SiO2纳米粒子对 UV固化涂层硬度及耐磨性的影响

为了探究 SiO₂纳米粒子对 UV固化涂层硬度及耐磨性的影响，通过 St.ber法制备了粒径为 40 nm的 SiO₂纳米粒子，并使用硅烷偶联剂 KH570对其表面进行改性，以提高其在 UV固化树脂中的分散性。系统研究了 SiO₂纳米粒子的添加状态及硅烷偶联剂添加量对其在 UV固化涂层中分散性的影响。结果表明：使用 SiO₂纳米粒子与 UV固化活性稀释剂组成的分散液能够在 UV固化树脂中得到良好的分散，并且随着硅烷偶联剂添加量的增加，其在 UV固化树脂中的分散性逐渐提高。此外添加 SiO₂纳米粒子后涂层的双键转化率仍然维持在 70%，光固化速率基本没有变化。随着 SiO₂纳米粒子的添加量达到 10%，不同配方的光固化涂层的铅笔硬度都有 1~2个等级的提升，且耐磨性有所提高。     

聚醚醚酮口腔生物材料在口腔修复中的使用

对PEEK/PEI/nano-SiO₂三元复合材料的力学性能进行测试,分析对比空白组、对照组和实验组的实验数据,并通过硅烷偶联剂KH-570改性处理纳米SiO₂,基于化学反应对DMAc溶液中的SiO₂纳米粒子分散性有效提高,同时采用PEI包覆SiO₂粒子的表面,获取PEI/nano-SiO₂/PEEK三元复合材料,其相容性好且亲和力更强。通过实验组和对照组的对比,确定研究材料的性能高于纯PEEK。当复合材料中SiO₂粒子含量为7.5%时,此时会得到更高的力学性能。因此纳米SiO₂可对PEEK产生强度提高作用。选取的75例口腔修复患者采用PE/nano-SiO₂/PEEK三元复合材料进行口腔修复,结果显示,常规组和实验组的并发症、满意度指标并未产生显著性差异(P> 0.05)。对于口腔修复治疗过程来说,使用PEI/nano-SiO₂/PEEK三元复合材料、聚羧酸锌口腔粘接材料都能够得到很...     

防腐蚀涂料的制备以及在物流材料中的应用

本实验采用有良好的物理性能的水性聚氨酯乳液作为成膜树脂,加入丙烯酸乳液作为防腐剂对材料进行改性,制备具有防腐蚀性能的高环保涂料材料,并采用单一变量的方法,对制备的涂料性能进行了分析,在水性聚氨酯乳液和水性丙烯酸树脂的物料比为8∶2、颜填料浓度为25%,以及防锈材料Zn₃(PO₄)₂浓度为17%的时候,制备的防腐蚀涂料的防锈以及防水性能处于最佳状态,为物流运输材料的保护起到了关键性的作用。     

水性环氧树脂/纳米SiO2复合疏水涂层的制备及性能研究

用氨基硅油（ APDMS）改性水性环氧树脂（ EP）得到疏水性的环氧树脂乳液（ APDMS-EP）;用 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（ FAS）与纳米 SiO₂反应得到氟改性纳米 SiO₂（F-SiO₂）。采用不同比例的 F-SiO₂与 APDMS-EP进行复配,室温固化制备疏水涂层,并对 F-SiO₂的结构进行了表征,研究了 F-SiO₂用量对涂层的接触角、铅笔硬度、附着力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响。结果表明： APDMS的引入使水性环氧树脂涂层的水接触角从 47.3°提高到 97.7°;加入 F-SiO₂后涂层疏水性进一步提高,当加入 15%的 F-SiO₂时,涂层对水和丙三醇的接触角分别为 120.3°和 104.5°,F-SiO₂的加入也增强了涂层的防腐性能。     

改性二氧化硅纳米粒子提升泡沫稳定性研究

利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对SiO₂纳米粒子进行改性,得到改性SiO₂纳米粒子,通过FTIR和接触角分析对其进行了表征,并通过静态实验考察了十二烷基硫酸钠(SDS)溶液、SiO₂-SDS纳米流体、改性SiO₂-SDS纳米流体在有、无氯化镁存在下对CO₂泡沫的起泡性、发泡性和稳定性的影响。结果表明,经改性SiO₂纳米粒子表面改性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面在油-水体系中更亲油,在空气-水体系中更亲气;与SDS溶液(质量浓度0.236%,半衰期80 min)相比,SiO₂(质量浓度0.06%)-SDS纳米流体、改性SiO₂(质量浓度0.05%)-SDS纳米流体的泡沫半衰期均有所延长,分别延长至120 min、140 min;当SDS质量浓度从0.236%增至0.472%时,改性SiO₂-SDS纳米流体的泡沫半衰期从140 min延长至270 min;在氯化镁存在下,改性Si...     

液体石蜡/聚砜树脂/纳米SiO2复合相变材料的制备及性能表征

采用溶剂挥发法合成一种新型的以液体石蜡为芯材、纳米SiO₂为嵌体的聚砜树脂外壳相变微胶囊颗粒，并通过扫描电子显微镜、红外光谱、差示扫描量热仪、热失重分析对复合相变材料进行了结构及性能测试。结果表明，当添加纳米SiO₂的量为5 %时，微胶囊颗粒的粒度为最小的164.8 μm，并存在最优的相变焓和封装效率，熔化焓为88.03 J/g，结晶焓为86.48 J/g，封装效率57.37 %；纳米SiO₂改性后的相变微胶囊化学结构未受影响；经纳米SiO₂改性，微胶囊粒径增大，其表面结构产生小空隙现象，同时相变微胶囊的相变性能及热稳定性有明显改善。     

SiO2包覆TiO2复合纳米粒子的制备及防晒性能研究

通过溶胶-凝胶法在金红石型纳米二氧化钛（TiO₂）表面包覆二氧化硅（SiO₂）薄膜,对纳米TiO₂进行表面改性。通过优化聚乙烯吡咯烷酮（PVP）用量、硅钛比、氨水的用量确定最佳制备条件为:TiO₂用量为0.3 g,PVP用量为0.4 g,硅钛比为2∶1,氨水用量为5 m L,获得了粒径小,SiO₂包覆层薄,单分散性好的SiO₂-TiO₂复合纳米粒子。应用FT-IR,XRD,SEM,TEM和UV-vis等对改性前后的粒子进行表征。结果表明:红外光谱图中出现Si-O-Ti键的振动吸收峰,改性前后的纳米TiO₂均为金红石型,SEM及TEM显示改性后的粒子团聚现象减弱,其表面形成了约10 nm的SiO₂薄膜。经过表面改性,SiO₂成功包覆在纳米TiO₂表面,复合纳米粒子的光催化活性得到有效抑制,纳米TiO₂作为防晒剂的安全性大大提高。...     

改性SiO2纳米颗粒沸腾沉积层的形成原理及其沸腾换热

实验研究了改性SiO₂纳米流体液滴蒸发后的沉积图案,以及改性SiO₂纳米颗粒沸腾沉积层对沸腾换热的影响。液滴蒸发实验研究表明：改性官能团会影响改性SiO₂纳米颗粒是否吸附在液-气界面,从而推断出在沸腾过程中改性官能团对纳米颗粒沉积方式的影响。沸腾实验研究结果表明：用聚乙二醇基团改性的SiO₂纳米颗粒沸腾沉积层使加热面的平均粗糙度从160 nm大幅增长到977 nm,且能增强纯水的沸腾传热系数;而用磺酸基团改性的SiO₂纳米颗粒沸腾沉积层对加热面的平均粗糙度的改变不明显,只使其增大了60 nm,且恶化了纯水的沸腾传热系数。通过沸腾换热实验结果较好地验证了通过液滴蒸发实验推断出的沸腾过程中改性官能团对纳米颗粒沉积方式的影响。     

高强度微孔化三元乙丙橡胶泡沫材料的研制

采用辐射化学法制备了纳米SiO₂填充的三元乙丙橡胶泡沫材料,并对材料进行了后辐射交联处理。扫描电镜结果表明,纳米SiO₂用量是影响三元乙丙橡胶泡沫微孔化的关键因素,加入纳米SiO₂后,泡孔的分布均匀性提高,胞体直径减小,在SiO₂用量为30 phr时胞体直径降至13 μm;力学测试结果表明,随着纳米SiO₂用量的增加,材料的拉伸强度逐渐提高;断裂伸长率则先增加后减小,并在用量为30 phr时出现最大值。后辐射交联处理后,与未作后辐射交联试样对比,材料的拉伸强度与断裂伸长率均得到大幅提高。     

纳米SiO2/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO₂,并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO₂含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明：质量比为6%的纳米SiO₂的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO₂提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO₂之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。     

枝芽状高透明耐磨粉体的制备及其增强新型聚氨酯性能的研究

以分子量为58 000的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为模板,用由正戊醇、乙醇、去离子水以及0.18 mol/L柠檬酸钠组成的溶液作为前驱液,利用氨水和正硅酸乙酯(TEOS)合成了一定长度的SiO₂线,再用少量的盐酸多巴胺和三羟甲基氨基甲烷包覆硅线后以TEOS生成纳米球沉积在SiO₂线上,形成枝芽状微纳结构。随后将其加入自制支链含脲和酰胺键的新型聚氨酯中,考察了上述枝芽状粉体对聚氨酯涂膜疏水性、透过率和机械性能的影响,并与球形和线形SiO₂粉体进行比较。结果表明,枝芽状SiO₂粉体与树脂的相容性和分散性有所改善。在添加量为3%时,聚氨酯涂膜的透过率达到90.99%,拉伸强度较纯树脂增加了3.1 MPa而达到8.4 MPa,涂膜的热稳定性、耐水性、疏水性以及在玻璃上的附着力都有所提高,铅笔硬度更是达到了6H,磨损率低至6.1 cm³/(N·m)。     

PET/片状二氧化硅复合材料的原位聚合及性能表征

采用原位聚合法制备了系列不同含量的片状SiO₂改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂,系统研究了不同含量片状SiO₂对聚合反应过程的影响规律。采用差示扫描量热仪、热重分析仪及扫描电子显微镜分析了改性聚酯的热性能、热稳定性能及SiO₂形态结构和分散程度。结果表明：不同SiO₂含量的改性聚酯酯化速率变化较小,聚合速率随SiO₂含量的增加而增大;随着SiO₂添加量增加,改性聚酯的二甘醇含量下降,色相显著变差,玻璃化转变温度和熔点变化较小,SiO₂添加量从0到1%,结晶速率加快,添加量从1%到5%,结晶速率下降,SiO₂添加量为1%时,改性聚酯的结晶速率最快;随着SiO₂添加量增加,改性聚酯的热稳定性小幅增加;SiO₂添加量≤1%,SiO₂与PET体系相容性较好,无团聚现象,添加量为1%～5%时,个别团聚体尺寸变大,出现片层结构相重叠现象。     

改性纳米二氧化硅稳泡剂的合成与性能评价

固体颗粒类稳泡剂纳米二氧化硅由于表面具有大量硅羟基而在溶剂中的分散性很差,极易团聚,使用范围被极大程度的限制。以偶联剂KH550和纳米SiO₂为原料,制备了接枝改性纳米二氧化硅SiO₂-K5。通过红外光谱(FTIR)、X射线能谱(EDS)、透射电镜(TEM)对改性纳米二氧化硅进行表征;并以泡沫体系的析液半衰期为指标,考察加量、温度和无机盐浓度对SiO₂-K5性能的影响。结果表明,接枝改性纳米二氧化硅SiO₂-K5与未改性SiO₂相比,其耐温、抗钠盐、抗钙盐能力均提高了30%以上。设计了以SiO₂-K5为稳泡剂的含粘土泡沫修井液和无固相泡沫修井液,通过实验测评,表明两种修井液老化前后点的密度变化幅度小于10%,对岩心的伤害率小于20%,恢复率大于80%。     

EV树脂基防水涂层的表面超疏水设计研究

本文选用常见的乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液（EVA）作为防水涂层的基料,对其表面进行疏水性设计,考察防水涂层的影响因素。将制备的 SiO₂颗粒进行有机改性,在 EVA表面负载改性的 SiO₂颗粒形成粗糙结构,接枝三甲氧基硅烷控制材料的润湿性能,达到对涂层表面的亲疏水性进行调控的目的。结果表明：制备的 SiO₂粒径 D97为 7 μm,红外光谱分析表明 SiO₂有机改性比较成功,SEM测试表明 SiO₂负载在 EVA表面,通过结构和化学亲疏水性设计的 EVA膜的接触角达到了 172. 9°。防水涂层在水中浸泡 72 h后,其水接触角仍维持在 170°左右,具有很好的疏水稳定性,表现出较好的应用潜力。     

聚氨酯/纳米二氧化硅有机-无机杂化材料的制备与性能

以自制的端异氰酸酯基聚丁二烯(ITPB)为基体,纳米二氧化硅(SiO₂)为交联固化剂,采用预聚体法制备了一系列不同纳米SiO₂含量的有机-无机杂化材料。阐述了其制备机理,研究了不同固化条件对有ITPB/SiO₂杂化材料力学性能的影响,并对其进行了动态力学分析和X射线衍射分析。结果表明：室温固化14 d后,110℃固化24 h,杂化材料的综合力学性能最佳。纳米SiO₂的添加量越多,杂化材料的储能模量越大。添加质量分数12%的纳米SiO₂杂化材料的抗湿滑性能和操控性能最好,纳米SiO₂添加质量分数为8%时,杂化材料的滚动阻力最小。     

纳米粒子对熔盐复合蓄热材料热物性的影响

为了得到SiO₂纳米粒子含量对SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合蓄热材料比热容和热导率的影响，通过机械分散法，采用NaNO₃-KNO₃和不同质量分数（0.1%，0.5%，1%，2%，3%）的SiO₂纳米粒子所形成的熔盐纳米材料作为蓄热材料，膨胀石墨（EG）作为基体材料，制备出纳米SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合材料。对复合材料的比热容和热导率进行了测量，同时用扫描电镜对其微观结构特征进行了分析。结果表明，SiO₂纳米粒子的质量分数为1%时，复合材料的平均比热容和热导率分别为3.92 J/(g·K)和8.47 W/(m·K)，与其他纳米SiO₂添加比例相比，其比热容和热导率分别提高了1.37～2.17倍和1.7～3.2倍。这是由于复合材料表面会形成高密度的网状结构，这种具有较大比表面积和高表面能的特殊纳米结构可以提高复合材料的比热容和热导率。     

聚氨酯纳米SiO2稀释剂复合改性环氧树脂性能测试与表征

为同时提高聚氨酯的强度、韧性以及热稳定性,采用聚氨酯、纳米SiO₂、稀释剂669复合改性环氧树脂。通过拉伸试验、弯曲试验评价复合改性环氧树脂的力学性能。结果表明,复合改性环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度比纯环氧树脂提升6.23%,23.96%,断裂延伸率和弯曲变形比纯环氧树脂分别提高94.58%,8 mm,增韧的同时强度增加,且复合材料具有协同增韧效应。通过热重分析表明,复合改性环氧树脂的热稳定性最佳,热分解温度比纯环氧树脂提高了21℃;最后,通过红外光谱与SEM分析,表明在该改性过程中,聚氨酯接枝到环氧树脂上,对环氧树脂是化学改性,但纳米SiO₂和稀释剂669对环氧树脂的改性是物理改性,三者稳定分布在体系中;复合改性环氧树脂断裂时产生塑性剪切屈服带,纳米SiO₂引起裂纹偏转,同时颗粒与基质剥离,吸收能量,实现增韧。     

PVA/nano-SiO2原位聚合薄膜性能的研究

采用溶胶-凝胶与原位聚合技术,制备了不同纳米二氧化硅（nano-SiO₂）含量的聚乙烯醇/二氧化硅（PVA/SiO₂）杂化薄膜。研究了纳米颗粒的引入对PVA/SiO₂薄膜热学和力学性能的影响。结果表明:SiO₂含量较低时只降低PVA/SiO₂结晶度,而含量较高时结晶度和结晶尺寸均降低;SiO₂的加入拓宽了PVA的玻璃化转变温度（T_g）范围,提高了PVA的热稳定性;PVA/SiO₂的拉伸强度、拉伸模量得到增强,而断裂伸长率则呈下降趋势。SiO₂质量分数为5%时,PVA/SiO₂薄膜的综合性能最佳。     

HTPB液体橡胶/纳米SiO2协同增韧环氧树脂的研究

为了解决单一材料改性环氧树脂(EP)综合性能不足的问题，采用端羟基聚丁二烯(HTPB)和纳米二氧化硅(SiO₂)对EP进行协同改性。结果表明：HTPB的端羟基和纳米SiO₂表面的硅羟基可以与树脂基体的环氧基团反应，形成良好的界面结合。HTPB可以显著提升EP的韧性，但增强作用有限，且耐热性较差。纳米SiO₂能够起增强、增韧作用，同时也具有很好的热稳定性，但增韧效果不如HTPB。采用两者共同改性EP，具有很好的协同增强增韧效果。当HTPB添加量为3份、纳米SiO₂添加量为1份时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相比于未改性EP，分别提升52.3%、54.0%和106.5%。添加HTPB和纳米SiO₂后，复合材料相比纯EP具有更低的介电常数。     

胶黏剂对芳纶复合材料防刺性能的影响

以不同的水性聚氨酯(PU)及环氧树脂(EP)为主体,制得一系列胶黏剂胶液,并制备成胶膜,通过分析胶膜的力学性能及硬度优选出胶黏剂主体;采用胶黏剂胶液、助剂、纳米二氧化硅(SiO₂)粒子与芳纶1414通过热压法制备芳纶复合材料,研究了助剂含量、纳米SiO₂含量和上胶量对复合材料防刺性能的影响。结果表明：由相对分子质量为2 000的聚己二酸丁二醇酯二醇合成的PU作为胶黏剂主体,制备的复合材料具有良好的综合性能,其抵御功(η_p10)可达0.264 (mN·m³)/g;复合材料的η_p10随胶黏剂中助剂含量的增加呈现先增大后降低的趋势,随着上胶量的增加而增大;以PU为胶黏剂主体、助剂质量分数为1.8%、上胶量为27%时,复合材料的η_p10达0.288 (mN·m³)/g,兼具良好的防刺性能和轻量化;在胶黏剂中添加适量的纳米SiO₂可进一步提高复合材料的防刺性能,当胶黏剂中纳米SiO₂质量分数为6%时,...