硅烷偶联剂对纳米二氧化硅/硅橡胶复合材料界面作用及性能的影响

利用单官能团偶联剂六甲基二硅氮烷(HMDS)及双官能团偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)分别对纳米Si O2进行表面改性,制备了改性Si O2/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)复合材料,研究了2种偶联剂对Si O2的改性效果,表征了改性Si O2在MVQ中的分散状态,且考察了2种偶联剂对复合材料结合胶、动态力学性能、交联密度及拉伸性能的影响。结果表明,HMDS和KH-570都能实现对Si O2改性接枝,且2种改性Si O2具有相同的摩尔接枝率;HMDS改性Si O2分散于基体中,且存在一定量团聚体,而KH-570改性Si O2的分散性较好,部分达到原生粒子级分散,颗粒与基体相容性提高;低应变条件下,Si O2经改性后,复合材料的储能模量(G')和损耗因子(tanδ)下降,且KH-570改性体系的G'低于HMDS改性体系,而tanδ高于HMDS改性体系;在高应变条件下,未改性与改性Si O2/MVQ复合材料的G'趋于一致,而KH-570改性体系的tanδ低于HMDS改性体系;改性Si O2/MVQ复合材料具有更高的交联密度和拉伸性能,且KH-570改性体系的交联密度和拉伸性能均高于HMDS改性体系。     

紫外光固化PUA/纳米SiO_2杂化涂层的制备与性能

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对硅溶胶改性,将改性的硅溶胶与聚氨酯丙烯酸酯(PUA)低聚物共混,制备出聚碳酸酯(PC)用紫外光(UV)固化耐磨涂层。用红外光谱仪、热重分析仪、激光粒度仪、接触角测量仪对改性前后的纳米二氧化硅(SiO_2)进行了分析表征,并对制备的UV固化涂层的透光率、雾度、表面硬度和附着力进行了测试。结果表明:纳米SiO_2表面接枝上了KH-570,且亲水性降低。当KH-570用量为60%、改性纳米SiO_2用量为4%时,涂覆UV固化涂层的PC的耐磨性得到最佳改善,耐磨试验后,涂覆添加4%改性纳米SiO_2的UV固化涂层的PC较涂覆未添加纳米SiO_2的UV固化涂层的PC,透光率降低值从4.5%降至1.1%,雾度增加值从21.29%降至3.41%,PC表面涂层的铅笔硬度达到2H。     

KH-570改性纳米TiO_2复合丙烯酸防污涂料性能研究

以硅烷偶联剂KH-570改性纳米TiO2,将其添加到丙烯酸树脂中,制得改性纳米TiO2复合丙烯酸树脂。通过扫描电镜表征和接触角分析,发现KH-570改性纳米TiO2复合丙烯酸树脂成膜后具有明显的微米-纳米表面结构,成膜物的水接触角由75°提高到115°;海上挂板实验表明:KH-570改性纳米TiO2复合丙烯酸防污涂料具有较强的防污性能,能够有效抑制海洋生物附着。     

溶胶-凝胶法制备KH-570改性纳米二氧化钛及其表征

以钛酸丁酯(TBOT)为前驱物,盐酸为催化剂,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为改性剂,采用溶胶-凝胶法原位制备了KH-570改性的纳米二氧化钛,研究了KH-570用量对纳米二氧化钛表面改性效果的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、粒径分析等手段对纳米二氧化钛进行了表征。结果表明:KH-570接枝到纳米二氧化钛表面,纳米二氧化钛为锐钛矿型;随着KH-570用量的增大,接枝率先上升然后稍有下降,当KH-570用量为TBOT质量的14.57%时,接枝率达到25.6%;与未加KH-570制备的二氧化钛相比,KH-570改性纳米TiO2的平均粒径减小且分布变窄,亲油性得到明显提高。     

纳米SiO2粉体有机化程度的表征及评价

采用热分析法研究了硅烷偶联剂KH-570、KH-590、KH-792与纳米SiO2粉体间的缩合反应过程,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了KH-792用量与纳米SiO2粉体表面硅羟基峰面积之间的关系,考察了KH-570、KH-590、KH-792改性纳米SiO2粉体填充溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料的性能。结果表明,硅烷偶联剂与纳米SiO2在90℃左右发生缩合反应,用缩合度可表征硅烷偶联剂对纳米SiO2粉体的改性程度;KH-792的用量为1~3份时,改性纳米SiO2粉体表面的硅羟基缩合度显著增加。3种偶联剂改性纳米SiO2均能改善SSBR复合材料的力学性能,其中KH-570的改性效果较差;当KH-590或KH-792用量为3份时,复合材料的力学性能最佳。KH-590或KH-792改性的纳米SiO2粉体在橡胶基体中的分散性明显得到改善,用其填充SSBR复合材料在应变试验范围内的储能模量变化值、损耗模量和损耗因子均低于纯SiO填充SSBR复合材料。     

含—SH基团纳米SiO_2复合材料及其紫外光固化性能的研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)为原料,通过溶胶-凝胶法制备了巯基改性纳米SiO_2杂化材料,并对不同比例KH-590改性后的效果用用红外光谱进行了分析表征。将改性前、后的纳米SiO_2添加到光固化涂料中,考察了其对光固化涂料固化速度和机械性能等的影响。结果表明,改性后的纳米SiO_2杂化材料表面含有巯基基团,且巯基的引入提高了光固化涂料C—C双键的转化率。当KH-590的用量为TEOS质量的35%时,纳米SiO_2杂化材料在光固化涂料中分散均匀,涂料的机械性能显著改善。     

纳米TiO_2改性丙烯酸乳液制备防滑膜的研究

水性丙烯酸乳液因其环保性而越来越多地被应用到涂布中,但若用于塑料薄膜涂布,则须先对丙烯酸乳液进行改性,以增加其耐水性和防滑性。采用硅烷偶联剂KH-570改变纳米TiO_2的表面性能,制备了KH-570/纳米TiO_2;再将其用于改性丙烯酸酯乳液以提高摩擦系数;将改性后的丙烯酸乳液涂覆在PE膜上,制备了防滑膜。结果表明:硅烷偶联剂的质量分数为20%时,KH-570/纳米TiO_2的表面性能最佳,亲油性和分散性明显改善;KH-570/纳米TiO_2与丙烯酸酯乳液的相容性较好,当纳米TiO_2在丙烯酸酯乳液中的添加量(w)为0.1%时,乳液的稳定性和耐水性最佳。对涂覆涂料前后的PE膜进行了附着力、静态接触角、静摩擦系数和剥离力测试,结果表明:改性纳米TiO_2质量分数为0.1%时的乳液,固化后涂层的静摩擦系数最高,粘连程度最低。     

KH-570原位改性纳米二氧化硅的制备与表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅溶胶,再用γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对其进行改性,得到KH-570改性的纳米二氧化硅。采用红外光谱(FT-IR)、粒径分析、透射电镜(TEM)以及热重分析(TG)等对原料及产物进行表征。结果表明:KH-570能够成功改性纳米二氧化硅,改性后的纳米二氧化硅尺寸主要分布在30～115nm。     

KH-SiO2/PES/MBMI-EP复合材料的制备与性能

为了提高双马来酰亚胺树脂(MBMI)的综合性能,扩大其应用范围,以双酚A型环氧树脂(EP)为改性剂,4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,聚醚砜(PES)为增韧剂,硅烷偶联剂KH-550改性后的纳米SiO_2作为无机填料,采用原位聚合法制备了KH-SiO_2/PES/MBMI-EP复合材料,并研究了复合材料的微观形貌、力学性能及耐热性能。红外光谱结果显示:改性后的纳米SiO_2在1555cm~(-1)处出现了N-H弯曲振动吸收峰,证明硅烷偶联剂已接枝到SiO_2表面。SEM结果表明:树脂基体加入PES与纳米SiO_2后,形成了一种多相结构,PES与纳米SiO_2可以协同增韧树脂基体,材料由脆性断裂转变为韧性断裂。力学性能测试表明:随着纳米SiO_2含量的增加,其力学性能呈现先上升后下降的趋势,当纳米SiO_2含量为1.5%时,复合材料的冲击强度及弯曲强度分别达到20.79kJ/m~2和157.23MPa,比树脂基体分别提高了102.2%和53.5%。热失重分析表明:纳米SiO_2的加入有利于提高复合材料的热分解温度,当SiO_2含量为1.5%时,复合材料的热分解温度达到411.3℃,比树脂基体提高了15.8℃。     

基于纳米SiO2/聚乙烯醇制备水性微孔型吸墨打印介质专用涂料

采用硅烷偶联剂KH-792对气相法纳米SiO_2进行湿法化学接枝改性,使其形成了半透明状高浓度纳米分散液;通过在纳米SiO_2分散液中添加高聚合度聚乙烯醇(PVA)、环保型聚酰胺聚脲交联剂(PAPU)和AlCl_3制备了纳米SiO_2/PVA微孔型吸墨介质专用涂料。采用纳米粒径分析仪、喷墨写真机、色密度计、光泽度计等仪器对专用涂料进行了表征分析。结果表明,硅烷偶联剂KH-792可有效实现纳米SiO_2表面改性与有效分散;Al Cl3的加入催化了PVA和交联剂在相对低温条件下发生交联反应,使其形成了耐水的涂层结构;高聚合度PVA材料的选择,解决了数码打印介质专用涂料形成涂层过程中龟裂的问题。     

KH-550修饰纳米SiO_2/有机硅胶黏剂的制备及其性能

采用Stber法制备球形纳米二氧化硅,并用γ—氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)进行原位改性。以甲基硅树脂为基体,改性后SiO_2作为填料制备硅树脂胶黏剂。用红外光谱(FTIR)对改性前后SiO_2进行表征,表明纳米SiO_2表面成功接枝了KH-550。通过TGA、SEM、TEM等手段对改性纳米SiO_2/硅树脂体系进行表征。结果表明,原位改性SiO_2粒径均匀,改性SiO_2对硅树脂增强作用明显,当改性SiO_2含量为0.5%时,增强效果达到最大。5%热失重温度由232.2℃提高到263.5℃,提高了31.3℃。室温拉伸剪切强度由8.6MPa提高至11.3MPa;600℃拉伸剪切强度由5.7MPa提高至8.2MPa。     

纳米锑掺杂氧化锡的表面改性

将纳米锑掺杂氧化锡(antimony doped tin oxide,ATO)分散于乙醇与水的混合改性介质中,利用硅烷偶联剂KH-570与纳米ATO表面羟基的脱水反应以及硅烷偶联剂间的缩合反应,制得了KH-570包覆的纳米ATO粉体。用FTIR、XPS、TG、TEM对纳米ATO粉体的表面结构进行了表征,并通过亲油性的测试,考察了其分散稳定性。结果表明,在ATO纳米粒子表面接枝上了7.36%～7.73%(质量分数)的KH-570,改性后的纳米ATO粒子的亲油性及分散性得到大幅度提高,改性ATO在正丁醇中能够稳定分散100 h以上。     

超高分子质量聚乙烯纤维黏结强度增强方法研究

为提高超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维复合材料中纤维与树脂基体之间的界面黏结强度,提出通过不同质量分数的硅烷偶联剂KH-570处理纳米SiO_2对UHMWPE纤维进行表面改性。对改性处理后的纤维与乙烯基酯树脂进行黏结强度试验,发现硅烷偶联剂处理纳米SiO_2能有效提高纤维的界面黏结强度,同时使纤维保持一定的断裂强度。     

改性氮化硼/水性环氧导热绝缘涂层的制备及性能研究

在氢氧化钠溶液中使氮化硼(BN)羟基化,后协同三种硅烷偶联剂(KH-550、KH-560和KH-570改性,制备了一系列偶联剂改性BN样品(mBN-550、mBN-560和mBN-570)。通过分散性能测试,确定了最佳改性硅烷偶联剂种类及用量。将具有最佳分散性的mBN-570加入水性环氧涂料中,制备了水性环氧导热绝缘涂层,并研究了mBN-570添加量对复合涂层的力学性能、导热性能、耐热性能和绝缘性能的影响。研究结果表明：(1)改性后的BN在环氧树脂溶液中的分散性提升,并且通过3%KH-570改性的mBN-570分散效果最好,分散时长为18 d;(2)力学性能测试表明,mBN-570质量分数为3%和5%时,mBN-570/EP复合涂层的力学性能均相对最佳;(3)导热性能测试表明,室温下5%mBN-570/EP复合涂层的热导率为0.245 W/(m·K),比纯EP涂层提升了28.3%,同时5%mBN-570/EP复合涂层的散热速度明显快于纯EP涂层,因此5%mBN-570的加入提升了复合涂层的导热性能;(4)热稳定性能测试表明,5%mBN-570的加入显著增强了复合材料的热稳定性,并延缓了...     

纳米SiO2的制备及其原位改性

以天然优质粉石英自制的Na2O·3.1SiO2为原料、硅烷偶联剂KH-560、KH-570为改性剂、HCl为沉淀剂、聚乙二醇为表面活性剂,采用化学沉淀法制备了分散性好的改性纳米SiO2粉体.研究了硅烷偶联剂KH-560、KH-570对溶液中生成的二氧化硅粒子表面原位改性的影响及机理,优化了制备改性纳米SiO2粉体的工艺条件.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热分析仪及粘度计对制备的产物进行了表征.结果表明硅烷偶联剂KH-560、KH-570都是有效的改性剂.     

改性纳米碳化硅/聚氨酯弹性体复合材料的制备

采用KH-560与KH-550反应得到新的硅烷偶联剂改性纳米碳化硅(SiC);再以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯醚二醇(PPG2000)为原料合成预聚体,改性纳米SiC为填料、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)为扩链剂,制备了改性纳米SiC/聚氨酯弹性体(PUE)复合材料。讨论了改性前后的纳米SiC添加量对复合材料的力学性能、耐磨性能和热稳定性的影响,并用扫描电镜分析了改性前后的纳米SiC在基体中的分散性。结果表明,改性后的纳米SiC在基体中的分散性优于纳米SiC,当改性纳米SiC质量分数为9%时,改性纳米SiC/PUE复合材料的力学性能达到最佳,耐磨性能明显改善,热失重温度提高了33℃。     

纳米SiO_2改性环氧树脂胶粘剂的研究

选择纳米 SiO_2 作为增强材料改性环氧树脂基体, 以物理分散法将纳米 SiO_2 分散在环氧树脂中。通过力学性能测试和热稳定性能测试, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对改性环氧树脂胶粘剂的热性能、拉伸性能和冲击性能的影响; 通过 NOL环测试和扫描电子显微镜(SEM) 分析, 研究了不同含量的纳米 SiO_2 对国产芳纶纤维/改性环氧复合材料的界面性能和层间剪切强度的影响。实验结果表明, 基体树脂中当 w( 纳米SiO_2)=3%时, 改性环氧树脂胶粘剂的拉伸强度和冲击强度分别提高了 28.8%和 22.6%, 复合材料的层间剪切强度(ILSS) 达到最大值, 比未改性胶粘剂提高约 56.8%。     

表面改性MCC对PLA复合材料力学与热稳定性能的影响

采用硅烷偶联剂(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,KH-570)和纳米羟基磷灰石(n-HA)分别对微晶纤维素(MCC)表面处理.运用熔融共混方法制备改性微晶纤维素/聚乳酸(MCC/PLA)复合材料.研究了不同的MCC表面改性方法对MCC/PLA复合材料力学性能和热稳定性能的影响.结果表明:硅烷偶联剂KH-570化学包...     

气相纳米SiO_2改性三聚氰胺纤维性能研究

采用原位聚合的方法,以偶联剂KH-570进行表面改性的气相纳米SiO_2与三聚氰胺纺丝原液进行混合,经干法纺丝,制得气相纳米SiO_2粒子改性三聚氰胺纤维(MF),对改性MF的结构与性能进行了表征。结果表明:MF表面光滑,不含有气泡,经过KH-570改性的气相纳米SiO_2在纤维的表面分布较均匀,起到消光作用,纤维直径小于100μm;由于气相纳米SiO_2的加入,MF断裂强度有所减小,断裂伸长率提高达6.05%,纤维耐热性能没有较大变化,其热分解温度为390℃。     

改性纳米TiO2用于提高醇酸树脂基涂料性能的研究

运用硅烷偶联剂KH-570对纳米TiO2进行有机改性。红外分析表明,改性后的纳米TiO2表面与KH-570以化学键形式结合;透射电镜显示改性后纳米TiO2粒子团聚不明显;沉降试验显示改性纳米TiO2疏水性明显提高。采用桐油、豆油的下脚料制备醇酸树脂,并用三种来源的醇酸树脂与改性前后的纳米TiO2制备醇酸树脂涂料,透射分析改性后的纳米TiO2粒子能很好地分散在树脂中。改性纳米TiO2粒子的加入,使醇酸树脂基涂料的耐酸性、耐磨性等都有明显提高,机械性能也有相应提高。