功能化氧化石墨烯/聚氨酯-环氧树脂复合材料的制备及其性能

利用氧化石墨烯(GO)表面的羟基分别与硅烷偶联剂KH550、KH560反应,制备功能化氧化石墨烯(KH550-GO、KH560-GO),分析了GO功能化前后的微观结构变化;通过溶液插层法将GO加入到聚氨酯-环氧树脂(PU-EP)基体树脂中制备GO/PU-EP复合材料,并对其拉伸性能及热性能进行测试。研究结果表明,KH550、KH560成功对GO进行了功能化,并且与PU-EP复合材料相比,GO/PU-EP复合材料的拉伸性能和热性能均有明显的提高。其中,KH550-GO的加入对基体树脂力学性能和热性能的改善尤为明显。添加0.1wt%的KH550-GO,基体树脂拉伸强度和拉伸模量分别提高了39.0%和94.4%,同时初始热分解温度提高了12℃。     

偶联剂对玻璃纤维增强淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响

分别以马来酸酐、KH550、KH560和KH570为偶联剂对玻璃纤维进行预处理,再与淀粉、聚乳酸(PLA)复合,通过熔融挤出法制备玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料。研究了偶联剂种类对玻璃纤维增强复合材料熔融指数、力学性能、热性能和熔融流变性能的影响。实验发现马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的熔融指数和力学性能都依次增大,表明KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料的界面黏结作用最强。对热性能进行表征发现,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA复合材料玻璃化转变温度、重结晶温度、结晶度和热稳定性均依次提高。受玻璃纤维与淀粉/PLA基体界面黏结效果的影响,马来酸酐、KH550、KH570、KH560处理玻璃纤维增强淀粉/PLA体系的储能模量和复数黏度依次增大。     

碳纳米管的偶联剂修饰及其在环氧树脂复合材料中的应用

为了在环氧树脂( EP) 复合材料中改善碳纳米管(CNTs) 的分散性和获得优良的界面特性, 利用Fenton 试剂对CNTs 进行了羟基化处理, 然后分别利用硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570 和钛酸酯偶联剂NDZ201对羟基化CNTs 进行表面修饰, 通过SEM、TGA、DSC 和阻抗分析仪研究偶联剂修饰对CNTs/ EP 复合材料性能的影响。实验结果表明: Fenton 试剂和4 种偶联剂修饰都能显著改善CNTs 在复合材料中的分散性, 提高EP的玻璃化温度(T_g) 和热稳定性, 其中偶联剂修饰比Fenton 试剂处理更有效; 然而这些改性却大幅度降低了复合材料的导电性能、介电常数以及介电损耗。4 种偶联剂中, KH560 对应的复合材料的T_g最高, 热稳定性和导电性能最好, 同时具有较高的介电常数和较低的介电损耗。      

热镀锌钢硅烷-壳聚糖转化膜的制备及其性能

为了提高壳聚糖转化膜的耐蚀性,以硅烷KH563与壳聚糖作为主成膜物质,添加正硅酸四乙酯、纳米二氧化硅和三甲基氯硅烷作辅成膜物质,在镀锌钢表面转化成膜,采用电化学工作站分析转化膜的电化学性能,采用扫描电镜及原子力显微镜观察转化膜形貌,并与单一的硅烷KH563转化膜和壳聚糖转化膜进行性能比较.结果表明:硅烷-壳聚糖转化膜的抗腐蚀性能优于单一转化膜;KH563与壳聚糖复合后,提高了转化膜的表面粗糙度,使其耐腐蚀性和疏水性有所提升.     

偶联剂处理镀镍碳纤维/环氧树脂界面特性

采用硅烷偶联剂KH560对镀镍碳纤维进行偶联处理.通过扫描电镜、红外光谱、接触角测量和单丝复合体系多次断裂法测试研究对比偶联处理前后碳纤维的表面形貌、结构、润湿性能以及纤维/树脂体系的界面状态和粘结性能.结果显示:偶联处理后,镍镀层表面平整,羟基等表面极性基团增加,表面涂覆的KH560膜层完整;镀镍碳纤维/树脂界面的浸润性得到改善;镀镍碳纤维/环氧树脂的界面处没有气泡产生,断点两侧的脱粘现象减轻;单丝饱和断点数由46增加到65;镀镍碳纤维/环氧树脂的界面剪切强度由(34.87±2.23) MPa提高到(72.51±3.77) MPa.     

硅烷改性对n-HA/PCL生物复合材料亲水性影响

分别用KH560、KH570及KH792硅烷偶联剂对纳米羟基磷灰石(HA)进行化学改性处理,采用溶液热共混方法制备了3种改性的HA/聚己内酯(PCL)复合材料,并测定材料的亲水性能。结果表明:3种硅烷改性的HA/PCL复合材料的亲水性受到改性剂含量的影响。当改性剂含量较低为1.5%时,KH560对HA改性处理有利于提高相应复合材料的亲水性;而当含量达到5%时,复合材料的亲水性反而降低。对KH792改性剂来说,当改性剂含量较低为1.5%时,KH792对HA改性处理无助于提高相应复合材料的亲水性;而当含量达到5%时,复合材料的亲水性得到改善。     

高透光纳米SiO2/碱性有机硅低聚物复合自清洁涂层的制备

制备了一种具备高透光性的SiO₂/碱性有机硅低聚物超疏水复合自清洁涂层。首先以正硅酸乙酯(TEOS)为原料、全氟癸基三甲基氧硅烷(PFDT)为改性剂,通过Stober法得到SiO₂改性粒子溶液,然后以TEOS与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为预聚物、PFDT为改性剂,在碱性条件下制备出改性的机硅低聚物溶液。将改性的SiO₂溶液与改性的碱性有机硅低聚物溶液按比例混合,最后将混合溶液喷涂于载玻片上,室温下静置6h得到透明超疏水自清洁涂层。探究了有机硅低聚物中TEOS、KH560以及氨水的量对复合涂层的影响。结果表明：当氨水、TEOS、KH560的量分别为1mL、6mL、0.4g, SiO₂改性溶液与碱性有机硅低聚物量的比值为2∶1时,涂层的接触角达到150°,透光率为91%,附着力为1级。涂层具有良好的自清洁性能,在经过300℃的高温加热后仍保持其疏水性。涂层制备工艺简单,适用于大规模工业生产。     

偶联剂处理镀镍碳纤维/环氧树脂界面特性

采用硅烷偶联剂KH560对镀镍碳纤维进行偶联处理。通过扫描电镜、 红外光谱、 接触角测量和单丝复合体系多次断裂法测试研究对比偶联处理前后碳纤维的表面形貌、 结构、 润湿性能以及纤维/树脂体系的界面状态和粘结性能。结果显示: 偶联处理后, 镍镀层表面平整, 羟基等表面极性基团增加, 表面涂覆的KH560膜层完整; 镀镍碳纤维/树脂界面的浸润性得到改善; 镀镍碳纤维/环氧树脂的界面处没有气泡产生, 断点两侧的脱粘现象减轻; 单丝饱和断点数由46增加到65; 镀镍碳纤维/环氧树脂的界面剪切强度由(34.87±2.23)MPa提高到(72.51±3.77)MPa。     

碳钢表面缓蚀封护膜的制备及耐蚀性能研究

通过硅烷偶联剂KH560与苯并三氮唑反应制备了含缓蚀基团的硅烷缓蚀封护剂,采用浸渍法在碳钢表面制备缓蚀封护膜。采用红外光谱表征了合成产物及在碳钢片上的成膜情况。采用极化曲线、电化学阻抗谱、盐雾腐蚀等研究了缓蚀封护膜的耐腐蚀性,并与KH560水解封护、磷化缓蚀膜等做比较。结果表明,缓蚀封护膜具有最优的抗腐蚀性能,其腐蚀电流密度最小,膜层腐蚀电阻Rp最大,因此,该缓蚀封护剂可用于铁质文物的缓蚀保护。     

自修复微胶囊分散对复合材料拉伸性能的影响

为改善亚乙基降冰片烯(ENB)自修复微胶囊在环氧树脂(Epoxy)中的分散性, 采用KH560偶联剂对ENB微胶囊表面进行处理, 探讨KH560改性ENB 微胶囊(KH560-ENB)在Epoxy材料中的分散性及KH560-ENB环氧树脂材料(KH560-ENB/Epoxy)的拉伸性能。结果表明: 对未改性的ENB微胶囊树脂复合材料(ENB/Epoxy), 当ENB微胶囊与Epoxy质量比小于或等于5%时, ENB/Epoxy的拉伸断裂强度、拉伸模量以及断裂伸长率均随ENB微胶囊与Epoxy质量比的增加而降低, 但经不同温度预固化后, ENB/Epoxy复合材料拉伸指标初始下降速率均不同; KH560-ENB微胶囊在Epoxy中累积分布线性拟合相关系数为0.9945, 接近于1, 说明KH560-ENB微胶囊在Epoxy中分散性好, 且KH560-ENB/Epoxy复合材料的拉伸断裂强度提高19.1%, 拉伸模量提高6.6%; 对KH560-ENB/Epoxy复合材料的SEM断面观察结果表明, KH560-ENB微胶囊与Epoxy界面粘接良好。     

含氟丙烯酸酯共聚物改性环氧涂层的制备与性能

采用半连续滴加的乳液聚合法制备了甲基丙烯酸十二氟庚酯-丙烯酸十八酯-甲基丙烯酸甲酯(DFMA-SA-MMA)三元共聚物,并将其加入到环氧涂料中,制备了具有极高疏水性能的环氧涂层.考察了含氟丙烯酸酯无规共聚物的加入量对涂层的接触角和表面能的影响.结果表明,共聚物的加入显著降低了涂层的表面能,接触角明显增大,当共聚物的用量...     

偶联剂对纳米SiO2／树脂复合材料显微形貌及性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560和KH570对纳米SiO2进行表面处理,然后将其与拼混树脂制成复合材料。利用TEM、FT-IR和TGA等分析测试手段对不同偶联剂处理的纳米SiO2进行表征和分析,同时对复合材料的显微形貌及耐热性能进行一定的考察。结果表明,SiO2与三种偶联剂均形成化学键合。相比之下,用KH560处理的SiO2在基体树脂中分散性较好,复合材料耐热性较高。     

微滴乳液聚合制备纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合材料

在硅溶胶中加入八甲基环四硅氧烷(D4)和偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷(KH560),以十二烷基苯磺酸(DBSA)催化D4的开环聚合,借助超声强化聚二甲基硅氧烷(PDMS)和偶联剂对硅溶胶的表面改性。将改性硅溶胶及其混合物分散在甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的混合单体中,实施微滴乳液聚合,制备SiO₂/聚丙烯酸酯纳米复合材料。硅溶胶改性阶段的催化剂中和后成为后续微滴乳液聚合的乳化剂,而伴生的PDMS成为有效抑制单体珠滴Ostwald 熟化的超疏水剂。采用FTIR、TGA、TEM、马尔文纳米粒度仪、水接触角等测试方法对改性纳米粒、复合胶乳和胶乳薄膜进行表征。结果表明,PDMS和偶联剂在SiO₂表面形成了共价键合和包覆,且伴生的PDMS改善了复合胶乳薄膜的表面疏水性,复合粒子是聚合物基体为壳、SiO₂纳米颗粒呈海岛分散的 (多)核-壳结构形态,SiO₂占单体质量分数为3%时,平均粒径约98 nm。     

氟硅改性丙烯酸酯无皂乳液的制备及性能

以纳米SiO2(Nano-SiO2)、γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷(KH570)、全氟烷基乙基丙烯酸酯(FM))等为主要原料,通过KH570改性纳米SiO2后,与FM等乙烯基单体共聚,制得了既含氟又含硅的丙烯酸酯有机/无机杂化无皂乳液。通过FT-IR、AFM及接触角测量等手段研究了共聚物的结构及性能。结果表明,氟硅单体均参与了共聚反应;乳胶膜耐热稳定性及残炭率均得以提高;加入SiO2后,涂膜凸起峰的高度和致密程度提高;当w(FM)=30%,w(SiO2)=0.5%时,涂膜对水及液体石蜡的接触角分别为125°及110°;激光粒度分布仪(DLS)分析表明,乳液平均粒径为98.37 nm。     

硝酸镧掺杂对6061铝合金表面硅烷膜耐蚀性能的影响

为改善铝及铝合金的表面防腐蚀性能,在γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)基础溶液中添加不同含量的硝酸镧,在6061铝合金表面制备不同硝酸镧浓度掺杂的硅烷-镧盐复合膜;采用极化曲线、硫酸铜点滴、腐蚀失重率试验等方法分析膜层性能,并得出了镧盐最佳用量。对比分析了最佳镧盐用量下复合膜、硅烷膜和稀土转化膜的耐蚀性能。结果表明:在KH-560硅烷膜制备过程中添加一定量硝酸镧可有效提高硅烷膜的耐蚀性,添加15 g/L硝酸镧时,形成的复合膜层致密且没有裂纹,耐蚀性最好;与单一的硅烷、镧盐转化膜相比,复合膜表现出很好的耐蚀性。     

带有环氧基团含氟共聚物对环氧涂料的改性

采用自由基乳液聚合的方法制备带有环氧基团的聚丙烯酸全氟烷基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯无规共聚物P(FA-co-GMA-co-St),用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对共聚物进行表征并将其用于环氧涂料的改性。XPS测试结果表明,带有环氧基团的含氟共聚物改性环氧涂层经蒸馏水浸泡48 h后接触角下降了15°为116°,表面氟元素含量下降了5.36%;而不带有环氧基团共聚物改性环氧漆膜经水浸泡48 h以后接触角下降了48°为88°,表面氟元素含量下降了7.94%。GMA单体的引入极大地提高了环氧涂层在湿润环境中的疏水性。     

KH560处理对Al-Al2O3-硅烷复合涂层耐蚀性的影响

对热浸镀铝-阳极氧化后的45钢在6%(体积分数)KH560硅烷溶液中进行不同时间的封孔处理,在45钢表面形成Al-Al2O3-硅烷复合涂层,研究复合涂层的微观组织及其对45钢的耐蚀性能和45钢-30%(质量分数,下同)Cf/nylon6复合材料的电偶腐蚀的影响。结果表明:硅烷涂层密封了Al2O3涂层的孔隙,阻止腐蚀液侵蚀基体,提高了45钢的耐蚀性;同时Al-Al2O3-硅烷复合涂层良好的绝缘性能使45钢与30%Cf/nylon6之间的电偶腐蚀的驱动力减小,改善其电偶腐蚀抗力。经5 min最佳KH560工艺处理后,试样的自腐蚀电流密度较单一热浸镀铝试样下降了3个数量级,电化学阻抗提高了2个数量级,与30%C f/nylon6复合材料偶接的电偶电流密度下降了约75%。     

共价功能化石墨烯超疏水防腐复合涂层材料的制备

石墨烯/有机聚合物复合涂层材料较纯聚合物材料具有更优越的阻隔性能,然而由于石墨烯之间高表面能和分子间作用力,使石墨烯在防腐等领域的应用潜力无法充分发挥。本文首先以传统自由基共聚方法合成一种含氟丙烯酸酯共聚物,并采用丙炔胺对氧化石墨烯改性合成炔基化氧化石墨烯,然后利用含氟丙烯酸酯共聚物末端氰基通过点击化学反应以共价键形式接枝在炔基化氧化石墨烯表面。疏水性分析表明,含氟共聚物功能化石墨烯的水接触角达到153°,将制备的功能化石墨烯涂敷于钢板基体时,水接触角提高到171.3°。扫描电镜显示,在炔基化石墨烯表面生长有大量300~600 nm的半球形接枝物。同时,将含氟共聚物功能化石墨烯/环氧树脂复合材料应用于碳素结构钢中,通过Tafel曲线和电化学阻抗谱对其耐蚀性能进行表征。结果显示,氟化石墨烯含量为0.5wt%的复合涂层的电流密度I_corr最低(8.872×10?9 A/cm2),比其他涂层样品低1~2个数量级。综上所述,本实验所制备的涂层材料具有良好的防腐性能,这一研究为开发石墨烯防腐蚀涂层材料提供了一种新的策略。      

Amphiphilic star block copolymers as gene carrier Part I: Synthesis via ATRP using calix[4]resorcinarene-based initiators and characterization

In this work, a cationic star polymer [poly(2-dimethylamino)ethyl methacrylate (PDMAEMA)] was prepared via atom transfer radical polymerization (ATRP), using brominated calix[4]resorcinarene as an initiator. Hydrophobic moieties, methyl methacrylate (MMA) and butyl acrylate (BA), were further incorporated via “one-pot” method. Well-defined eight-armed star block copolymers bearing hydrophilic blocks inside and hydrophobic blocks outside were synthesized. The molecular weight, particle size, electrophoretic mobility and apparent charge density were determined by gel permeation chromatography (GPC), dynamic light scattering (DLS), phase analysis light scattering (PALS) and colloidal titration, respectively. The zeta potentials and apparent charge densities of the products exhibited the characteristics of polyelectrolyte. The incorporation of hydrophobic moieties generated electrostatic screening effect. The as-synthesized amphiphilic star copolymer is promising as a thermo-sensitive gene carrier for gene therapy.     

介孔分子筛/线性酚醛树脂杂化材料的制备及表征

利用水热法合成介孔分子筛(SBA-15),选择KH560对其表面进行修饰后采用原位聚合的方法制备了介孔分子筛/线性酚醛树脂(SBA-15/PF)有机无机杂化材料。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附和热失重分析(TGA)等表征手段对杂化材料的制备过程进行跟踪研究。结果表明,KH-560已嫁接到SBA-15的内外表面,线性酚醛树脂分布于介孔分子筛孔道内外,并与SBA-15存在键接作用,形成有机无机互穿网络结构;表面修饰过程对SBA-15有序结构影响较小,而原位聚合会破坏介孔分子筛部分有序结构。