SiO_2纳米复合材料研究进展

本文介绍了纳米ＳｉＯ２粒子的一些优异性能及表面改性与分散方法,井详细阐述了ＳｉＯ２纳米复合材料的制备方法、研究进展及其优良性能。     

表面改性对PP/Nano-CaCO_3复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米碳酸钙(nano-CaCO3)复合材料,研究了nano-CaCO3表面改性前后对复合材料力学性能的影响,利用扫描电镜(SEM)分析了nano-CaCO3表面改性前后在PP基体中的分散性。结果表明:加入量较小时,nano-CaCO3表面改性与否对复合材料的力学性能和在PP基体中的分散性基本没有影响;加入量较大时,表面改性nano-CaCO3使复合材料具有更好的力学性能,并且在PP基体中的分散性及其与PP基体间的界面黏结性也更好。     

磷酸三苯酯表面改性纳米SiO_2及其在PP复合材料的应用研究

以二月桂酸二丁基锡为催化剂,用磷酸三苯酯表面改性纳米二氧化硅(SiO_2),制备了聚丙烯(PP)/表面改性纳米SiO_2复合材料。采用红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪和万能材料试验机等进行表征。结果表明:有机磷改性后SiO_2粒子的表面羟基消失,有机磷的接枝率为87.71%,改性纳米SiO_2能够改善PP复合材料的热稳定性和阻燃性能。     

纳米SiO_2表面改性及其在水性涂料中的应用

通过正交实验筛选出最隹分散工艺,将改性后的纳米级多孔SiO2加入到水性苯丙乳液涂料中配制出水性纳米涂料,并对其涂料进行了性能测试。     

纳米SiO2-x改性PP／云母复合材料的研究

采用纳米SiO2-x（0≤x≤0．5）对PP／云母复合材料进行改性，系统地研究了纳米SiO2-x（0≤x≤0．5），对pp／云母综合性能的影响，确定了工业配方并且已应用于生产。结果表明：当纳米SiO2-x（0≤x≤0．5）用量为1％，云母用量为30％时的复合材料的缺口冲击达到了9．6kJ／m^2，维卡软化点达到了110℃，比纯PP（5．50kJ／m^2，86℃）和30％PP／云母复合材料（6．20kJ／m^2，109℃）均有了较大的提高。     

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。     

改性纳米SiO_2及其树脂基复合材料的性能研究

对纳米SiO_2连续进行两步法改性,首先接枝PEG400,然后共聚自制低分子量PET,采用NMR、热失重仪、X射线光电子扫描仪对其结构进行了表征。采用熔融混合法分别制备了未改性纳米SiO_2、两种改性纳米SiO_2、低分子量PET与PET树脂的复合材料,利用SEM、毛细管流变仪对复合材料的性能进行了研究。结果表明:PEG400成功接枝到纳米SiO_2粉体表面,且自制低分子量PET共聚到了一元接枝纳米SiO_2上;改性后的纳米SiO_2粉体在PET树脂中的分散性得到改善;纳米SiO_2粉体通过PEG400和低分子量PET改性后可提高PET树脂的表观黏度,改善PET树脂的脆性。     

GF表面的多步接枝改性及其对PP/GF复合材料拉伸性能的影响

为提高热塑性树脂聚丙烯(PP)与玻璃纤维(GF)之间的界面相容性和粘结强度,提出了一种对GF三步浸渍的方法,将GF逐步用(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(γ–APS),1,6-己二异氰酸酯(HDI)及苄胺或十八胺处理,从而在GF表面接枝上长的分子链。利用接触角测定仪、衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR–FTIR)仪和X射线光电子能谱(XPS)仪等手段,对改性后的GF表面进行了表征,证明了接枝反应的成功进行。将不同方法改性的GF与PP制备成单向PP/GF复合材料,对其进行了拉伸性能测试。结果表明,随着GF表面接枝的碳链增长,复合材料的拉伸强度逐渐增大。     

PP基纳米SiO2复合材料性能的研究

利用纳米SiO2、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）和聚丙烯（PP）通过熔融共混的加工工艺制备了PP基纳米SiO2复合材料，考察了不同处理方法及用量的纳米SiO2对PP基体的影响。结果表明：经表面处理，用量4％（质量分数，下同）的纳米SiO2和4％PEgMAH协同作用，可以使复合材料的冲击强度提高40％，拉仲强度提高10％，耐热性较PP基体提高22℃。采用偏光显微镜（POM）、扫描电镜（SEM）对PP基纳米SiO2复合材料的微观结构进行了表征和分析，证明经表面改性的纳米SiO2（TS530）均匀地分散于PP基体中，从而起到良好的改性作用。     

TDI改性纳米SiO_2表面

甲苯二异氰酸酯 (TDI)中的 -NCO基团与纳米SiO2 表面的 -OH反应可使高反应活性的 -NCO键合到SiO2上 ,从而对纳米SiO2 的表面进行有效地改性。系统地研究了反应物质量比、反应温度、溶剂种类和用量、纳米SiO2的活化处理等诸多因素对TDI与SiO2 表面 -OH反应的影响 ,并通过FTIR和TGA证实了反应产物的存在     

基体性质对聚丙烯力学性能的影响

采用过氧化二异丙苯(DCP)作为降解剂,以聚丙烯(PP)为基体,以三元乙丙橡胶(EPDM)为增韧剂,研究了EPDM对降解PP/EPDM共混物力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对共混体系微观形貌进行了表征。熔体质量流动速率结果表明:随着EPDM质量分数从10%增加到30%时,对应共混物的熔体质量流动速率明显下降,从14.8 g/10 min下降到10.8 g/10 min。随着EPDM用量的增加,共混物的冲击强度明显增大,从30.06J/m增长到90.26 J/m,拉伸强度有所减小。SEM照片显示,随着EPDM用量的增加,共混物中分散相的尺寸明显增大。因为EPDM含量的增加,导致分散的橡胶粒子产生"聚并",从而分散相的相区尺寸增大。     

偶联剂处理陶瓷颗粒增强聚丙烯复合材料的性能

用熔融共混法制备了陶瓷颗粒增强聚丙烯复合材料,测试了复合材料的力学性能,探讨了研究了表面处理对PP复合材料性能的影响。结果表明:偶联剂处理陶瓷颗粒表面后,复合材料的拉伸强度和冲击强度均比未处理的有所提高。拉伸断面的扫描电镜照片分析表明,未活化处理陶瓷颗粒与PP的界面粘结较差,界面发现许多空隙;而偶联剂KH-550活化处理后,陶瓷颗粒能与PP界面粘结良好,在拉伸过程中多数陶瓷颗粒被基体牢固粘附而难以脱出。     

TiO2表面辐射接枝改性及其PP复合材料的研究

通过γ辐射引发将马来酸酐(MAH)接枝到TiO2粒子表面.实验结果表明:MAH与TiO2之间存在化学键合,其接枝率约为2.65%.通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/pp-g-MAH(MPP)/g-TiO2和PP/TiO2复合材料;实验结果表明:改性后的粒子在PP中分散更加均匀;PP/MPP/g-TiO2的结晶度比PP/TiO 2要高;PP/MPP/g-TiO2具有更好的紫外光吸收能力.     

白炭黑改性膨胀阻燃剂对PP/POE燃烧及力学性能的影响

采用白炭(黑SiO2)作为协效阻燃剂,与膨胀阻燃(剂IFR)复配阻燃聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)复合材料,观察其用量对复合体系燃烧及力学性能的影响。结果表明:当SiO2/IFR/PP/POE为1/9/3.3/20时,体系的阻燃效果较好,垂直燃烧实验达到了UL 94 V-0级,拉伸强度提高很大,冲击强度略微降低,体系的综合性能最佳。     

PP/改性滑石粉复合材料性能研究

以钛酸酯偶联剂为改性剂对滑石粉进行表面改性,然后将其填充到聚丙烯(PP)中,制成PP/改性滑石粉复合材料。考察了滑石粉用量对PP/滑石粉复合材料阻燃性能和力学性能的影响,并对比了滑石粉改性前后复合材料力学性能及阻燃性能的差异。结果表明:添加滑石粉可提高PP复合材料的阻燃性能和耐热性能。另外,未改性滑石粉的添加降低了PP复合材料的力学性能,而适量改性滑石粉的添加(≤20 phr)则使复合材料的拉伸强度和冲击强度得到提升。     

表面改性对聚丙烯/微米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂（钛酸酯和硅烷偶联剂）和原位聚合方法对聚丙烯/微米氢氧化镁（MH）复合材料的力学性能及流变性能的影响。采用DSC、SEM和毛细管流变仪对PP/MH（80/20）复合材料的性能进行了研究。结果表明：原位聚合改性后的微米MH与PP基体间的界面黏结力得到了加强,复合材料的冲击强度较填充未改性MH的复合材料提高了26.4 ％。在PP基体中添加聚合物包覆改性微米MH粒子的复合材料熔体流动速率较纯PP上升了64 ％。在相同剪切速率下,填充聚合物包覆改性MH的复合材料熔体表观黏度明显低于填充未改性微米MH的复合材料,表明聚合物包覆改性后的MH降低了其对PP熔体流动的阻碍作用,改善了PP/MH复合材料的流动性能。     

PP-g-MAH对PP/纳米SiO_2复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/纳米SiO2复合材料,研究了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)对复合材料力学性能、结晶性能及界面作用的影响。结果表明:PP-g-MAH能有效地增强纳米SiO2与PP基体间的界面作用,提高复合材料的力学性能;同时,PP-g-MAH增强了纳米SiO2的成核活性,使PP的结晶温度升高,球晶细化。     

共混方法对PP/纳米SiO_2复合材料性能的影响

分别采用溶液共混法、熔融共混法以及二阶共混法来制备PP/纳米SiO2复合材料,探讨了不同共混方法时,纳米SiO2含量对复合材料力学性能及微观结构的影响。结果表明,从纳米SiO2的分散来说,溶液共混最好、二阶共混次之、熔融共混最差;当纳米SiO2含量超过3%时,二阶共混法制备的复合材料具有复相结构;而纳米SiO2用量超过5%时,3种共混方法制备的复合材料都出现层状结构;因此,纳米SiO2含量为3%时的二阶共混法制备的复合材料既形成了复相结构又还未出现层状结构,其综合力学性能优异,拉伸强度提高了21.3%,断裂伸长率增加了27.6%,冲击强度提高了131.1%。     

改性纳米CaCO3/PP动态力学性能的研究

熔融制备了反应性单体改性纳米CaCO3/PP复合材料,用DMA研究了反应性单体对纳米CaCO3/PP复合材料动态力学性能的影响.结果表明纳米CaCO3的加入提高了PP的储存模量E′和损耗模量E″,降低了E″的峰温和β转变温度.丙烯酸AA改性有降低复合材料的E′和E″的作用,但不明显影响转变温度.苯乙烯St或与AA混合改性明显提高复合材料的E′和E″,也明显地降低E″的峰温.不管是否对反应性单体改性,纳米CaCO3加入均使PP的β转变温度移向低温.