醇类共溶剂对聚丙烯酸酯/SiO_2杂化涂层表面形貌和性能的影响

通过共混法制备了聚丙烯酸酯/SiO2(PA/SiO2)杂化乳液,在成膜过程中添加醇类共溶剂,驱使杂化乳液在成膜过程发生溶胶-凝胶反应;研究了醇类共溶剂种类对涂层性能的影响。结果显示,选用异丙醇作共溶剂时,交联度从65%提高到88%,而硬度从0.71提高到0.86,涂膜的综合性能最佳。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和原子力显微镜表征涂层表面结构时,发现功能聚合物与硅溶胶间发生溶胶-凝胶反应,并在涂层表面形成了聚合物-SiO2和Si-O-Si交联骨架,使得SiO2颗粒均匀分布于涂层中,提高了杂化涂层的热稳定性。     

聚醚砜对PES/SiO2杂化膜性能的影响

在PES/SiO2体系中添加PEG,采用相转化法制备了PES杂化膜,测定了PES杂化体系铸膜液的热力学相图、成膜动力学及膜性能.结果表明:与纯PES体系相比,PES/SiO2及在PES/SiO2中添加亲水性的PEG后,PES铸膜液杂化体系的分相曲线均不同程度的向聚合物/溶剂轴移动,分相时所需的凝固浴用量较少,PES体系的成膜速度有所提高.膜断面的SEM照片表明,PES/SiO2/PEG杂化膜具有更大的指状孔及表面微孔.该系列PES杂化膜的水通量和截留率均有不同程度的提高.     

助溶剂驱使溶胶-凝胶化SiO_2/聚丙烯酸酯复合涂层

采用助溶剂和硅烷偶联剂(Z-6040)对碱性硅溶胶进行复合改性后添加到聚丙烯酸酯乳液中制备SiO2/聚丙烯酸酯杂合乳液(Si/PAE),分别考查助溶剂的种类和用量对硅溶胶的溶胶-凝胶化(sol-gel)反应及复合涂层综合性能的影响,结果发现:异丙醇是合适的助溶剂,其最佳添加量为硅溶胶质量的10%。TEM测试和纳米粒径分析发现:助溶剂可以提高无机硅颗粒在杂合乳液中的分散能力,降低Si/PAE的平均粒径。傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)分析说明:Si/PAE乳液在成膜过程中,助溶剂可驱使硅溶胶发生sol-gel反应,并在涂层表面富集含硅聚合物,Si/PAE的涂层结构平整且致密。TGA分析发现:Si/PAE涂层具有较好的热稳定性。     

PU(U)A/SiO2杂化水分散液及成膜性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺、二乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)通过原位聚合方法合成了聚氨酯(脲)/聚丙烯酸酯水分散液,并且通过溶胶-凝胶方法合成了聚氨酯(脲)/聚丙烯酸酯/硅溶胶(PU(U)A/SiO2)杂化水分散液.杂化水分散液在pH值为7～11时的贮存稳定性大于1年;经高温、冻融试验后,无絮凝或沉淀出现,与PU(U)A水分散液相同.杂化膜的摆杆硬度、粘附力、耐吸水性、耐溶剂性比无硅溶胶的膜性能好.PU(U)A/SiO2杂化水分散稀溶液成膜后的透射电镜(TEM)结果表明,粒径为8～10nm的硅溶胶(SiO2)包覆在粒径 为50～200nm的PU(U)A粒子外围.ART-FTIR分析结果表明,杂化膜表面富含Si-O-Si官能团.AFM结果表明,与PU(U)A膜相比,杂化膜的硬区相畴尺寸变小.     

有机-无机杂化非离子型水性聚氨酯/SiO_2复合材料的合成及性能

以表面接有十六烷基的新型疏水气相SiO2(R816)为改性剂,采用原位聚合法合成非离子型水性聚氨酯/SiO2杂化材料(NPU/R)。以红外分析表征了产物的结构,通过扫描电镜、原子力显微镜和动态力学分析考察了疏水气相SiO2的分散性、NPU/R膜表面形态和微相结构,研究了疏水气相SiO2含量对膜防水性、紫外光透过率、热稳定性等性能的影响。结果表明,疏水气相SiO2的引入增大了聚氨酯材料的微相分离;随着SiO2质量分数的增加,杂化膜表面粗糙度增加,紫外光透过率降低,热稳定性增强;当SiO2质量分数为1%时,其在聚氨酯中分散均匀,成膜水接触角为94.1°,溶胀率降为26.2%。     

改性纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合膜抗静电性能研究

将改性纳米SiO2与聚丙烯酸酯乳液经过球磨,流涎或涂刷制膜可得到抗静电复合膜.TEM照片显示改性纳米SiO2为球形,粒径20nm,以几个颗粒的聚集体为独立基团均匀分散,团聚体在尺寸＜100nm.改性纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合膜制备与性能研究表明当纳米SiO2与聚丙烯酸酯树脂质量分数22%时,复合膜的表面电阻率可达到108Ω/cm,复合膜为半透明膜;复合膜表面具有一定的亲水性,烘干后,放在20～30℃、湿度60%～80%的空气中2～4h后,复合膜表面电阻率降低到106Ω/cm.     

反相微乳液中纳米SiO_2粒子的合成及其杂化膜的制备和性能表征

在以两亲性三嵌段大分子聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO,F127)为表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相介质、正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、氨水为水解催化剂的反相微乳液中合成纳米SiO2粒子,进而采用微乳液原位聚合法制备SiO2/PMMA有机-无机杂化膜。利用紫外可见光谱和透射电镜分析反相微乳液中纳米SiO2粒子的形成与形貌。通过聚合过程中体系粘度的变化探讨纳米SiO2粒子对成膜过程的影响。采用扫描电镜表征了SiO2/PMMA杂化膜的结构,结合气体渗透实验考察杂化膜的CO2/N2分离性能。结果表明,在反相微乳液体系中增加TEOS的投加量,有利于更多纳米SiO2粒子的形成,但对原位聚合成膜过程的抑制作用增强。由于两亲性大分子F127的保护作用,原位聚合成膜后纳米SiO2粒子较均匀地分散在杂化膜中。杂化膜的CO2、N2渗透性及CO2/N2渗透选择性表现出随TEOS投加量的增加先增大后减小的趋势,当TEOS投加量为4.0mL时,制备的SiO2/PMMA杂化膜的CO2渗透系数为1.64×105 Barrer,CO2/N2渗透选择性可达27.31。     

纳米SiO_2/有机硅改性聚丙烯酸酯复合材料性能研究

采用无皂乳液聚合技术和溶胶-凝胶技术,合成了纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液,采用TEM和SEM观察了乳液和膜的微观结构。纳米复合无皂乳液具有优良的耐化学稳定性,随着纳米SiO2含量增加,乳液的离心稳定性降低;纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯杂化膜的耐溶剂性显著好于有机硅改性聚丙烯酸酯膜,且随着纳米SiO2含量增加,杂化膜的耐溶剂性增加;杂化膜的透光性能好,且具有紫外光吸收特性;杂化膜含有的SiO2粒子的尺寸100nm,且均匀分散于聚丙烯酸酯组分中。     

溶胶-凝胶法制备紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯/纳米二氧化硅杂化材料

以正硅酸乙酯(TEOS)制备SiO2溶胶,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为硅烷偶联剂,通过溶胶-凝胶法制备聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料。采用场发射扫描电镜(FESEM)以及热失重方法进行分析。结果表明,TEOS与(PUA+EA)质量比为0.4∶1时,树脂中二氧化硅颗粒粒径最小,大约在80 nm～100 nm,分散均匀,当配比达到0.6∶1时,二氧化硅出现团聚现象。杂化材料热失重温度达到350℃,热分解温度为143.8℃,比纯树脂体系提高了将近1倍。     

PS/SiO2纳米杂化材料的制备及作为菜籽油添加剂的摩擦学性能

用无皂乳液聚合法一步制备了聚苯乙烯/表面有机化二氧化硅（PS/SiO2）纳米杂化材料，采用红外光谱（FF-IR）、透射电子显微镜（TEM）以及热分析（TGA-DSC）等对材料的核-壳结构进行了表征，表明PS/SiO2纳米杂化材料为平均粒径在60nm左右的良好分散圆球。利用四球机考察了添加剂在菜籽油中的摩擦学性能。结果表明，合成的PS/SiO2纳米杂化材料能提高菜籽油的抗磨性能及承载能力，并能降低摩擦系数，其最佳用量为1.0％。     

新型耐电晕聚酰亚胺杂化薄膜的制备与性能研究

通过超声分散和原位聚合法制备了以s-BPDA/1,3,4-APB为树脂基体,以具有不同SiO2添加量的新型球型SiO2/聚酰亚胺杂化薄膜,所制备的杂化薄膜具有优异的力学、热学和耐电晕性能.通过SEM、TEM、FT-IR、UV-vis、DSC、TGA等实验手段对产物进行了分析和表征,并系统研究了SiO2的添加量对杂化薄膜...     

超声机械共混法制备聚酰亚胺／nano-A12O3·SiO2杂化材料工艺研究

采用均苯四甲酸二酐（PMDA）及4，4’-二氨基二苯基醚（ODA）为基本原料，以N，N’-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂制备聚酰胺酸（PAA）溶液。由于纳米粒子的表面能很大，易团聚和二次团聚。为了解决这个问题，采用了超声机械共混法，使球型nano-A12O3，nano-SiO2和孔型nano-SiO2均匀分散在聚酰胺酸胶液中，按照一定工艺要求制备聚酰亚胺，无机纳米杂化薄膜。利用红外光谱（FT-IR）和原子力显微镜（AFM）对杂化材料进行结构和表面形貌测试与表征。并对超声波机理进行探讨。结果表明：利用超声法制备聚酰亚胺杂化材料，高聚物与纳米粒子之间有相互作用，杂化薄膜中无机纳米粒子分散均匀，且平均粒度在30nm左右。     

PES／纳米SiO2杂化膜的成膜机理及性能研究

利用湿法相转化方法，通过在聚醚砜（PES）铸膜液中添加适量的纳米粒径的SiO2，制得了具有不同含量纳米SiO2的PES／SiO2杂化膜。对分相过程中的成膜动力学、膜的微观结构以及性能进行了分析测试，结果表明与纯PES相比，铸膜液中添加了4wt％纳米SiO2后，PES体系的成膜速度有所提高。膜断面的SEM照片表明，PES／SiO2杂化膜有更大的指状孔。膜性能测试结果表明，体系中SiO2含量对PES杂化膜的纯水通量和截留率有影响，在添加的纳米SiO2的含量较少时，所得PES杂化膜的截留率明显升高，水通量则相反而有所降低；随着体系中SiO2含量的进一步增加，PES／SiO2杂化膜的水通量明显增大，同时增强的截留率也得到了保持。     

SiO2包覆对片状金属磁粉微波介电常数的影响

对片状金属磁性微粉进行表面改性,获得金属磁粉/SiO2核-壳结构复合粒子.用SEM对磁粉表面SiO2纳米粒子膜的形貌进行表征,并研究了共溶剂类型、加料工艺等因数对二氧化硅包覆膜的影响以及正硅酸乙酯(TEOS)用量对金属磁粉/SiO2复合粒子电磁参数的影响.结果表明以异丙醇为共溶剂,采用逐滴滴加TEOS的方式获得的SiO2包覆膜比较致密均匀;SiO2纳米粒子吸附在磁粉表面,形成高电阻率的包覆膜,导致其介电常数下降.     

共溶剂对溶胶-凝胶法制备PVA/SiO2杂化材料的影响

通过溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制得了透明PVA/SiO2杂化材料,重点研究了共溶剂的选择对杂化材料相分离的影响。采用扫描电子显微镜和能谱对使用不同共溶剂制备PVA/SiO2杂化材料体系中产生的沉淀物进行了分析研究。结果表明,在溶胶-凝胶法制备PVA/SiO2杂化材料的PVA-TEOS体系中,在以乙醇、四氢呋喃和乙醛为有机共溶剂的情况下,如果pH值控制不当,溶胶过程中会有絮状沉淀物出现。不使用有机共溶剂可合成具有良好透明性、体积收缩小、没有相分离的PVA/SiO2杂化材料。     

环氧树脂/二氧化硅杂化材料的制备与性能表征

溶胶-凝胶法制备环氧树脂/SiO2杂化材料,利用FTIR、SEM和综合热分析仪对杂化材料的结构、显微形态及热性能进行了表征.结果表明,杂化材料中SiO2与环氧树脂两相间存在氢键作用;SiO2质量分数＜7%时SiO2与环氧树脂之间无明显相界面,可获得有机聚合物链段与无机网络互穿的有机/无机杂化材料;SiO2质量分数为11%时材料具有最佳耐热性能.     

聚合物/疏水性SiO2超疏水复合涂层的制备及表征

使用低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和疏水性SiO2为原料,通过简单的共混涂膜方法在玻璃基底上制得了具有超疏水性能的聚乙烯/疏水性SiO2和聚甲基丙烯酸甲酯/疏水性SiO2复合涂层;用接触角测量仪、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪等分析手段对涂层的润湿性能、微观结构以及表面化学成分等进行了表征。结果表明,所制备的两种聚合物/疏水性SiO2复合涂层的静态水接触角都超过150°,滚动角低至3.0°。聚合物和疏水性SiO2共混涂膜后形成了类似于荷叶的微纳米二元结构,是其表面具有优异超疏水性能的主要原因。     

聚乙二醇添加剂对氢氧化镁/聚醚砜杂化膜结构和性能的影响

以聚醚砜(PES)为成膜聚合物,聚乙二醇-400(PEG-400)为分散剂,采用相转化法,原位生成纳米氢氧化镁[Mg(OH)_2],成功制备出具有高渗透性能且抗污染的有机-无机杂化膜.本文详细研究PEG-400对杂化膜的结构及性能的影响,通过红外光谱证实纳米Mg(OH)_2的原位生成,采用电镜表征膜的微观结构,并且对杂化膜的渗透性能、截留率、接触角、孔隙率及抗污染性能进行测试.结果表明,PEG-400不仅影响制备膜的孔道结构,且利用其分子链中的氧原子与Mg~(2+)配位,促进Mg~(2+)在高分子体系中的分散,减少纳米粒子在相转化过程中的团聚.当添加PEG-400的添加量为8 g时,改性的Mg(OH)_2/PES杂化膜的性能最佳:纯水通量达到188.39 L/(m~2·h),对BSA截留率为98%,通量恢复率为80%.     

加成型高折射纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层的制备和性能研究

以甲基乙烯基二甲氧基硅烷(MVDMS)、二苯基二甲氧基硅烷(DPS)和正丁醇锆为原料,异丙醇为反应介质,采用溶胶-凝胶法制得纳米ZrO_2/乙烯基有机硅杂化树脂。然后在铂催化剂作用下,由乙烯基杂化树脂与苯基含氢硅油通过加成缩合,制得加成型纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层。研究了ZrO_2摩尔分数对涂层的光学性能和热稳定性能的影响。结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在99%以上;涂层的折射率随ZrO_2摩尔分数的变化在1.583~1.628内连续可调;涂层的热稳定性随着ZrO_2摩尔分数的增加而降低。树脂的TEM显示ZrO_2粒子均匀分散于杂化树脂中,粒径15nm,无团聚现象。另外,LED灯具的封装结果显示,以ZrO_2摩尔分数为30%的杂化树脂封装的LED出光效率可达125.1%。     

高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺杂化薄膜的制备

通过在聚酰胺酸中加入正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂(KH550),制备了不同SiO2含量的PI/SiO2杂化薄膜.采用FTIR、TMA、SEM以及TGA分析了PI/SiO2杂化薄膜的性能和结构.结果表明,TEOS经水解缩合与聚酰亚胺(PI)形成了有机-无机杂化网络结构,SiO2均匀分散在聚酰亚胺基体中;SiO2和偶联剂的引入提高了杂化薄膜的热稳定性;随着SiO2含量的增加,PI/SiO2杂化薄膜的拉伸强度降低,但当SiO2含量达到20%时,弹性模量增大到3.4GPa.