SiO2/PA6辐射降温长丝及其织物的制备及性能研究

将被动式辐射冷却结构纳入个人热管理技术,可以有效地保护人类免受日益加剧的全球气候变化的影响。以SiO₂和聚酰胺6(PA6)为原料,采用工业化熔融纺丝方法制备具有被动辐射降温功能的长丝,并通过手动织布机将其编织成织物。测试了SiO₂/PA6长丝的无机粒子分散情况、纤维力学性能及其织物的室内外辐射降温性能。结果表明,无机粒子在纤维中分散均匀;当SiO₂粒径为4μm,质量占比为5%时,性能最优。同时,在模拟夜间冷却效果的实验中,与未添加SiO₂的织物相比,添加SiO₂的织物具有4℃的降温效果。     

Ag/SiO2抗菌材料的制备及抗菌性能研究

以甲基三乙氧基硅烷为疏水性前驱物,采用溶胶-凝胶法制备单质银掺杂的疏水性二氧化硅(Ag/SiO2)材料。通过XRD、紫外-可见光谱和红外光谱分析,对Ag/SiO2材料的物相和化学结构进行了表征,并研究了其对大肠杆菌和地表水样的抗菌性能。结果表明,Ag/SiO2材料中的银元素以单质形式存在,具有疏水性Si-CH3基团,单质银的掺杂对Ag/SiO2材料的化学结构影响不明显。随着银含量的增加,Ag/SiO2材料的抑菌性明显增强,银含量nAg=0.15时,其对大肠杆菌抑菌率达91.86%,对地表水样的抑菌率达92.38%,具有较好的抑菌广谱性。     

纳米SiO2的制备及应用研究进展

简述了纳米SiO2的制备方法、制备原理以及在涂料、橡胶、纺织、陶瓷、生物和医学领域的应用情况,最后对纳米SiO2的研究方向进行了展望。     

马来酰壳聚糖/纳米SiO2纳米微球的制备及热性能

由甲壳素脱乙酰得到壳聚糖,然后以碳酸钠催化马来酸酐酰化,得到壳聚糖酰化物钠盐。纳米二氧化硅经高分子表面活性剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)处理,其与聚合物相容性得到提高,然后利用静电作用使其与马来酰壳聚糖钠盐复合。经红外光谱(IR)、扫描电镜、热重分析分析,结果表明得到了分布均一的球形包覆物,粒径处于1 nm~100nm范围内,说明得到了复合物纳米微球,且复合后产物的热性能较马来酰壳聚糖有了显著提高。     

纳米SiO2/SPFEK复合质子交换膜的制备及性能

以自制的磺化聚芴醚酮和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶凝胶(Sol-gel)法合成了掺杂纳米SiO2的复合质子交换膜,利用能量分散谱(EDS)线扫描、热失重分析法、扫描电镜对膜的结构、热稳定性、微观形态进行了表征。并考察了质子交换膜的各种性能。结果表明,纳米SiO2能提高膜的质子传导率和氧化稳定性能。当SiO2掺杂质量分数为9%时,复合膜的质子传导率在80℃时为5.96×10-2(S/cm),在80℃的Fenton’s试剂(3%的过氧化氢和2 mg/L的FeSO4)中进行氧化稳定性测试,膜在117 min时才开始碎裂,表现出良好的氧化稳定性。     

磺化聚酰亚胺/SiO2复合膜的制备及其质子交换性能研究

制备了具有不同硅含量的磺化聚酰亚胺/二氧化硅(SPI/SiO2)复合膜,研究了SiO2的引入对复合膜的力学性能、耐热性能、尺寸稳定性以及抗氧化和耐水解稳定性的影响规律,并对其质子传导率和甲醇渗透率进行了评价。结果表明,与商业化的Nafion115膜相比,复合膜表现出更优异的阻醇特性和选择透过性,其中SPI/SiO2-2复合膜具有更突出的高温质子传导特性。     

SiO2粒径对Ni-Co-SiO2复合镀层性能的影响

长期暴露在海洋环境中的钢质紧固件的腐蚀问题严重影响了海洋工程装备和设施的服役安全性。电镀合金镀层是紧固件常用的防护方法,其中,镍钴合金镀层具有较好的耐蚀性。通过向Ni-Co镀液中添加不同粒径的SiO₂颗粒,利用电沉积技术在45钢基体上制备Ni-Co-SiO₂复合镀层。之后,分析了SiO₂粒径对复合镀层表面形貌和显微结构的影响,评价了复合镀层在3.5%（w）的NaCl溶液中的耐蚀性能,并对复合镀层的显微硬度和摩擦系数进行了测试。结果表明,随着镀液中SiO₂粒径的增大,复合镀层表面的SiO₂分布均匀性先增大后减小,当SiO₂粒径为70 nm时,镀层表面形成较完整的SiO₂膜层。动电位极化和电化学阻抗谱测试表明,掺杂70 nm的SiO₂的复合镀层具有最好的耐蚀性。随着镀液中SiO₂粒径增大,复合镀层的硬度逐渐降低,但其对摩擦系数的影响较小。      

纳米SiO2的加入对PVDF/SiO2超滤膜结构和性能的影响

将普通纳米SiO2、疏水纳米SiO2、亲水纳米SiO2分别加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过相转化法制得PVDF/SiO2杂化超滤膜,重点探讨了SiO2加入量及上述三种类型纳米SiO2对PVDF杂化超滤膜水通量、截留率和抗污染性能的影响.结果表明:膜的孔隙率、平均孔径、水通量、截留率和抗污染性随SiO2含量增加而先增大后减少;SiO2含量为2%时,膜水通量由大至小为:普通纳米SiO2杂化膜、疏水纳米SiO2杂化膜、亲水纳米SiO2杂化膜,抗污染性由大至小为:亲水纳米SiO2杂化膜、普通纳米SiO2杂化膜、疏水纳米SiO2杂化膜.     

镀银织物基SiO2@FCIP涂层复合材料的制备及电磁屏蔽性能

为增强材料对电磁波的屏蔽性能,同时降低电磁波二次反射带来的危害。基于电-磁损耗协同作用机理,将机械球磨与二氧化硅(SiO₂)包覆双重改性的磁损耗材料羰基铁粉(CIP)与镀银织物复合,制备了结合吸收层和反射层的复合型电磁屏蔽织物。利用微观成像仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对改性CIP进行了物相表征,并通过同轴法和波导法对改性CIP以及复合织物的电磁参数与屏蔽效能进行了测试与分析。结果表明：双重改性后的羰基铁粉电磁波吸收损耗频带宽度增加且最佳反射损耗为-62.7dB;当涂层与基材整体厚度为3mm时,复合材料对电磁波的反射率(R)由0.96降至0.2,吸收率(A)由0.03增至0.82,实现了以吸收为主的屏蔽效果。     

HAp/SiO2复合陶瓷材料的制备及体外生物活性

HAp和SiO2的混合粉末压制成型后,在1200℃下烧结得到含5.0%(质量分数)SiO2的HAp/SiO2生物陶瓷复合材料。烧结体的XRD及FT-IR分析结果表明,SiO2的添加促进了HAp发生热分解。其主要物相为α-TCP、HAp、Ca2P2O7以及生物玻璃(bioglass,BG)等。体外生物活性实验结果显示,样品浸泡在模拟体液(SBF)中24h后,表面出现花瓣状磷灰石沉积物,72h后进而生成板状沉积物,120h后在样品表面覆盖了较厚的类骨磷灰石层,经XRD测试分析表明,该层主要为碳酸羟基磷灰石(HCA)。制备的HAp-5.0%(质量分数)SiO2生物陶瓷复合材料具有比纯HAp更加优越的体外生物活性,可期待作为一种新的骨修复材料。     

透明隔热SiO2气凝胶/水性聚氨酯复合涂料的制备及性能研究

以水性聚氨酯乳液(WPU)为基体,引入SiO₂气凝胶(SA),制备了一种隔热性能优良的SA/WPU复合涂料,并探讨了SA用量对SA/WPU复合涂料性能的影响。结果表明,随着SA的加入,在保持透明度良好的条件下,复合涂料的隔热性能、附着力及硬度都得到提高。当复合涂料中SA含量为WPU基体固含量的20%时,复合涂料的隔热性能、附着力以及硬度相对最佳,可以获得综合性能优良的复合透明隔热水性聚氨酯涂料。     

纳米SiO2的制备与表面改性

以正硅酸乙酯为硅源,用反相微乳液法制备了单分散SiO2微球。为改善SiO2微球在有机介质中的分散性和相容性,用硅烷偶联剂KH-570对其进行了表面改性。采用FT-IR、TEM、亲油化度及亲油性测定对产物的结构、形貌和性能进行了表征。结果表明:改性SiO2亲油性增加,在有机介质中的分散性明显提高。最佳的改性条件是:改性剂用量为6%,反应温度91℃,反应时间为5h。在此条件下,改性SiO2的亲油化度为21%。     

模板法制备SiO2/Au复合微球及其催化性能评价

采用脲醛树脂为模板,金胶体为前体的新方法,制备了具有较大比表面积的SiO2/Au复合微球。该方法通过将金胶体与硅溶胶混合,加入尿素、甲醛溶液并在酸性条件下引发聚合反应,得到脲醛树脂(UF)/SiO2/Au复合微球;经高温煅烧除去UF模板,得到中孔SiO2/Au复合微球。采用紫外可见吸收光谱、高分辨透射电镜、原子吸收分光光度计和氮气吸附-脱附等手段对金纳米粒子在载体中的分散性、金负载量及材料比表面积和孔径分布进行了表征。该复合微球在硼氢化钠还原对硝基苯胺的反应中显示了良好的催化活性。     

聚苯乙烯/纳米SiO2复合颗粒制备与表征

为改善二氧化硅(SiO2)纳米粒子与聚合物基体间的亲和性,使SiO2表面功能化,将硅烷偶联剂KH-570引入C=C基团,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯(St)单体,实现了纳米二氧化硅表面的聚苯乙烯(PS)高分子包覆改性,制备了具有核/壳结构的SiO2-PS复合纳米粒子,产物的单体转化率和接枝效率在80%以上.研究了二氧化硅含量和偶联剂用量对聚合反应的单体转化率和接枝效率的影响,探讨了偶联剂的作用机理,利用FT-IR、TEM、TG对SiO2-PS复合粒子的表面结构进行了表征.结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,壳层厚度在20nm左右,乳液聚合过程可有效使二氧化硅的团聚体剥离呈纳米级颗粒.     

SiO2/剑麻纤维素微晶的制备及对环氧树脂的改性

通过溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、乙醇为溶剂、盐酸为催化剂,在剑麻纤维素微晶(SFCM)表面包覆上了一层连续、致密的二氧化硅(SiO2),制得二氧化硅包覆剑麻纤维素微晶(SiO2-SFCM)。采用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并与环氧树脂(EP)复合制备了SiO2-SFCM/EP复合材料,研究了SiO2-SFCM对EP复合材料力学性能的影响。结果表明,SiO2包覆层增强了SFCM与EP之间的界面相互作用,提高了复合材料的力学和热性能。当加入的SiO2-SFCM的质量分数为3%时,复合材料的冲击强度由未改性的16.4 kJ/m2提高到29.4 kJ/m2,热分解温度提高24℃,二氧化硅的包覆率为50%~60%。     

功能化介孔SiO2改性水性丙烯酸树脂的制备与性能

以溶胶-凝胶-模板技术制备了小粒径介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs),进一步接枝甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备出乙烯基硅单体(Vs)。以丙烯酸酯类单体为原料与Vs共聚,制备了一系列Vs改性水性丙烯酸树脂。采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电镜(TEM)等手段对改性树脂及树脂膜材料进行了表征,并测试了胶乳的贮存稳定性及胶膜的硬度、附着力等性能。结果表明：介孔二氧化硅纳米粒子表面接枝率可达到19.2%;制备的Vs改性树脂乳液粒径均一,胶乳分散性好,经过6个月静态储存基本稳定。当Vs加入量达到1%时,改性丙烯酸树脂胶膜性能最佳,硬度达到3H,附着力1级,涂膜拉伸强度达到7.4MPa,水接触角91.7°。     

聚合物/SiO2草莓型复合粒子的制备及应用研究进展

聚合物/SiO2草莓型复合粒子是一种由SiO2颗粒包覆于聚合物胶体粒子表面形成的微尺度复合材料。因其具有聚合物与无机物质SiO2的相关特性以及一些新的复合协同效应,又具有精细复杂的微纳米结构,所以引起了研究者的广泛关注。文中重点阐述了聚合物/SiO2草莓型复合粒子制备方法的相关研究进展,并对各种方法的适用性进行了比较,同时对该种材料在超疏水涂层和抛光技术等方面的应用情况及发展前景进行了概述。     

SiO2/CeF3复合薄膜的电致发光

采用真空电子束蒸发气相沉积技术在重掺杂n型硅衬底上制备了SiO₂/CeF₃复合薄膜电致发光器件。对器件中各膜层的微观结构和成分进行了表征,并研究了器件的电致发光特性。结果表明：器件在正反接时的电致发光光谱存在明显差异,相应的伏安特性曲线不对称。器件正接时,电致发光光谱在504 nm(绿光区)处和680 nm(红光区)处各出现一个发光峰;反接时,电致发光光谱除了在684 nm(红光区)处出现一个较弱的发光峰外,在434 nm处还出现了一个很强的蓝色发光峰。     

纳米SiO2/PEA复合粒子的制备和表征

在经预处理的SiO2表面上通过乳液聚合反应接枝丙烯酸乙酯,用FT-IR和XPS对制备的纳米SiO2/PEA复合粒子进行了表征,研究了由复合粒子填充的PP/POE/SiO2复合材料的力学性能、结晶性能和结构形态。结果表明:通过乳液聚合反应成功地将EA接枝到纳米SiO2的表面上;由复合粒子填充的PP/POE/SiO2复合材料,纳米SiO2在基体中的分散尺寸约为100 nm,分布较均匀,复合材料的冲击强度和断裂伸长率均得到提高,在SiO2含量4%(质量分数)时,PPβ晶峰的强度最强。     

AA/SiO2/CTS复合材料制备及其吸附铬离子研究

通过浸渍法分别用丙烯酸(AA)和纳米二氧化硅(SiO₂)改性壳聚糖(CTS),制备AA/SiO₂/CTS复合材料。通过红外光谱表征了复合材料的结构,并以复合材料为吸附剂吸附铬离子,研究了复合材料吸附铬离子的吸附性能。结果表明：当吸附剂用量为2.0g, pH为6左右,铬离子浓度为20mg/L,温度为25℃,吸附70min时,吸附效果最好,改性后的复合吸附剂AA/SiO₂/CTS的吸附率最高可达96%,明显高于未改性CTS的85%和AA/CTS的92%。吸附热力学和动力学研究表明,Freundlich等温模型和拟二级动力学模型更加符合吸附过程。