有机磷改性纳米SiO2及其在PP中的应用

用三氯氧磷和异辛醇对纳米二氧化硅(SiO2)进行表面改性,并采用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)/表面改性纳米SiO2复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、万能材料试验机等研究了表面改性SiO2和复合材料的性能。结果表明,有机磷改性后 SiO2粒子的表面没有羟基,有机磷的接枝率为1.6 %,粒度分布于4～50 μm之间,并且有良好的疏水性,复合材料的断面较规整,熔点与PP基本一致;复合材料在失重的各个阶段对应的温度均比PP高7～10 ℃;改性纳米SiO2能够改善PP复合材料的热稳定性和阻燃性能。     

烷基链改性纳米二氧化硅增强聚丙烯的研究

采用含有烷基链的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(SiO_2),然后将改性后的纳米二氧化硅与普通的直链聚丙烯(PP)熔融共混,制备纳米复合的PP材料。研究了烷基链长度以及改性纳米SiO_2加入量对PP的熔指、熔体强度、力学性能的影响规律。对比了碳原子数分别为3、6、12的烷基链改性后的纳米SiO_2对PP的增强效果。结果表明,碳原子数为12的烷基链改性纳米SiO_2对PP的增强效果最佳,最佳加入量为3%,熔指、熔体强度、力学性能均得到明显改善。     

纳米SiO_2改性的研究进展

纳米SiO_2表面具有很强的亲水性,极易聚团。在有机介质中分散不均匀,使纳米SiO_2不能很好的添加在有机材料中。通过物理改性和化学改性可使纳米SiO_2应用于有机材料的产品升级,提高有机材料的强度和耐老化等性能。物理改性有热处理和机械法。化学改性通常有利用表面羟基反应、胺类化合物改性纳米SiO_2、有机氯硅烷改性纳米SiO_2、偶联剂法、表面接枝法、分散剂法。通过对纳米SiO_2改性方法的介绍,展望纳米SiO_2改性技术的发展方向。     

基于纳米二氧化硅的防冰疏水涂层的制备及性能研究

采用HTPS(端羟基聚二甲基硅氧烷)和APTES(氨基丙基三乙氧基硅烷)改性纳米SiO_2,并制备了改性纳米SiO_2/氟硅树脂-环氧树脂(M-SR)复合涂料。采用傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜对改性前后纳米SiO_2颗粒,以及M-SR复合涂料的结构和表面微观形貌进行了表征,并通过水接触角、水滴结冰时间和覆冰层的剪切附着强度评估了M-SR复合涂层的防覆冰效果。结果表明,经过HTPS和APTES改性后,纳米SiO_2颗粒表面的亲水基团被HTPS和APTES中低表面能的甲基取代,纳米SiO_2表面能更小,疏水性能更佳。随着改性纳米SiO_2颗粒含量的增加,M-SR复合涂层的疏水性增强,纳米SiO_2颗粒含量为50%的M-SR复合涂层综合性能最优,水接触角168.1°,水滴结冰时间279 s,覆冰剪切粘附强度小于5 kPa,是较为理想的防覆冰材料。     

纳米SiO_2增加聚丙烯(PP)的研究

通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)／SiO_2纳米复合材料,并使用扫描电镜(SEM)、电子拉力机和冲击机等对材料进行表征。研究发现硅烷偶联剂对纳米SiO_2在聚丙烯(PP)中的分散起一定的作用,但不是非常有效。添加相容剂PP-g-MAH后,可以使纳米SiO_2均匀地分散于PP中。当纳米SiO_2含量为2重量份时,PP／SiO_2纳米复合材料的性能最优,与纯PP相比较,Izod冲击强度提高了90％,拉伸强度略微提高了5％,弯曲强度提高了23%。最后,作者对纳米SiO_2的增韧机理和PP-g-MAH大幅度改善纳米SiO_2在PP中分散效果的机理作了初步推断。     

SiO2改进PVC材料性能的研究进展

对SiO_2的表面改性方法及其对PVC材料力学性能、热学性能、光学性能的影响研究现状进行了总结。结果表明:SiO_2/PVC复合材料综合性能优于纯PVC材料,具有良好发展前景,其中表面改性的纳米SiO_2可以提高PVC力学性能及热性能,表面改性的微米SiO_2可以改进PVC消光性能。     

含—SH基团纳米SiO_2复合材料及其紫外光固化性能的研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)为原料,通过溶胶-凝胶法制备了巯基改性纳米SiO_2杂化材料,并对不同比例KH-590改性后的效果用用红外光谱进行了分析表征。将改性前、后的纳米SiO_2添加到光固化涂料中,考察了其对光固化涂料固化速度和机械性能等的影响。结果表明,改性后的纳米SiO_2杂化材料表面含有巯基基团,且巯基的引入提高了光固化涂料C—C双键的转化率。当KH-590的用量为TEOS质量的35%时,纳米SiO_2杂化材料在光固化涂料中分散均匀,涂料的机械性能显著改善。     

PP/纳米SiO2复合材料的研究

采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米SiO2粉体的性能特征;通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测,对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统的研究。结果表明:当纳米SiO2含量为2%时,PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。DSC表明,纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。SEM电镜分析得出,经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。     

利用原子转移自由基聚合法制备SiO_2/PAM纳米复合材料

为了改善二氧化硅(SiO_2)纳米粒子在聚合物基体中的分散性,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法将聚合物接枝到纳米SiO_2表面。用甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对纳米SiO_2表面进行改性,然后与2-羟基-2′-乙基-2′-溴丙酸乙酯(HMB)反应,在表面引入ATRP引发剂,合成纳米二氧化硅颗粒(SiO_2-Br)。红外光谱(FT-IR)分析、热失重分析(TGA)和X-射线光电子能谱(XPS)结果表明,成功制备了SiO_2-Br引发剂,并通过ATRP法将聚丙烯酰胺(PAM)接枝到纳米SiO_2表面。通过凝胶渗透色谱(GPC)和分散性实验对改性后的样品进行了表征,结果表明,改性后的纳米SiO_2在甲苯中具有良好的分散性。     

PP/纳米TiO_2复合材料的结晶行为研究

采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米TiO2粉体的表面特征。通过熔融共混法制备了PP/纳米TiO2复合材料。通过力学性能测试、DSC热分析和POM照片观测,对PP/纳米TiO2复合材料的力学性能和结晶行为进行了研究。结果表明:纳米TiO2对PP既增强又增韧;纳米TiO2在PP结晶过程中具有异相成核剂的作用,能够提高PP结晶度和加速PP结晶,可明显细化PP晶粒。