纳米SiO_2颗粒表面疏水化改性与调控

以原硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,使用St?ber法,制备出分布均匀、粒径大小可控的纳米SiO_2颗粒,探讨了氨水用量、改性剂用量、反应温度以及反应时间对其粒径的影响。以二氯二甲基硅烷作为纳米SiO_2的修饰改性剂,采用激光粒度仪和接触角测量仪对纳米SiO_2颗粒粒径和接触角进行了表征。结果表明,St?ber法制备的纳米SiO_2颗粒粒径平均在40 nm,当氨水用量逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐增大;当反应温度逐渐升高时,纳米SiO_2颗粒粒径逐渐减小;当反应时间逐渐增加时,纳米SiO_2颗粒粒径呈现逐渐增大的趋势,后趋于稳定。改性实验结果表明,纳米SiO_2接触角随改性剂二氯二甲基硅烷用量的增加而变大,其接触角在40.9～146.1°范围内可调。当二氯二甲基硅烷的用量为7.5%时,接触角达到最大值146.1°。修饰改性后纳米SiO_2颗粒可减少其团聚,颗粒更加分散均匀,由此实现了通过改性剂加量对纳米SiO_2颗粒表面润湿性的调控。     

纳米SiO_2的表面改性

分别用吐温-80、油酸、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)处理纳米二氧化硅,用沉降体积和亲油化度来对比改性效果,结果表明KH570改性效果最好,其最佳工艺条件为:KH570用量为8%,反应温度为70℃,反应时间为2 h,反应pH为5.5。对KH570改性前后的纳米粉体进行了红外光谱分析、热重分析、紫外-可见光谱分析、扫描电镜分析等表征。结果表明,硅烷偶联剂与纳米二氧化硅之间形成了化学结合,改性后的纳米SiO_2分散性提高,从而更好地应用于聚合物材料中。     

纳米SiO_2的表面改性

分别用吐温-80、油酸、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)处理纳米二氧化硅,用沉降体积和亲油化度来对比改性效果,结果表明KH570改性效果最好,其最佳工艺条件为:KH570用量为8%,反应温度为70℃,反应时间为2 h,反应pH为5.5。对KH570改性前后的纳米粉体进行了红外光谱分析、热重分析、紫外-可见光谱分析、扫描电镜分析等表征。结果表明,硅烷偶联剂与纳米二氧化硅之间形成了化学结合,改性后的纳米SiO_2分散性提高,从而更好地应用于聚合物材料中。     

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     

纳米SiO_2表面化学改性研究

通过γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO2表面的羟基发生化学反应,将KH-570化学键合在纳米SiO2表面,形成化学改性的纳米微粒MPS-SiO2。研究了硅烷偶联剂KH-570的用量、反应温度、反应时间、pH值、溶剂配比对纳米SiO2表面双键含量的影响,利用红外光谱、热失重对改性前、后的纳米SiO2进行了表征。结果表明,纳米SiO2表面成功地实现了化学改性。     

锐钛型纳米TiO2表面疏水化改性研究

采用硅烷偶联剂对锐钛型纳米TiO_2进行表面疏水化改性研究,探讨了硅烷偶联剂的种类和用量、水和乙酸的用量、反应时间和反应温度等因素对纳米TiO_2表面疏水化程度的影响,确定了较佳疏水化改性工艺。实验结果表明,最佳修饰剂为KH570;修饰后的纳米TiO_2表面上存在KH570,而且KH570与TiO_2的表面羟基发生了反应;经过表面修饰,纳米TiO_2的晶型结构未发生改变仍为锐钛型。本文在表面修饰基础上,用对苯乙烯磺酸钠对纳米TiO_2进行包覆改性,实验结果表明,经过包覆改性后的纳米TiO_2在水体系中的分散稳定性得到较大程度的提高。     

改性SiO_2粒子制备超疏水表面的研究

通过改性SiO2粒子和其他几种物质共混配制涂料,在PVC膜材上进行涂层烘干并焙烘,获得超疏水涂层表面。讨论了几种物质的用量对表面性能及形态的影响;初步探索了表面微结构对接触角的影响。利用改性SiO2粒子成功制备出了超疏水表面;获得了最佳涂层工艺条件;结构的粗糙度对接触角有着直接的影响。     

纳米SiO_2的表面结构及其疏水性化学修饰

纳米SiO_2作为一种被广泛应用的重要无机纳米填料,由于其吸水性较强、易于团聚,在基体树脂及有机相中相容性及分散性较差,影响了其应用性能及范围。在简述其表面结构特点的基础上,介绍了疏水性化学修饰。     

疏水型SiO_2纳米颗粒的稳泡性研究

针对泡沫驱油技术中存在的泡沫稳定性问题,对纳米颗粒部分取代表面活性剂发泡和稳泡,以提高泡沫稳定性进行了研究。将不同型号的亲水性和疏水性SiO_2纳米颗粒分别与表面活性剂α-烯基磺酸钠(AOS)溶液复配,进行泡沫观察试验,考察了SiO_2纳米颗粒与AOS复配后对N_2泡沫稳定性的影响。结果表明:单独的亲水性纳米二氧化硅颗粒不能发泡稳泡,能在较低浓度的AOS溶液中起到一定的稳泡作用,但效果不理想;而疏水性纳米SiO_2颗粒虽不能单独发泡,但可以部分取代AOS表面活性剂,大大提高泡沫的稳定性。通过对不同浓度的纳米颗粒与AOS表面活性剂复配后的稳泡性能对比,得到泡沫驱油稳泡剂的最佳配比(质量分数)为0.04%AOS+0.10%SiO_2。研究结果对于泡沫驱油稳泡剂的优选具有一定的指导意义。     

表面环氧化纳米SiO_2原位改性MC尼龙6的研究

以表面环氧化的可分散性纳米SiO_2为填料,采用阴离子原位聚合法制备了单体浇铸尼龙6(MCPA6)/纳米SiO_2复合材料。用场发射扫描电镜、红外光谱和热重分析仪对纳米SiO_2在MCPA6中的分散和界面作用进行了研究,并用差示扫描量热仪和X射线衍射仪对复合材料的结晶性能和晶体结构进行了表征。结果表明:纳米SiO_2在MCPA6中具有较好的分散性,且纳米SiO_2与MCPA6之间具有较强的界面作用;纳米SiO_2的引入促进了MCPA6的结晶,随着纳米SiO_2用量的增加,所得复合材料的结晶温度逐渐升高,其熔点要比纯MCPA6稍高,但其结晶度逐渐下降;纳米SiO_2不改变MCPA6的α晶型结构;退火处理结果表明,纳米SiO_2有利于MCPA6基体中α晶型的生成,加快γ晶向α晶转变。     

超疏水表面SiO_2纳米流体液滴蒸发动力学研究

实验观察二氧化硅(SiO_2)纳米流体液滴在超疏水表面上的蒸发过程,研究SiO_2纳米颗粒的加入对于液滴蒸发过程的影响;以硅片作为亲水表面基底,荷叶作为超疏水表面基底,通过亲水表面上的蒸发模式进行对照,发现超疏水表面上液滴的蒸发有明显的四个阶段,近似于接触半径不变的(CCR)模式。然后,实验进一步探究了亲水和超疏水两种表面上液滴蒸发时间的规律,验证了亲水表面上液滴体积的2/3次方随时间直线变化规律,发现超疏水表面液滴蒸发仍然遵循该变化规律,但由于蒸发过程润湿模式的转变具有不同的两段斜率。     

纳米TiO2颗粒的表面改性研究进展

较全面概述了在纳米TiO2颗粒改性中表面活性剂的作用机理与应用。对应于不同目的采用不同的改性剂甚至进行改性剂的复配方法及工艺，即为了改善纳米二氧化钛颗粒表面的润湿性和分散性，采用有机物改性方法；为了提高经伙二氧化钛颗粒的耐久性和化学稳定性目的时，采用无机物包裹的方法等。文中重点介绍了多种主要的改性剂和改性工艺，对于其它纳米颗粒的改性也有参考意义。     

含氢硅油表面改性SiO_2疏水增透膜的制备及其表征

采用含氢硅油(poly(methylhydrogen)siloxane,PMHS)对溶胶-凝胶法制备的SiO_2增透膜进行表面修饰,以提高其疏水性能。采用含氢量分别为0.2%、1.0%和1.5%的PMHS,研究改性剂溶液中PMHS含量对增透膜性质的影响。结果表明:经含氢量为0.2%的PMHS改性后的SiO_2增透膜仍能保持99.50%以上的透过率;而经含氢量为1.0%和1.5%的PMHS改性的增透膜的透过率下降显著。0.2%PMHS改性的增透膜的显微结构与未改性的相似,而1.5%PMHS改性的增透膜孔隙数目明显减少。经含氢量为0.2%、1.0%和1.5%的PMHS改性的增透膜的疏水性能得到明显地提高。Fourier红外光谱表明,与未改性SiO_2增透膜相比,改性SiO_2增透膜在1 257和796 cm~(-1)处出现归属于Si—CH_3的吸收峰,说明PMHS疏水链被成功接枝至SiO_2增透膜表面。     

纳米SiO_2改性的研究进展

纳米SiO_2表面具有很强的亲水性,极易聚团。在有机介质中分散不均匀,使纳米SiO_2不能很好的添加在有机材料中。通过物理改性和化学改性可使纳米SiO_2应用于有机材料的产品升级,提高有机材料的强度和耐老化等性能。物理改性有热处理和机械法。化学改性通常有利用表面羟基反应、胺类化合物改性纳米SiO_2、有机氯硅烷改性纳米SiO_2、偶联剂法、表面接枝法、分散剂法。通过对纳米SiO_2改性方法的介绍,展望纳米SiO_2改性技术的发展方向。     

SiO_2气凝胶疏水改性的研究进展

综述了SiO_2气凝胶疏水改性的常用方法和改性剂,介绍了SiO_2气凝胶疏水层耐温性的研究进展,展望了未来的发展方向。     

纳米SiO_2的表面改性及SiO_2/WEPN复合材料的制备与性能研究

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对纳米SiO_2进行表面改性,以酚醛预聚体、环氧氯丙烷(ECH)、二乙醇胺(DEA)等为主要原料并通过预聚体法合成SiO_2/水性酚醛环氧树脂(WEPN),与三乙烯四胺(TETA)固化得到复合涂膜。通过FT-IR、SEM、TEM、TGA、力学性能测试等对产物的结构与性能进行表征。结果表明,APTES对纳米SiO_2改性成功,改性后亲油效果增加,团聚明显改善,APTES的最佳质量分数为40%;纳米SiO_2通过化学键接入WEPN中,分散良好,SiO_2的加入有效提高了WEPN的热稳定性、韧性及耐酸碱性等应用性能。当纳米SiO_2质量分数为2%时,涂膜的综合性能最好,拉伸强度由67.15 MPa增至77.48 MPa,耐冲击性达到50 cm,断裂伸长率由3.55%增至4.32%,水接触角增至115°,涂膜(10%失重)分解温度从298.5℃提高到350.1℃,残留量由19%增至29%。     

纳米二氧化硅的表面疏水化改性及其乳化作用研究进展

综述了近年来SiO2纳米颗粒表面疏水化改性技术的研究进展,归纳了SiO2纳米颗粒的表面改性方法及其改性效果的表征技术;着重阐述了表面改性后纳米SiO2的乳化作用;最后介绍了纳米SiO2乳状液在石油开采中的技术应用现状,并展望了其发展前景。     

疏水性纳米SiO_2改性沥青性能研究

为了提高基质沥青的低温性能,同时确保沥青高温性能不会下降,本文通过往基质沥青中加入掺量为1%-7%的疏水性纳米SiO_2来制备改性沥青,应用常规性能试验和黏度试验对比评价七种改性沥青和基质沥青的三大指标及黏度随掺量的变化,选出较优掺量的改性沥青。结果表明:改性沥青的软化点和黏度随着疏水性纳米SiO_2掺量的增加而增加,针入度随着掺量的增加而减小,延度随着掺量的增加先增后减。当掺量为4%时,其制备的改性沥青性能较优,黏度相较前一掺量增长率达到15.3%;相较于基质沥青,其高温性能和低温性能分别提高9.8%和77.6%。     

偶联剂表面处理纳米SiO_2改性氰酸酯的摩擦性能

采用浇铸成型法制备了纳米SiO2/CE复合材料,考察了偶联剂SCA-3表面处理nm-SiO2对其摩擦性能的影响。在MM-200型磨损机上测试了材料的磨损率和稳定摩擦系数,利用SEM观察了脆断面和对磨钢环表面的微观形貌。结果表明,nm-SiO2能够有效地改善CE的摩擦磨损性能,特别是SCA-3表面处理的nm-SiO2效果更好,相对纯CE,摩擦系数、磨损率分别降低了22.50%和76.21%。     

纳米SiO_2表面改性及其在WPUA中的应用研究

用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2进行表面改性,通过光固化法制备纳米SiO2/水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)复合涂膜,考察了纳米SiO2的粒径、改性条件及SiO2和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)用量对涂膜性能的影响。结果表明,当KH-570用量为10%,反应温度为60℃和反应时间为7 h时,对纳米SiO2表面的改性效果最好;采用粒径为56 nm的改性SiO2所制备的WPUA具有优良的性能;当DMPA的质量分数为6.5%～8.0%时,WPUA乳液的稳定性和外观较好;当加入1.0%改性后的纳米SiO2时,WPUA乳液和涂膜的综合性能较佳。