单组分甲基改性硅溶胶的制备与性能分析

硅溶胶的硅氧键由于刚度太大而易在成膜交联过程中形成微裂纹。为了弥补这一缺陷,以硅烷偶联剂与硅溶胶为原料,通过溶胶-凝胶法制备出改性硅溶胶溶液,并将其涂在铝板表面;研究了硅溶胶的pH值、 pH值调节剂种类、反应时间对改性硅溶胶产物及其涂层性能的影响,采用傅里叶红外光谱仪、热重分析仪和接触角测定仪等对涂层性能进行了表征。结果表明：改性后的硅溶胶性能稳定,其涂层表面光滑,铅笔硬度达到6 H,耐温500℃,接触角约为91°,热稳定性良好。     

有机改性硅溶胶及疏水膜的制备

以硅酸钠为原料,经水解制得了硅酸低聚体(PS),再以六甲基二硅氮烷(HMDS)与PS反应引入硅三甲基,制得了有机改性硅溶胶(PSH),并采用浸提法在玻璃上涂胶制备了疏水膜.本文采用FT-IR、1H-NMR和TG-DTA对硅溶胶进行了分析表征.研究结果表明:聚硅酸中羟基被硅三甲基取代,制得的PSH热稳定性较好,涂膜玻璃具有疏水性且疏水性随着HMDS投料量的增加而增强.     

有机硅烷偶联剂对水性聚氨酯材料性能的影响

以IPDI为硬段,PTMG1000为软段,TMP为交联剂,APTES为封端剂,合成了一系列硅烷偶联剂改性水性聚氨酯乳液,并制备了水性聚氨酯的固化膜.FT-IR分析表明,APTES上的一NH2 与聚铵酯的端--NCO发生反应,成功地将硅烷结构引入聚氨酯分子中.TG分析表明,APTES的改性,提高了聚氨酯热稳定性.随着w(...     

硅烷偶联剂改性钛酸钡对SPEEK质子交换膜性能的影响

为提高无机填料在聚合物中的分散性,利用硅烷偶联剂KH570对钛酸钡(BT)表面改性.采用溶液浇铸法制备磺化聚醚醚酮(SPEEK)/改性BT(KH570-BT)复合质子交换膜.利用透射电镜观察了改性前后BT在SPEEK基体中的分散情况并系统研究了KH570-BT掺杂量对复合质子交换膜性能的影响.结果显示,与BT相比,KH570-BT的分散性得到明显改善.将KH570-BT掺杂进SPEEK后,复合膜的质子电导率、甲醇渗透率、热稳定性及选择性均出现明显提升.室温下,SPEEK/KH570-BT-1.0复合膜的质子电导率达到63.7 mS/cm,高于同配比的SPEEK/BT-1.0(σ=57.7 mS/cm)和SPEEK(σ=58.6 mS/cm);SPEEK/KH570-BT-1.0的选择性达到20.9×10~4 S·s/cm~3,与SPEEK/BT-1.0(17.2×10~4 S·s/cm~3)和SPEEK(17.7×10~4 S·s/cm~3)相比,分别提升了21.5%和18.1%.     

硅溶胶添加对氧化铝多孔陶瓷烧结性能的影响

以煅烧α-Al2 O3粉末为原料,硅溶胶为高温结合剂,羧甲基纤维素钠为成型黏结剂,通过混料、困料、模压成型、高温烧结等工序制备氧化铝多孔陶瓷,利用SEM和XRD对多孔陶瓷微观形貌和晶体结构进行测试,并对多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、显气孔率和抗弯强度进行表征,系统地研究硅溶胶添加对氧化铝多孔陶瓷高温烧结特性的影响.结果表明:低温下硅溶胶的热解产物石英型SiO2将氧化铝颗粒黏结起来,形成物理黏结,能提高多孔陶瓷的力学性能;烧结温度达1500℃时,SiO2开始与氧化铝反应形成莫来石,莫来石结合相的生成使得氧化铝多孔陶瓷趋于致密,力学性能优异,抗弯强度可达(105.5±8.0)MPa;随烧结温度的升高莫来石生成量增多,导致氧化铝多孔陶瓷的体积膨胀,进而使得孔隙率增大,力学性能降低.烧结温度介于1400～1500℃之间时,可以得到微观结构合理、力学性能优异、孔隙率适中的氧化铝多孔陶瓷.     

硅烷偶联剂对EPDM/MVQ共混胶性能的影响

三元乙丙橡胶(EPDM)为非极性高分子材料,硅橡胶(MVQ)为半无机高分子材料。要获得性能优异的EPDM/MVQ共混胶,提高EPDM和MVQ的相容性是关键。研究了不同种类硅烷偶联剂作为相容剂对EPDM/MVQ共混胶性能的影响,并对偶联剂的并用进行了研究。实验结果表明:加入硅烷偶联剂Si-69或KH-550均能使EPDM/MVQ共混胶的力学性能得到改善;适量的硅烷偶联剂A-172与炭黑反应,使得炭黑成为体系的交联点,因此炭黑在共混体系中分散更均匀,从而使EPDM/MVQ共混胶达到较好的力学性能。     

硅烷偶联剂对EPDM／MVQ共混胶性能的影响

三元乙丙橡胶（EPDM）为非极性高分子材料，硅橡胶（MVQ）为半无机高分子材料。要获得性能优异的EPDM／MVQ共混胶，提高EPDM和MVQ的相容性是关键。研究了不同种类硅烷偶联剂作为相容荆对EPDM／MVQ共混胶性能的影响，并对偶联剂的并用进行了研究。实验结果表明：加入硅烷偶联荆Si-69或KH-550均能使EPDM...     

硅烷偶联剂对集料表面改性的制备及性能表征

利用硅烷偶联剂对集料进行表面改性,使其与集料发生水解和固化反应。基于表面能理论、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等微观分析手段对改性前后的集料进行表征,通过直接拉伸、水煮法、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验等宏观手段对改性前后的集料性能进行验证。结果表明硅烷偶联剂表面改性后的集料接触角减小,由原来的亲水性变为亲油性;红外光谱(FTIR)发现硅烷偶联剂与集料之间产生了Si—O—C、Si—O—Si共价键和氢键;扫描电镜(SEM)观测到集料表面形成了一层聚硅氧烷偶联层薄膜,表明集料表面已引入了硅烷偶联剂中的亲油基团;浸水前后表面改性的集料比原集料抗拉强度损失率下降了42.2%;集料与沥青之间的粘附性等级可达到5级,沥青混合料残留稳定度提升11.54%,冻融劈裂强度比提升39.26%。说明了硅烷偶联剂成功对集料进行表面改性,并改善了集料的表面性能。     

硅烷偶联剂修饰高岭土对沥青物理和老化性能的影响

为改善沥青的物理和老化性能,本文采用γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)对高岭土进行了表面修饰,通过熔融共混法分别制备了高岭土和表面修饰高岭土改性沥青,并对其进行了薄膜加热试验(TFOT)和压力老化容器试验(PAV),测试了高岭土和表面修饰高岭土改性沥青老化前后的物理性能,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对高岭土和表面修饰高岭土及其改性沥青老化前后的结构进行了表征。FTIR和XRD分析表明,KH560成功接枝到高岭土表面,但未改变高岭土的晶体结构。相比未修饰高岭土,表面修饰高岭土对沥青软化点和黏度的提高幅度更大,对沥青低温延度的不利影响减弱,TFOT和PAV老化对沥青性能的负面影响降低,并有效抑制了沥青老化后羰基指数的增加,显著改善了沥青的抗热氧老化性能。随着表面修饰高岭土掺量的增加,沥青物理性能和抗老化性能的提升越来越明显。     

硅烷偶联剂对高密度聚乙烯薄膜/杨木胶合板性能的影响

采用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)对杨木单板进行预处理,然后与高密度聚乙烯(HDPE)薄膜复合制备胶合板。研究了A-171对板材物理力学性能的影响,利用红外光谱、X射线光电子能谱及扫描电镜探讨了界面增容的机理。结果表明,经过A-171处理后,板材的胶合强度和耐水性都有所改善,当偶联剂用量为2%时处理效果最好,胶合强度达到1.8MPa,比未处理材的胶合强度增加128%,木破率也由10%提高到99%。胶合板的24h吸水率(WA)和吸水厚度膨胀率(TS)分别降低了28%和42%。通过X射线光电子能谱、红外光谱和扫描电镜分析可知,A-171成功在杨木单板表面发生了接枝反应,有效地改善了单板与HDPE的界面相容性。     

硅烷偶联剂处理对 SF/PP结构和性能的影响

采用熔融共混和注塑成型的方法制备了硅烷偶联剂处理的剑麻短纤维(SF)增强聚丙烯(PP)的复合材料,研究了SF表面偶联剂处理对复合材料的晶形结构、微观结构、热性能及力学性能的影响.结果表明硅烷处理削弱了SF在PP结晶过程中的异相成核作用,降低了SF/PP复合材料中PP相的结晶度、结晶温度和结晶速率;提高了复合材料中β-晶型PP的相对含量;增强了SF/PP的界面键合,显著提高了复合材料的冲击强度.     

硅溶胶改性处理对碳纤维/环氧树脂复合材料拉伸性能的影响

用溶胶-凝胶法制备硅溶胶对碳纤维进行表面改性,观测了环氧树脂液滴在单向排列碳纤维集束表面的铺展过程;以环氧树脂为基体制备单向排列的碳纤维/环氧树脂复合材料,研究了硅溶胶改性处理碳纤维对其拉伸性能的影响。结果表明:碳纤维经过硅溶胶改性处理后,Si—o—Si,-NH₂等极性官能团的引入改善了环氧树脂对其的浸润性能,从而改善了碳纤维与环氧树脂间的界面粘结性能,使碳纤维/环氧树脂复合材料的横向拉伸强度显著改善,但纵向拉伸强度影响不大;与未经过表面处理的复合材料相比,经过硅溶胶改性处理的碳纤维/环氧树脂复合材料其横向拉伸强度提高了62.74%;与用硝酸处理的碳纤维制备的复合材料相比,用硝酸处理后再用硅溶胶处理的碳纤维所制备的复合材料,其横向拉伸强度提高了35.27%。     

纳米硅溶胶、苯丙复合乳液的合成及性能研究

自制纳米SiO2溶胶,用硅烷偶联剂(乙烯基三乙氧基硅烷)进行表面处理,然后合成以纳米SiO2溶胶为核,聚苯乙烯、丙烯酸酯为壳的无机-有机复合乳液。结果表明,复合乳液制成的凃膜的力学性能及耐水性都得到了提高笛榛寡芯苛嗽谖藁⒘4嬖谙?苯丙乳液聚合的工艺条件。     

硅烷偶联剂对硅溶胶及其膜层表面开裂性的改性效果

为了改善硅溶胶膜层的开裂性,使用甲基三氧甲基硅烷和KH-570 2种硅烷偶联剂对硅溶胶正硅酸乙酯进行改性。比较了2种偶联剂对硅溶胶膜层的影响,应用金相显微观察、傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜观察等系统研究了偶联剂KH-570对硅溶胶及其膜层的改性效果。结果表明:2种硅烷偶联剂都可以明显减少膜层的裂纹,使其表面更加平整;在同样的用量下,偶联剂KH-570对减少涂层表面裂纹的效果更加明显;加入KH-570偶联剂的硅溶胶体系内由于生成了有机-无机杂化的网络结构而有效地减缓了膜层开裂性,提高了其耐蚀性能。     

硅溶胶对气凝胶水泥基复合保温材料结构和性能的影响

将纳米硅溶胶加入到以疏水气凝胶颗粒和空心玻璃微珠为保温轻骨料的白色硅酸盐水泥中,制备了SiO₂气凝胶水泥基复合隔热板(AIC隔热板)。并通过氮气吸附、红外光谱等方法研究了不同质量分数的硅溶胶(0～10%)对AIC隔热板的内部结构和热物性参数的影响。结果表明：硅溶胶添加量与AIC隔热板的比表面积、平均孔径、热导率均呈正相关。其中硅溶胶掺量10%时比表面积为72.92m²/g,相比对照样品(53.53m²/g)上升了36.22%。此外,AIC隔热板的迟滞回线属于H3型,各掺量样品FT-IR光谱对比表明硅溶胶在制备、干燥过程中不受水泥及其他无机材料的影响。     

复合纤维配比对精铸硅溶胶型壳性能的影响

为了分析复合纤维配比对熔模精铸中硅溶胶型壳的强度和透气性的影响,采用尼龙和陶瓷复合纤维制备硅溶胶型壳试样,在其中加入的尼龙纤维和陶瓷纤维的体积配比为100∶0、82.7∶17.3、61.5∶38.5、34.7∶65.3和0∶100,对获得的复合纤维增强型壳试样的生胚抗弯强度、焙烧后抗弯强度和透气性的变化规律进行研究。结果表明,当尼龙纤维在复合纤维中体积分数从0%~100%变化时,型壳生胚抗弯强度逐渐增大,焙烧后抗弯强度总体变化不明显,透气率先增大后减小。当尼龙纤维的体积分数为82.7%时,透气率达到最大值5.21。根据试样断口形貌及纤维增强行为分析,型壳生胚抗弯强度主要受纤维体积含量的影响;型壳焙烧后抗弯强度和透气性受陶瓷纤维体积含量、涂挂厚度和尼龙纤维烧失后留下孔洞数量的综合影响。     

酰亚胺环改性硅烷偶联剂的制备及热性能研究

以双酚A型二醚二酸酐(BPADA)为反应起始原料,与烯丙基胺反应合成含酰亚胺环化合物BPADA-AA,然后将BPADA-AA与三乙氧基硅烷通过硅氢加成反应制备新型含酰亚胺环硅烷偶联剂BPADA-AA-TES,并对其结构进行了红外光谱、核磁谱图表征,也证明了新型硅烷偶联剂结构的正确性。之后对BPADA-AA-TES做了热重(TG)和差示量热(DSC)谱图的热性能分析,测试出玻璃化转变温度(T_g)为155℃,分解温度(T_d10)为431℃,具有较好的耐热性能。     

硅烷偶联剂Si69对白炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能的影响

研究了硅烷偶联剂Si69含量对于白炭黑填充溶聚丁苯橡胶性能的影响,当Si69含量达到3．5Phr时其综合性能达到最佳。本工作测量了混炼胶的结合胶含量和硫化胶的交联密度的大小;通过对未硫化胶以及硫化胶的弹性模量G’0.56％与G’0.56％～G’100％的分析,可以得知硅烷偶联剂Si69改性的SSBR的Payne效应降低。     

有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响

同步采用无皂乳液聚合法和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料,通过TEM、力学性能、DSC、TG和XRD等检测手段研究了不同有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响.结果表明,分别采用3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(MEMO)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)制备的纳米复合材料,力学性能随其用量的增加而同步增强增韧;TEM结果表明,采用MEMO和VTMO制备的聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料中的纳米SiO2的粒径约20nm,且分布均匀;热性能结果表明,采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)制备的纳米复合材料的玻璃化温度(-8.1℃)和热裂解温度(350℃)最高;XRD结果表明,有机硅烷偶联剂的加入降低了纳米复合材料的结晶度.     

高浓度硅溶胶与纳米SiO_2粉体对聚丙烯结构和性能的影响

通过双螺杆挤出机实现了高浓度硅溶胶、纳米二氧化硅分别与聚丙烯(PP)的熔融共混,制备了PP/高浓度硅溶胶和PP/纳米Si O2的复合材料。利用差示扫描量热、透射电镜、电子探针及力学性能测试分别分析了高浓度硅溶胶及纳米Si O2粉体的含量对PP结晶性能、分散性及力学性能的影响。结果表明,与纳米Si O2粉体相比,高浓度硅溶胶更加纯净,与PP共混不会引入杂质,且在PP中分散更均匀。高浓度硅溶胶与纳米Si O2粉体的加入,都能提高PP的拉伸、弯曲和缺口冲击强度,并使PP的结晶度增大和结晶温度升高,但高浓度硅溶胶改性PP优于纳米Si O2粉体。当高浓度硅溶胶添加量为3%时,PP复合材料的缺口冲击强度达最大值,为4.49 k J/m2,纳米Si O2添加量为3%时,PP的缺口冲击强度达最大值,为4.43 k J/m2。