-prepared coating displayed a tremendous WCA of 154.8±1°, sliding angle(SA) about 3.5° and stable self-cleaning property range from-10 to 80 ℃. It was also found that the synergistic effect of surface micro-nano hierarchical structure and chemical hydrophobicity, stability from matrix had made contributions to the superhydrophobicity and excellent heat resistance up to 300 ℃.     

聚丙烯/纳米SiO2 复合材料的制备和表征

使用熔融共混法制备了聚丙烯（PP）／纳米SiO2复合材料。研究发现，硅烷偶联剂对纳米SiO2在PP中的分散起一定的作用，但不是非常有效。添加马来酸酐接枝聚丙烯（PP—g—MAH）相容剂后，可以使纳米SiO2均匀地分散于PP中。当纳米SiO2的质量分数为2％时性能较优，与纯PP相比，V形缺口冲击强度提高了90％，拉伸强度提高了5％，弯曲强度提高了23％。最后，对PP—g—MAH大幅度改善纳米SiO2在PP中分散效果的机理作了初步推断。     

锂离子电池正极材料表面包覆MgO的研究

锂离子电池正极材料和电解液之间的恶性相互作用是引起正极材料和电池性能劣化的重要原因.实验研究了在锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4上包覆MgO来改善材料在循环过程中容量衰减过快的问题.研究表明,MgO包覆层的存在减少了正极材料与电解液的直接接触,阻止了电解液对材料的侵蚀,从而有效地改善了材料的循环性能.     

纳米二氧化硅/聚酰亚胺杂化膜制备方法及表征

采用超声波机械共混法与溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅／聚酰亚胺杂化膜,通过红外光谱及原子力显微镜对两种方法制备杂化膜的结构和形貌进行表征,并进行了对比分析,结果表明,超声波起助分散作用,溶胶-凝胶法制备的杂化膜中二氧化硅与聚酰亚胺基体结合性增强。