纳米氧化锌/二氧化硅杂化体的制备及其对天然橡胶复合材料性能的影响

采用3-氰基丙基三乙氧基硅烷（CTOS）对二氧化硅（SiO₂）进行了氰基化改性,并采用热溶剂法将纳米ZnO沉积于氰基官能化SiO₂（SiO₂-CN）表面,制备出纳米氧化锌/二氧化硅杂化体（ZnO@SiO₂）,并使用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜等对杂化结构进行表征。将ZnO@SiO₂作为填料添加入天然橡胶中制备复合材料（NR/ZnO@SiO₂）,然后对ZnO@SiO₂与橡胶的界面关系进行了分析,并研究了ZnO@SiO₂对橡胶复合材料的硫化特性、力学性能的影响。结果表明,纳米ZnO成功沉积在SiO₂-CN表面,并且NR/ZnO@SiO₂复合材料表现出优异的机械性能和硫化特性。与天然橡胶相比,仅添加5份杂化体的NR/ZnO@SiO₂复合材料的拉伸强度、100%定伸及300%定伸强度分别增加了150.2%、86.2%和65.5%,并且正硫化时间缩短了38.5%。     

PC/纳米SiO2复合材料的热降解行为

采用熔融共混法制备了聚碳酸酯(PC)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料。采用X射线衍射和扫描电子显微镜研究了PC和PC/纳米SiO2复合材料的结构,采用热重分析了PC和PC/纳米SiO2复合材料的热降解行为,用Kissinger-Akahira-Sunose法研究了PC和PC/纳米SiO2复合材料的热降解动力学。结果表明:PC的内部结构没有发生变化,且纳米SiO2在基体中分散均匀;加入纳米SiO2能显著改善PC的热稳定性,且PC和PC/纳米SiO2复合材料的热降解温度均随升温速率提高呈线性增加;PC和PC/纳米SiO2复合材料的热降解活化能均随转化率升高而增加,且PC/纳米SiO2复合材料的活化能明显高于PC。     

载银TiO2/碳纳米管复合材料的制备及其催化杀菌性能

采用溶胶-凝胶法, 在450℃下煅烧制备载银TiO₂/碳纳米管纳米复合材料;采用XRD、SEM以及N₂吸脱附对样品的晶体结构及样品微观形貌进行表征;通过UV-vis漫反射光谱表征了复合材料对紫外可见光的吸收性能;以甲基橙为模型污染物, 评价了样品紫外光光催化降解甲基橙的活性, 以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为菌种, 采用抑菌圈法表征样品的杀菌性能。结果表明, 载银TiO₂/碳纳米管纳米复合材料比纯TiO₂纳米颗粒有更好的紫外光光催化活性, 其中掺碳纳米管(CNTs)1%(质量分数)的效果最好, 紫外光照射150min, 降解率达到76.5%;载银TiO₂/碳纳米管纳米复合材料比TiO₂纳米颗粒、Ag纳米粒子、CNTs(纯化处理后)的杀菌效果都要好很多, 其中掺CNTs 10%(质量分数)的样品的杀菌效果最好, 抑菌圈直径达到25.8mm。     

PP/MWNTs和PP/OMMT复合材料的热降解动力学研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/多壁碳纳米管(PP/MWNTs)与聚丙烯/纳米有机蒙脱土(PP/OMMT)复合材料,利用热重分析法研究了PP、PP/MWNTs及PP/OMMT在氮气气氛中的热降解过程,并采用Kissinger及Ozawa方法研究了复合材料的热降解动力学及热降解表观活化能.结果表明,MWNTs和OMMT的加入...     

原位法制备天然橡胶/二氧化硅纳米复合材料及其性能

采用原位生成共沉淀法制备天然橡胶/二氧化硅(NR/Si O2)纳米复合材料。先用乳化剂OP-10对硅溶胶进行处理,得到表面羟基比较少的硅溶胶,再与浓缩天然胶乳共混,原位生成纳米二氧化硅(n Si O2)制得NR/Si O2纳米复合材料。采用红外光谱仪、扫描电镜、橡胶拉伸测试机以及热重分析仪对不同Si O2含量的复合材料进行了表征。实验结果表明,干法混炼生成的Si O2粒径大且团聚严重,原位法生成的Si O2橡胶基体中分散更为均匀,平均粒径在50 nm左右;当Si O2为40份时,制得的复合材料力学性能最好,拉伸强度比纯的NR提高了67.8%,同时定伸应力也有明显提高。     

无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混法制备了无规共聚聚丙烯/纳米二氧化硅（PP?R/SiO₂）复合材料,并通过电子万能拉伸试验机、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（PLM）和扫描电子显微镜（SEM）等对复合材料的力学性能、结晶热力学、结晶形态和微观形貌进行了表征。结果表明,加入纳米SiO₂可以提高PP?R的结晶温度及熔融温度,使之从纯PP?R的93 ℃和141.6 ℃提高到105.6 ℃和142.8 ℃;纳米SiO₂在复合材料中起到异相成核的作用,可以提高结晶速率并细化晶粒,从而提高复合材料的冲击强度;当纳米SiO₂含量为2 %（质量分数,下同）时,复合材料在-15 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了2倍多;当纳米SiO₂含量为1 %时,复合材料在23 ℃下的冲击强度达到最大,较纯PP?R提高了近2倍;同时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和断裂伸长率也有所提升。     

湿法混炼技术制备环烷油增塑天然橡胶/白炭黑复合材料的性能

使用优选的乳化剂对增塑剂环烷油(NAP)进行乳化,制得均一稳定的NAP乳化液,采用湿法混炼技术,使用所得的NAP乳化液与天然胶乳和白炭黑(SiO₂)浆液制备了NAP增塑的天然橡胶(NR)/SiO₂(NAP/NR/SiO₂)复合材料,研究了NAP添加量对NAP/NR/SiO₂复合材料门尼黏度、物理机械性能、动态力学性能、SiO₂分散性、耐热空气老化性能和屈挠龟裂性能的影响。结果表明,NAP/NR/SiO₂复合材料的门尼黏度较NR/SiO₂复合材料显著降低,Payne效应明显减弱,而动态力学性能和加工性能则明显提升;NAP添加量为10份(质量)时,NAP/NR/SiO₂复合材料的综合性能达到最佳,其拉伸强度与NR/SiO₂复合材料相比略微下降,而扯断伸长率则有不同程度的上升;加入NAP后,NR/SiO₂复合材料的耐热空气老化性能和屈挠龟裂性能得到了改善。     

多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料的制备及其吸油性能

以羧化多壁碳纳米管为基体、纳米硅溶胶粒为增强相,通过一步液相共混方法制备多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、电子扫描电镜（SEM）、热重（TGA）、孔结构分析（BET/BJH）对其进行了表征。以水中柴油为研究对象考察了该样品对水中柴油的吸附脱除效果,并与纳米二氧化硅胶粒、原生碳纳米管以及活性炭进行对比。结果表明：硅溶胶粒表面修饰后的多壁碳纳米管的聚团行为得以改善,而且材料具有微孔-介孔双孔道结构。对水中直馏柴油的去除率高达97.79%,并于1 h达到吸附平衡。整个吸附过程遵循准二级动力学模型,吸附体系的表观活化能为11.37 kJ·mol^-1,吸附等温线与Freundlich模型较为吻合,吸附效果明显强于其他3种吸附剂。     

湿法混合制备天然橡胶/二氧化硅复合材料的结构与性能

以天然胶乳、沉淀二氧化硅及硅溶胶为原料,分别采用胶乳-沉淀二氧化硅共沉法和胶乳-硅溶胶共沉法2种湿法混合工艺,制备了两类天然橡胶/二氧化硅湿法混合复合材料[P(NR/SiO2)和C(NR/SiO2)],并与采用传统干法混炼制备的天然橡胶/沉淀法二氧化硅复合材料(NR/SiO2)进行比较,研究了制备工艺、填料用量、硅烷偶联剂等参数对P(NR/SiO2)、C(NR/SiO2)和NR/SiO2的填料分散和物理机械性能的影响。结果表明,相比于胶乳-沉淀二氧化硅共沉法,采用胶乳-硅溶胶共沉法制备的C(NR/SiO2)具有更好的填料分散和综合物理性能,是制备高性能天然橡胶/二氧化硅纳米复合材料的合适方法。     

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。     

纳米SiO2/MF复合微球的制备与性能研究

采用沉淀聚合法由纳米SiO₂、三聚氰胺、甲醛共聚制备了纳米SiO₂/三聚氰胺甲醛(MF)复合微球,通过光学显微镜和扫描电子显微镜观测以及热重分析和上清液中SiO₂的含量测定研究了反应时间、反应温度、催化剂以及纳米SiO₂粒径对复合微球外观及性能的影响。结果表明,最佳反应条件为：反应时间4 h,反应温度80℃,采用硝酸为催化剂。随着纳米SiO₂粒径的增大,纳米SiO₂/MF复合微球的粒径逐渐变小。纳米SiO₂可显著增强MF微球的热稳定性,扩大其在木材复合材料和其他行业的应用范围。     

石墨烯和碳纳米管的天然橡胶纳米复合材料性能的研究

采用湿法混炼工艺制备石墨烯/天然橡胶（NR）纳米复合材料和碳纳米管/NR纳米复合材料,研究石墨烯和碳纳米管用量对NR纳米复合材料性能的影响。结果表明：随着石墨烯和碳纳米管用量的增大,NR纳米复合材料的热导率和比热容均先增大后减小;石墨烯/NR纳米复合材料的300%定伸应力先减小后增大,石墨烯用量为2份的石墨烯/NR纳米复合材料的拉断伸长率最大;碳纳米管/NR纳米复合材料的300%定伸应力增大,碳纳米管用量为3份的碳纳米管/NR纳米复合材料的撕裂强度最大。随着温度的升高,石墨烯/NR纳米复合材料的相对介电常数呈先增大后减小的趋势,在110℃时最大;碳纳米管/NR纳米复合材料的相对介电常数呈增大的趋势。     

多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料的制备及其吸油性能

以羧化多壁碳纳米管为基体、纳米硅溶胶粒为增强相,通过一步液相共混方法制备多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电子扫描电镜(SEM)、热重(TGA)、孔结构分析(BET/BJH)对其进行了表征。以水中柴油为研究对象考察了该样品对水中柴油的吸附脱除效果,并与纳米二氧化硅胶粒、原生碳纳米管以及活性炭进行对比。结果表明:硅溶胶粒表面修饰后的多壁碳纳米管的聚团行为得以改善,而且材料具有微孔-介孔双孔道结构。对水中直馏柴油的去除率高达97.79%,并于1 h达到吸附平衡。整个吸附过程遵循准二级动力学模型,吸附体系的表观活化能为11.37 k J·mol?1,吸附等温线与Freundlich模型较为吻合,吸附效果明显强于其他3种吸附剂。     

改性二氧化硅/NR纳米复合材料结构与性能研究

采用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)对二氧化硅进行表面改性,制备改性二氧化硅/NR纳米复合材料,并对其微观结构和物理性能进行研究.结果表明,改性二氧化硅均匀分散在天然胶乳基体中;扫描电子显微镜分析显示复合材料呈界面模糊的海岛结构;改性二氧化硅/NR纳米复合材料的物理性能较NR胶料大幅提高;随着改性二氧化硅用量的增大,改性二氧化硅/NR纳米复合材料的物理性能先提高后降低;当改性二氧化硅的用量为5.3份时,纳米复合材料的综合物理性能较好.     

SiO2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氧化石墨烯（GO）为载体,在不添加任何还原剂的情况下,通过水热法简易制备SiO₂/还原氧化石墨烯（SiO₂/RGO）复合材料。采用TEM、FTIR、XRD、TG-DSC、N₂-吸附对复合材料的微观结构进行表征,分析表明：负载量为76.60%（质量分数）的SiO₂纳米颗粒均匀分散在RGO表面上,且部分以Si-O-C键进行配位;具有多级孔结构的SiO₂/RGO复合材料孔径主要分布在1~7nm,比表面积高达676m²/g。以罗丹明B为目标污染物,考察了pH、投入量、温度和接触时间等因素对复合材料吸附性能的影响,结果表明：在pH为2、35℃时,复合材料具有最佳的吸附效果,吸附量为127.8mg/g。动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学模型,热力学参数揭示吸附过程为自发吸热过程。     

反相微乳液体系制备SiO2包覆的ZnO NPs及其作为防晒材料的应用

通过AEO9/环己烷/正己醇/水反相微乳体系制备二氧化硅透明壳层包封的纳米氧化锌紫外屏蔽器以降低纳米氧化锌的光催化性,提高纳米氧化锌防晒剂的使用安全性。TEM图像与傅里叶红外光谱图表明SiO₂包覆在纳米氧化锌表面,ZnO@SiO₂纳米颗粒具有核壳结构。亚甲基蓝降解实验证明SiO₂降低了纳米氧化锌的光催化活性。紫外屏蔽测试结果表明ZnO@SiO₂纳米颗粒防晒效果好,SiO₂壳层提高了纳米氧化锌在可见光区的透明度。TEOS与纳米氧化锌质量比为0.4时,制备的ZnO@SiO₂纳米颗粒防晒效果最好,光催化活性最低。     

碳纳米管/纳米氧化铝/天然橡胶复合材料的性能研究

以偶联剂Si69原位改性法制备碳纳米管/纳米氧化铝/天然橡胶(NR)复合材料,对其性能进行探讨。结果表明:复合材料的动态力学性能优异,动态压缩生热较低;碳纳米管与纳米氧化铝并用对提高复合材料导热性能具有协同效应,复合材料的导热性能良好。碳纳米管和纳米氧化铝并用可以解决内部温升造成复合材料寿命缩短的问题。     

原位聚合制备SiO2高含量PA6/SiO2母料及其复合材料

采用溶剂转移法对二氧化硅(SiO₂)进行改性处理,并通过原位聚合方法制备了高含量聚酰胺6(PA6)/ SiO₂母料,并通过母料与外购纯PA6共混制备了纳米复合材料。通过X-射线衍射、透射电镜(TEM)等仪器分别对PA6/SiO₂纳米复合材料的结晶及晶型结构、微观分散形态进行了表征;并对纳米复合材料的力学性能等进行了测试。结果表明,改性后的SiO₂在PA6原位聚合体系中分散均匀且能够达到纳米级的分散效果,并会起到异相成核剂的作用。通过母料与纯PA6共混制备的SiO₂纳米复合材料与传统熔融法相比拉伸强度提高了12.17%,断裂伸长率提高了37.30%,缺口冲击强度提高了37.25%。     

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。     

磁性光催化剂Fe3O4/SiO2/TiO2的制备及光催化降解苯酚

采用撞击流-旋转填料床辅助沉淀法连续制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒,然后采用溶胶-凝胶法制备了具有磁性核壳结构Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂颗粒,通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析仪（TGA）、振动样品磁强计（VSM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis）等对材料的微观结构、形貌及性能进行了表征。考察了正硅酸乙酯添加量、铁钛比对Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂磁性催化剂催化性能的影响。结果表明：制得的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂结晶度好,磁响应性高。当正硅酸乙酯添加量为20mL、铁钛比为1∶8时,制备的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂纳米光催化剂表现出较高的光催化活性和磁性能,紫外光照射2h后,苯酚水溶液降解效率高达86.7%。