纳米SiO2表面改性及其在复合材料中的研究进展

简单介绍了纳米SiO2改性目的及改性机理，对近年来国内外纳米SiO2表面改性方法及聚合物／纳米SiO2复合材料（PSN）的应用进行了阐述，并对未来的研究内容和方向提出展望。     

纳米SiO2表面改性及其应用在复合材料中的研究进展

简单介绍了纳米SiO2改性目的及改性机理,对近年来国内外纳米SiO2表面改性方法及聚合物/纳米SiO2复合材料（PSN）的应用进行了阐述,并对未来的研究内容和方向提出了展望。     

乙烯基三乙氧基硅烷表面改性纳米SiO2

采用硅烷偶联剂A-151处理的纳米二氧化硅(SiO2)粒子,具有良好的疏水性,并且反应副产物没有腐蚀性,有利于保护设备和环境.对改性前后纳米SiO2的表面进行研究,证明该工艺能够实现纳米SiO2的表面改性,能够有效分散纳米SiO2聚集体.红外光谱分析表明,A-151确实已经和纳米SiO2表明的羟基发生了化学反应.     

无机纳米SiO_2的表面改性研究

纳米材料已逐渐应用于石油行业的各个领域,然而要实现其广泛用途,有必要对纳米材料进行改性以实现其表面功能化。实验中,通过溶胶-凝胶法制备纳米SiO2材料,并通过硅烷偶联剂对气相法制备的SiO2颗粒与自制SiO2颗粒进行表面改性。通过TEM、FT-IR、亲水亲油性实验,分析改性前后纳米材料的性质变化。结果表明,通过溶胶-凝胶法可制备出单分散性良好的球状纳米SiO2颗粒;FT-IR谱图表明颗粒表面成功的接枝了硅烷偶联剂;TEM照片与亲水亲油性实验表明改性后的纳米SiO2颗粒在有机溶剂中的分散性提高,亲油性显著增强,颗粒的表面功能化得以实现。     

纳米SiO2表面改性研究

以乙醇为分散介质,用硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙基)氧化丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对纳米SiO2进行表面改性.讨论了偶联剂用量对SiO2改性的影响,并采用红外光谱、热失重、扫描电镜、表面羟基滴定等手段表征改性效果.结果表明,硅烷偶联剂与纳米SiO2发生化学反应并接到SiO2表面,改性后的SiO2在有机物中的分散性明显改善.     

表面修饰纳米SiO2的抗磨减磨性能研究

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂KH570）为改性剂,对纳米SiO2进行表面改性,并利用紫外可见分光光度计测定其在油中的稳定性,用四球试验和止推圈试验考察改性后纳米SiO2的抗磨减磨性能,结果表明,用KH570改性后的纳米SiO2在20#润滑油中有很好的分散稳定性,将其添加到润滑油中进行摩擦磨损实验,证明,摩擦系数最多可降低约45％,磨损量明显减少,并出现负磨损现象。其作为润滑油添加剂能有效提高油品的抗磨减磨性能。     

纳米SiO2氢氧化铝/十二烷基苯磺酸钠的表面包覆改性

通过氢氧化铝和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对纳米SiO2进行表面包覆和改性处理,改善纳米SiO2的表面结构和分散性.使用IR、FESEM、EDS、Malvern Zetasize 3000HSA自动电位粒度仪等表征手段,对表面包覆改性后纳米SiO2的表面结构、形貌及等电点等进行了测试和分析.结果表明,经Al(OH)3表面包覆后,纳米SiO2粉体等电点(IPE)的pH值从1.58变为7.1;经SDBS对表面包覆Al(OH)3的纳米SiO2进行改性后,纳米SiO2粉体团聚现象减少,单个纳米SiO2颗粒的粒径约为30nm.     

树形分子改性纳米SiO2及其在分离蛋白中的应用

介绍了在纳米S iO2表面导入氨基作为引发剂,重复进行M ichae l加成反应和酰胺化反应,实现了用树形分子改性纳米S iO2的目的。讨论了接枝代数等因素对改性效果的影响,并用红外光谱、热分析、酸碱滴定分析等手段对纳米S iO2的改性效果进行了表征。实验结果表明,随着接枝代数的增多,氨基接枝率增高,改性效果越好。最后采用聚乙二醇-硫酸铵双水相体系,运用改性后的纳米S iO2分离纯化血红蛋白,考察了聚乙二醇浓度、硫酸铵浓度、离子强度、溶液的pH值等因素对蛋白分离纯化的影响,探索出较好的分离纯化条件。     

用于阴极电泳漆中的纳米二氧化硅表面改性研究

对超重力法生产的纳米二氧化硅用硅烷偶联剂进行表面改性,用粘度、TEM、粒度分布、沉降体积等对纳米二氧化硅改性效果进行表征.固含量3%的改性纳米二氧化硅填充于阴极电泳漆中,漆膜的机械性能有很大提高.分析了几个重要因素对应用于阴极电泳漆中的纳米二氧化硅改性效果的影响,并对纳米二氧化硅改性阴极电泳漆的机理进行了初步分析.     

纳米TiO_2的表面改性研究

简要介绍了纳米TiO2的优缺点,及在涂料、塑料、造纸、化妆品、废水处理等工业生产中的主要应用。并对纳米TiO2常用的改性方法进行综述。     

乙烯醋酸乙烯酯共聚物与纳米SiO2颗粒复合物的制备方法研究

采取熔融共混方法制备乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和纳米SiO2颗粒的复合体系.通过力学性能测试和材料断面的形貌分析,选取最佳的分散工艺后,进一步表征纳米SiO2在基体中的分散状态及复合物的结构变化.结果表明,3种工艺都能不同程度提高复合物的力学性能,其中一步法对力学性能贡献最大,当纳米SiO2含量为1%时,其复合物的力学性能提高最多.此外,纳米SiO2微粒在EVA基体中的分布粒径＜100nm,纳米SiO2与乙烯基三乙氧基硅烷、EVA之前形成了新的键合结构.     

纳米SiO2/苯丙乳液的合成及其乳胶漆的研制

纳米SiO2 存在下 ,以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸聚合成乳液 ,然后制备出乳胶漆。对制得的乳液及其涂料进行了测试实验 ,并讨论了纳米SiO2 用量对乳液及涂料性能的影响。     

PEEK与纳米SiO_2填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

通过机械共混、冷压成型、烧结的方法制备聚醚醚酮(PEEK)与纳米Si O2颗粒共同填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料试样。利用MRH-3型环-块摩擦磨损实验机对不同配方比例的复合材料在不同实验条件下进行摩擦学性能实验。利用扫描电镜对试样磨损后的摩擦表面形貌和钢环表面的转移膜进行观察和分析。结果表明,填充5%PEEK的PTFE复合材料的摩擦系数达到最低值;10%PEEK/PTFE复合材料中添加不同体积比的纳米Si O2填料可以显著地降低材料的体积磨损率,其中5%Nano-Si O2/10%PEEK/PTFE复合材料的体积磨损率最小;载荷和速度的变化对Nano-Si O2/PEEK/PTFE复合材料的摩擦磨损性能的影响显著,而环境温度的变化对该复合材料的摩擦系数与磨损率的影响不明显。     

纳米SiO2对聚氨酯清漆性能的影响

通过表面改性技术获得疏水性的纳米二氧化硅粒子,粒径约50nm.在机械搅拌和超声场的共同作用下,将纳米二氧化硅分散到聚氨酯清漆中,制得纳米二氧化硅复合涂料.失重法腐蚀实验、阳极极化曲线和交流阻抗测试结果表明,加入纳米二氧化硅后,聚氨酯清漆的耐蚀性能提高.同时改性后的聚氨酯清漆漆膜的附着力增加,抗老化性能提高.     

不同结晶性能聚合物/纳米SiO2复合材料的制备与阻隔性能

选取3种偶联剂(KH550、KH560和KH570),将纳米SiO2进行改性,并采用熔融共混法分别与4种结晶性能不同的聚合物(HDPE、PP、PVC和PC)共混制备了一系列纳米复合材料(0～5%(质量分数)SiO2),并吹塑成薄膜。采用红外光谱(IR)、差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对纳米SiO2和复合材料的结构进行了表征,并对复合材料的力学性能、阻隔性能等进行了表征。结果表明,纳米SiO2与偶联剂均形成化学键合,改性后的纳米SiO2在各聚合物中分散较好,且在聚合物中起到异相成核的作用。在相同纳米SiO2含量下,SiO2对结晶性能不同的聚合物的结晶改善情况有差异,且纳米SiO2的异相成核作用在结晶性聚合物中更为明显,能使复合材料的结晶更为完善,结晶性能的改变与复合材料的阻隔性能能够形成一定关系。     

纳米SiO2制备时相转变研究

以稻壳为原料,采用两步酸性预处理法制备纳米SiO2粉末,利用SEM、HRTEM和EDS等检测手段对纳米SiO2进行表征分析,结果表明,焙烧温度<570℃时,制备试样为原生的非晶态纳米SiO2,随着焙烧温度的升高,出现微晶,SiO2晶化程度越来越大,焙烧温度为1080℃时,非晶态纳米SiO2转化为柱形晶态纳米SiO2,并对其相转变机理作了探讨。     

硅烷偶联剂KH-570表面改性纳米SiO2

采用硅烷偶联剂KH-570在酸性条件下对纳米SiO2表面进行改性,并对改性前后的纳米SiO2采用粒径分析仪、傅里叶红外变换光谱仪、紫外-可见光光谱仪、扫描电镜等仪器进行了分析和表征。结果表明,硅烷偶联剂KH-570能成功地对纳米SiO2表面进行改性,使其表面化学键合了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒团聚程度,提高了纳米SiO2在有机介质中的分散程度