纳米SiO_2协效纳米Mg(OH)_2阻燃EVA的研究

以纳米二氧化硅(SiO_2)为协效剂,协效纳米氢氧化镁(MH)阻燃乙烯-醋酸乙烯酯(EVA),并制得纳米SiO_2/MH/EVA复合材料。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、氧指数和垂直燃烧测定法对材料的性能进行测试。结果表明:纳米SiO_2与纳米MH间有明显的协同作用,SiO_2含量为6%(wt,质量分数),MH为44%(wt,质量分数),制得的纳米SiO_2/MH/EVA复合材料的阻燃体系氧指数为30.8%,阻燃等级为V-0级,断裂伸长率达到726%,拉伸强度达到3.82MPa。SiO_2/MH在EVA中分散优于纳米MH,纳米SiO2可以有效改善复合材料的力学性能和阻燃性能。     

PTPP与三聚氰胺氰脲酸盐的复配协效阻燃研究

卤类阻燃剂具有非常优越的阻燃性及与其它性能的完美组合，它们在挽救人们生命和财产、预防火灾中发挥了非常有效的作用。但是这类阻燃剂燃烧时会放出大量的有毒气体，对环境、人类健康造成极大不良影响。无卤阻燃剂成为当今世界阻燃剂发展的趋势，其中含磷阻燃剂更为受到重视。无卤复配型阻燃剂在聚合物基材料阻燃改性中，具有使用方便，价廉等突出优点。继用途最广的含卤阻燃剂之后的新秀。     

水滑石/红磷协同阻燃EVA材料的热分解特性

采用熔融共混方法制备了EVA/水滑石(LDH)/微胶囊化红磷(MRP)无卤阻燃材料,研究了LDH和MRP在乙烯与醋酸乙烯共聚物(EVA)中的阻燃协同作用,发现在EVA/LDH阻燃体系中添加适量的MRP可以显著提高体系阻燃性能,而且燃烧过程中不再有熔滴现象发生。采用TG和实时傅立叶变换红外光谱(RT-FT-IR)研究了EVA及其复合阻燃材料的热分解特性,实验发现,与EVA/LDH体系相比,EVA/LDH//MRP体系的热稳定性有所提高,MRP对EVA/LDH体系中的EVA热氧化降解具有一定的抑制作用。     

有序介孔SiO_2分子筛的制备研究

介孔分子筛材料以其优异的物理化学性能被广泛应用于吸附分离、精细化工、化学催化、石油化工等领域。采用正交实验方法研究有序介孔SiO2的制备工艺,在CTAB与Si比值为0.14,晶化时间48h,晶化温度100℃,焙烧温度600℃条件下最终制得平均孔径为3.80nm,平均比表面积为962.78m2/g,总孔容为0.92cm3/g的有序介孔SiO2。该方法工艺简单、设备要求低、生产周期短,可应用于大规模的工业生产。     

埃洛石纳米管协效阻燃改性沥青性能及机理研究

为研究埃洛石纳米管(HNTs)协效常规阻燃剂(CFR)改性沥青的阻燃性能及机理,首先采用极限氧指数仪、克利夫兰开口杯和锥形量热仪对SBS改性沥青、常规阻燃改性沥青和埃洛石纳米管协效阻燃改性沥青进行阻燃性能测试;然后采用热重?差示扫描量热仪(TGA?DSC)研究沥青燃烧过程的质量损失和热量变化,采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重?红外联用技术(TG?FTIR)研究沥青燃烧过程中固相物质和气态产物的时程变化,采用数码相机(DC)和场发射扫描电镜(FESEM)表征沥青残渣的宏微观形貌,来探寻HNTs协效CFR改性沥青的阻燃机制.研究结果表明:1％HNTs复配8％CFR(质量分数,下同)改性沥青的极限氧指数(LOI)和自燃温度(SIT)分别为25.5％、441℃,说明添加阻燃剂使沥青变为难燃物质;同时阻燃沥青的热释放速率峰值(PHRR)和烟释放速率峰值(PSPR)也明显降低,说明HNTs协效CFR改性沥青具有良好的阻燃性能和抑烟性能.通过热重及热量变化发现了阻燃剂靶向分解的吸热阻燃机理,通过固相物质的转变规律发现了磷酸催化沥青成炭的凝聚相阻燃机理,通过气态产物的转变规律发现了磷系自由基淬灭燃烧的气相阻燃机理,通过沥青残渣的形貌表征分析发现了阻燃剂增强残渣完整性和致密程度的阻隔层阻燃机理,最后基于全相态物质变迁规律揭示了HNTs协效CFR改性沥青的阻燃机制.     

水滑石在膨胀阻燃涂料中的阻燃抑烟性能的研究

以环氧树脂为基料,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/三聚氰胺(MEL)为阻燃体系,镁铝水滑石(LDH)为阻燃抑烟协效剂制备了膨胀型阻燃涂料,重点研究了水滑石在膨胀阻燃涂料中的阻燃抑烟作用。通过大板燃烧法及烟密度分析了LDH对阻燃涂料的耐燃性能及烟密度的影响,采用热失重分析评估了涂料的热稳定性,运用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了涂料燃烧后炭层的微观结构及残炭成分组成。实验结果表明,LDH的加入明显提高了涂料的阻燃性能与抑烟性能。LDH添加量为50份时,涂料的耐燃时间延长到165 min,烟密度等级(SDR)降低了33%左右。     

MWCNT-FAP协效聚磷酸铵阻燃环氧树脂研究

为了资源化利用废水中的氮、磷元素,以含氮、磷、铁的模拟废水和多壁碳纳米管(MWCNT)为原料,以化学沉淀法合成了多壁碳纳米管-磷酸铵铁(MWCNT-FAP),优化了MWCNT-FAP的合成条件。采用红外光谱、能谱、扫描电镜、透射电镜和热重分析等手段对MWCNT-FAP进行表征。将MWCNT-FAP和聚磷酸铵(APP)引入环氧树脂(EP)中制备复合材料(MWCNT-FAP-APP/EP)。采用微尺度燃烧量热法和UL-94方法测试了复合材料的热释放率(HRR)和阻燃性,利用拉伸测试系统对EP复合材料的力学性能进行了测试。结果表明：FAP粒径约为20～30nm。MWCNT-FAP能改善环氧复合材料的阻燃性能和力学性能。加入MWCNT-FAP和APP后,环氧树脂的HRR明显降低,点燃时间延长,MWCNT-FAP-APP/EP可通过UL 94 V-0评级。炭渣分析表明,MWCNT-FAP和APP在降低聚合物可燃性方面具有协同作用。该方法在废水处理、氮磷回收和防火材料等方面具有潜在的应用价值。     

球形介孔SiO_2/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

研究了采用溶胶-凝胶法制备SiO_2/TiO_2复合材料,利用XRD、FT-IR、SEM及比表面分析法等对复合材料的形貌、晶型等进行了表征。结果表明:SiO_2/TiO_2为球形介孔材料且有Si—O—Ti键的形成;一定量的SiO_2掺杂和材料的介孔结构,大大提高了复合材料的比表面积;所制备SiO_2/TiO_2复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解实验结果表明,SiO_2/TiO_2复合材料具有优异的吸附及光催化降解性能。     

APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明：当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m²,氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。     

SiO_2介孔薄膜材料的隔热理论

SiO2介孔薄膜具有优良的绝热性能,在热学、光学、微电子等领域有广阔的应用前景,其介孔结构对降低薄膜的热导率有着十分重要的作用,对介孔薄膜热导率的计算模型及测量方法的研究仍在不断探索中。对SiO2介孔膜的隔热机理进行了概述,从理论方面综述了对热导率研究的一些基本方法,并对薄膜热传导的尺寸效应作了说明。     

介孔SiO_2接枝改性及应用研究进展

介孔SiO2(MSN)在药物输送、酶固定和催化等领域有广泛的应用。由于MSN极易团聚,使其应用受到限制。接枝改性能有效地改善这一缺点,接枝改性包括小分子改性和聚合物改性。主要介绍了原子转移自由基聚合方法(ATRP)对MSN的接枝改性,ATRP方法可以控制聚合物链的长度。详细介绍了接枝改性后的MSN在作为催化剂载体、作模板制备纳米粒子、药物控释和废水处理等方面应用的现状。     

水热法合成Nd~(3+)掺杂SiO_2介孔分子筛及其发光性能研究

通过水热法合成Nd~(3+)掺杂的介孔分子筛(FDU-12)发光材料,以三嵌段共聚物(F127)作为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氯化铝(AlCl3)为修饰剂,在合成过程中将Nd~(3+)掺杂到FDU-12介孔分子筛中。通过X射线粉末衍射(XRD)、N2的等温吸附-脱附、透射电镜(TEM)和荧光光谱测试等手段对合成的粉体进行表征。结果表明,元素Nd以+3价态存在于FDU-12介孔分子筛中,合成的FDU-12/Nd分子筛具有规则的面心立方孔道结构,以LED激光器808nm对样品进行荧光测试时,其在912,1 065和1 350nm处出现钕离子的特征发射峰,表明FDU-12/Nd介孔分子筛表现出较好的荧光性能,有望成为掺钕激光器或放大器的新型基质材料。     

磷氮协效阻燃水性聚氨酯的阻燃机理

通过极限氧指数、热失重-红外光谱和扫描电镜分析对磷氮协效阻燃水性聚氨酯的阻燃机理进行了研究。结果表明,N,N-双(2-羟甲基)氨基乙基膦酸二甲酯(BHAPE)对水性聚氨酯具有良好的阻燃效果,阻燃水性聚氨酯表现出典型的凝聚相阻燃机理:水性聚氨酯中的BHAPE受热到200℃以后,开始分解为磷酸,从而降低了聚氨酯硬段的分解速率;温度继续升高,产生的磷酸发生缩聚反应,形成热稳定性较高的聚磷酸,聚磷酸具有很强的催化作用,迅速使高聚物脱水炭化,在材料表面形成致密光滑无孔洞的炭层。聚磷酸富集于残留物炭层表面,与炭层共同起到隔氧隔热、抑烟的作用,从而发挥阻燃能力。     

TiO_2纳米管/介孔SiO_2复合膜的制备及生物活性研究

以表面构筑了TiO2纳米管阵列的金属钛为基底,采用溶胶-凝胶工艺和浸渍-提拉技术涂覆介孔SiO2薄膜,构建了TiO2纳米管/介孔SiO2复合膜。利用SAXRD、FTIR、HRTEM和FESEM等表征样品的结构和微观形貌。研究表明,在高度有序、规整排列的TiO2纳米管阵列基底上,利用溶胶-凝胶工艺和浸渍-提拉技术涂覆有六方相介孔SiO2薄膜的复合膜具有良好的生物活性。     

阻燃协效剂与膨胀型阻燃剂在木粉/聚丙烯复合材料中的阻燃协效性

采用膨胀型阻燃剂（IFR）分别与蒙脱土（MMT）、硼酸锌（ZB）、MnO2阻燃协效剂复配制备了阻燃型红松木粉/聚丙烯复合材料。借助TG、DTG、DSC热分析技术深入探讨了IFR与阻燃协效剂间的协效性;并利用FTIR、SEM对协效性进行了验证。结果表明：三种阻燃协效剂与IFR间都存在一定的协效性;MMT的加入降低了热分解...     

介孔SiO_2纳米微球的生物相容性研究进展

介孔SiO2纳米微球(MSNs)具有良好的理化性能,在疾病诊治方面具有广阔的应用前景,但若要成功应用于人体,需要完善其生物相容性研究。MSNs对于细胞的毒性与MSNs能否被摄取进入细胞,以及进入细胞的量有关,并取决于细胞的类型和MSNs本身的性状。通过一系列物理和化学方法的改进,可以明显改善MSNs的血液相容性,降低溶血作用。介孔SiO2纳米微球经静脉注射后分布于动物的肝脏、脾脏、肾脏、心脏、肠胃、肌肉和肺脏,其毒性作用与浓度有关;MSNs作为一种异物进入体内后可能会诱发机体产生一定程度的超敏反应。介孔SiO2纳米微球具有较好的生物相容性,但其采用何种方式应用仍需进一步研究。     

硅源对介孔SiO_2空心球结构的影响

以低度交联的三聚氰胺甲醛(MF)微球为高分子模板剂,采用正硅酸四乙酯(TEOS)和Ludox AS-40硅溶胶2种硅源,分别经溶胶-凝胶法和静电自组装法,制备了T-MF@SiO_2和A-MF@SiO_2核-壳结构复合微球,再辅助高温煅烧模板法除去MF高分子微球,成功制备了T-SiO_2和A-SiO_2空心球。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、比表面积孔径分布测定仪(BET)等手段对样品的形貌、结构和组分进行了表征和比较,同时,对介孔SiO_2空心球的形成机理也进行了探讨。结果表明:T-SiO_2空心球和A-SiO_2空心球的粒径尺寸在300~400nm,比表面积分别为425m2/g和297m2/g,两者在壳层的完整性、孔径分布的均一性方面存在差异。     

纳米金属氧化物对膨胀阻燃聚丙烯体系的阻燃协效性研究

本文把合成的一种三嗪成炭剂与APP及纳米金属氧化物复配成IFR,用于阻燃PP。研究了纳米金属氧化物对PP-IFR体系的阻燃性能、力学性能及热降解行为的影响。实验结果表明:纳米金属氧化物与JFR之间都有极强的协效作用。当IFR总量固定在20%,纳米金属氧化物在PP体系中添加量只占0.2%时,就能将UL-94垂直燃烧等级由无级别提高到VO级。在氧化物添加量为1%时PP体系阻燃性能最优,氧指数最高达35.0。力学性能测试表明,纳米金属氧化物的种类与加入量对材料的力学性能影响均不大,其中对拉伸强度无影响,弯曲强度稍有提高。通过TG测试表明.纳米金属氧化物的加入能够极大地提高IFR自身的成炭量和降低IFR自身的降解速率.并能提高pp的热稳定性及高温时的成炭量。     

单分散球形介孔SiO_2的合成与表征

以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,甲醇为共溶剂,氢氧化钠为催化剂,采用水热法制备出不同粒径、单一分散、高度有序的介孔SiO2微球,并利用扫描电子显微镜(SEM)对所制备的微球进行表征。考察了体系中CTAC浓度、TEOS浓度、甲醇的比率和温度等条件对所制备的SiO2微球的粒径及分散性的影响。同时采用XRD、BET、HRTEM等手段对样品进行分析表征。结果表明合成的单分散球形SiO2具有有序的六方相介孔结构,并且具有较高的比表面积。     

介孔分子筛和Cr_2O_3协同膨胀阻燃体系对阻燃天然橡胶性能的影响

用介孔分子筛(MCM-41)和Cr_2O_3协同膨胀型阻燃体系(IFR)对天然橡胶(NR)进行阻燃。为研究MCM-41和Cr_2O_3的阻燃协同作用,使用不同组分的两种协效剂协同IFR阻燃天然橡胶。对阻燃体系分别进行氧指数测试、热重分析、锥形量热分析、拉伸测试和残炭扫描分析。研究结果表明:天然橡胶单纯添加IFR时,其力学性能大幅下降,热学性能也没有显著提升。然而随着Cr_2O_3和MCM-41添加量的增加,橡胶基体的拉伸强度和断裂伸长率均有所改善,在IFR添加量为36%(与天然橡胶的质量比)、MCM-41添加量为1%,Cr_2O_3为3%时,IFR-MCM-41-Cr_2O_3复合阻燃剂的阻燃效果最好,热释放速率峰值和热释放总量均明显下降,IFR-MCM-41-Cr_2O_3/NR复合材料燃烧后,炭层发泡均匀且致密,极限氧指数(LOI)可以达到26.5%,垂直燃烧(UL-94)为V-0级。