纳米粉体表面改性技术及应用

纳米粒子易严重团聚 ,为了有效使用纳米粉体 ,纳米粉体表面改性成为纳米粉体研究的重要内容。文中论述了纳米粒子的表面改性机理、表面改性剂、表面改性方法和改性的应用。     

无机纳米粉体表面改性研究现状

团聚是纳米粉体应用中首先要解决的问题,表面改性是有效解决这一问题的方法.论述了纳米粉体团聚的原因、表面改性的方法及其改性效果的表征.     

机械混合法改性微纳米粉体的设备设计

粉体表面改性与复合设备是实现粉体表面改性与复合技术中的一个重要环节。在研究现有微纳米粉体表面改性与复合设备结构特点的基础上,结合微纳米粉体改性与复合的工作原理,针对微纳米粉体的表面特性,提出了机械混合法改性微纳米粉体的典型设备及其设计思想。本设计的特点在于在半椭球形容器下半部的圆柱面上设有两组8个与母线成α(α>90°)角的大小喷嘴成对角布置,以利于粉体和改性剂的分散与混合。     

非金属矿物粉体表面改性技术

本项技术成果包括干法连续表面改性技术、SLG型连续粉体表面改性机,湿法表面改性技术;煅烧高岭土表面改性技术,陶瓷颜料表面改性技术,纳米粉体的表面改性技术、硅灰石矿纤的表面改性等。     

表面活性剂在纳米粉体制备中的应用

本文论述了表面活性剂在Al2O3纳米粉体制备、改性等方面的应用,并简要介绍表面活性剂在纳米粉体修饰中的作用。     

反应注射成型纳米CuS/PDCPD复合材料的制备与性能

以钨配合物为主催化剂,AlEt2 Cl为助催化剂,表面改性CuS纳米粉体为填料,采用反应注射成型工艺,原位聚合方法制备了纳米CuS/聚双环戊二烯(CuS/PDCPD)复合材料.利用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、三维轮廓测定仪、高温气氛摩擦磨损试验机等多种手段对表面改性CuS纳米粉体及纳米CuS/PDCPD复合材料的结构、填料分散性、磨损形貌、力学性能以及摩擦磨损性能进行了表征和测试.结果表明,改性CuS在极低的添加范围内,即可实现对PDCPD同时起到增强增韧和耐磨的作用;在CuS添加质量分数为1％时,纳米CuS/PDCPD复合材料的综合性能达到最佳;与PDCPD性能相比,冲击强度、拉伸强度和弯曲强度的最大提高量分别为13.2％、22.0％、13.8％;磨损质量和摩擦因数最大降低了31％和36％.表面改性CuS纳米粉体在PDCPD基体中具有良好的界面相容性,是实现纳米CuS/PDCPD复合材料在低添加范围内具有较佳力学性能和耐磨性能的重要原因.     

反应注射成型纳米CuS/PDCPD复合材料的制备与性能

以钨配合物为主催化剂, AlEt₂Cl为助催化剂, 表面改性CuS纳米粉体为填料, 采用反应注射成型工艺, 原位聚合方法制备了纳米CuS/聚双环戊二烯(CuS/PDCPD)复合材料。利用红外光谱、 扫描电镜、 透射电镜、 三维轮廓测定仪、 高温气氛摩擦磨损试验机等多种手段对表面改性CuS纳米粉体及纳米CuS/PDCPD复合材料的结构、 填料分散性、 磨损形貌、 力学性能以及摩擦磨损性能进行了表征和测试。结果表明, 改性CuS在极低的添加范围内, 即可实现对PDCPD同时起到增强增韧和耐磨的作用; 在CuS添加质量分数为1% 时, 纳米CuS/PDCPD复合材料的综合性能达到最佳; 与PDCPD性能相比, 冲击强度、 拉伸强度和弯曲强度的最大提高量分别为13.2%、 22.0%、 13.8%; 磨损质量和摩擦因数最大降低了31%和36%。表面改性CuS纳米粉体在PDCPD基体中具有良好的界面相容性,是实现纳米CuS/PDCPD复合材料在低添加范围内具有较佳力学性能和耐磨性能的重要原因。     

纳米SiO_2复合抗静电母粒在LLDPE中的应用研究

通过抗静电剂与纳米粉体复配制备抗静电母粒,研究了5%、10%2种改性纳米SiO2粉体对薄膜光学及抗静电性能的影响,并利用SEM对抗静电剂及纳米粉体在薄膜中的形貌进行了表征。结果表明:薄膜雾度随改性百分比的增加而增大,对透光率的影响不大。薄膜表面电阻率在1w内,2种改性百分比的薄膜表面电阻率差异不大,都能由1010Ω降到109Ω,抗静电效果较好,但是1w后,10%改性的薄膜表面电阻率呈持续增大的趋势,只是增大的幅度逐渐减小,5%改性的薄膜表面电阻率呈先降低再增高的趋势,增大的数值比10%改性的薄膜约小一个数量级,因此,5%改性纳米SiO2粉体抗静电薄膜性能较好。     

微/纳米粉体表面包覆技术的研究进展

综述了微/纳米粉体包覆的基本理论和形成机理,并根据包覆物质的不同详细地从金属包覆、无机包覆及有机包覆等方面分别介绍了常用的表面包覆技术,提出了微/纳米粉体包覆改性中存在的一些问题及解决的新途径.     

不同表面活性剂对铟锡氧化物纳米悬浮液稳定性的影响

在纳米铟锡氧化物纳米粉体应用中悬浮液分散稳定是一个十分重要的问题。本文采用化学改性的方法,分别用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和硅表面活性剂对铟锡氧化物进行表面修饰以改进其悬浮液的稳定性。结果表明,除阳离子表面活性剂外,其他表面活性剂均可以使纳米铟锡氧化物在特定的分散体系中得到很好的分散,纳米铟锡氧化物悬浮液稳定性良好。     

锡掺杂的氧化铟纳米粉体的表面修饰与改性

为了提高锡掺杂的氧化铟纳米粉体在有机单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)中的分散效果,采用球磨、辅助超声等方法,选用PEG4000、KH570、油酸和十八醇等作为分散剂,对纳米粉体进行表面修饰和改性.研究了分散剂种类、添加量及球磨时间对纳米粉体分散稳定性的影响.找出了在MMA单体中分散最好的纳米粉体改性工艺条件:以乙二醇为分散介质、锡掺杂氧化铟纳米粉体摩尔分数为0.1%的KH570和0.016%的一缩二乙二醇为分散剂,球磨10 h,辅助超声30 min,红外干燥.采用高分辨透射电镜(HRTEM)和红外光谱(FT-IR)等对其结构和包裹性能进行了表征,结果显示粉体粒径约为50 nm,表面被无定形分散剂所包裹,颗粒之间无明显团聚现象,分散性好.     

二氧化钒粉体的表面改性及其应用研究新进展

二氧化钒(VO2)具有优异的半导体-金属相变特性,具有良好的应用前景。由于二氧化钒纳米粉体的表面效应,它们常易团聚,使得它在应用中受到很大的局限性,这就需要对纳米二氧化钒粉体进行表面改性。综述了对纳米二氧化钒粉体进行改性处理的方法,介绍了二氧化钒的应用研究新进展,并展望了二氧化钒涂层在智能窗方面的应用中遇到的问题和应用新方向。     

甲基丙烯酸锌原位聚合改性纳米氮化硅

采用实验室制备的纳米级甲基丙烯酸锌对纳米Si3N4进行表面原位聚合包覆改性,运用FTIR、TEM、SEM等方法对处理前后的纳米Si3N4粉末进行了表征和比较.结果表明:通过原位聚合的方法,使甲基丙烯酸锌与纳米Si3N4粉体表面的活性基团产生了化学键合,成功实现了对无机纳米粉体表面的有机化改性,有效地阻止了纳米Si3N4粉体的团聚;同时,讨论了改性剂用量对改性效果的影响,改性剂用量为5%时,纳米粒径较小,分布最窄.并对甲基丙烯酸锌在氮化硅表面原位聚合机理作初步探讨.     

钛合金表面抗氧化改性技术的研究进展

表面改性技术是提高钛合金抗氧化性的重要方法，丰富和发展了钛合金的应用领域。概述了钛合金表面改性技术的研究进展，介绍了钛合金表面氧化行为表面涂层技术和表面合金化处理技术等，并指出了钛合金表面改性技术的研究方向。     

载银纳米二氧化钛的表面改性

采用硅烷偶联剂对载银纳米二氧化钛(TiO2/Ag )进行表面改性,考察了偶联剂用量、反应时间、反应温度及pH值对表面改性的影响,从而确定最佳用量和最佳反应条件.利用元素分析、红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段及亲油化度的测定,研究了表面改性的效果及分散状况.结果表明:TiO2/Ag 纳米粉体表面处理的最佳条件为:硅烷偶联剂KH560添加量8%,反应的水浴温度78.5℃,反应时间4小时,pH=7;KH560以化学键的形式接枝在粉体表面,同时,经过表面改性后的载银纳米TiO2的亲油性和分散性与未改性的粉体相比明显得到改善.     

锑掺杂二氧化锡纳米粉体的改性及在涂料中的应用

利用硅烷偶联剂、醇、油酸钠及自制高分子表面活性剂对锑掺杂二氧化锡纳米粉体(ATO)进行表面处理,研究了不同改性剂对粉体分散性的影响.以改性纳米ATO分散浆料和水性聚氨酯为原料,采用共混法制备了纳米复合涂料,并对其隔热性及基本性能进行测试.TEM及离心实验表明,ATO粉体经自制高分子表面活性剂或硅烷偶联剂改性后,分散性明显提高.性能测试表明:ATO粉体的加入能显著提高涂膜硬度及隔热性.     

纳米粉体有机改性检测方法

纳米粉体有机改性是涉及众多科学领域的交叉学科和新技术。随着我国纳米粉体工程产业化进程的加快,如何对有机改性后的粉体进行检测成为越来越迫切的问题,目前有以下几种检测方法:(1)仪器分析红外光谱分析,透射电镜(TEM)或扫描电镜(SEM)等,但设备昂贵,不适合车间生产控制。(2)宏观性能表征法将改性后的粉体直接用于相应的树脂体系中,根据制品最终性能参数,确定改性效果的好坏。此法是检验改性效果最直接、最有效的办法;但工作量大、间隔时间长,不适合车间生产控制。(3)测定吸油量(常用蓖麻油)吸油量大则改性差,反之则改性好。该法只能大…     

BaTiO3纳米粉体的制备与表征

采用溶胶 -沉淀工艺制备BaTiO3 纳米粉体 ,探讨了沉淀剂NaOH溶液浓度对制备BaTiO3 粉体相组成的影响 ,提出了溶胶 -沉淀法合成纯相BaTiO3 的反应机理。并对沉淀水洗后的湿凝胶进行表面改性 ,探讨了添加表面活性剂及有机溶剂脱水过程对粉体团聚程度的有效控制     

纳米TiO2的改性及其制备的TiO2/环氧树脂涂层的性能

过去,采用偶联剂等对纳米TiO2粉体改性的效果不好,影响了其制备的环氧树脂复合涂层的性能.以多羟基化合物三乙醇胺(TEA)对纳米TiO2预处理,再用硅烷偶联剂KH560或硬脂酸对其改性,并用其制备含2.0％TiO2的环氧树脂复合涂层.利用傅里叶红外变换光谱仪、激光粒度仪和紫外/可见分光光度计对改性结果进行表征,并用扫描电子显微镜(SEM)观察含2.0％改性纳米粉体的复合环氧涂层的表面形貌,通过电化学工作站、准动态高温高压釜测定其阻抗、耐高温高压性能.结果表明:通过三乙醇胺预处理后,改性纳米TiO2粉体的有效粒径有所减小,透过率有所增加;含改性纳米粉体的复合涂层阻抗性能、高温高压性能有一定的提升,经TEA预处理再有机改性的纳米TiO2制备的复合涂层性能可进一步提高.     

氧化锆纳米粉体的制备及其材料的掺杂研究新进展

综述了近年来国内外学者在氧化锆纳米粉体的制备技术及其材料的掺杂改性研究方面取得的新成果.介绍了对改性共沉淀法、改性溶胶-凝胶法、放热固相法等氧化锆纳米粉体的新型制备技术以及掺杂铝、锌、铜等物质的改性氧化锆材料的研究现状.最后对氧化锆材料的发展方向进行了展望.