纳米SiO_2表面接枝聚合改性及在PP中的分散

纳米SiO2粒子经硅烷偶联剂表面处理后,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯单体,实现了纳米SiO2表面的高分子包覆改性,制备了具有核壳结构的聚苯乙烯接枝SiO2复合纳米粒子.采用傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜对纳米SiO2粒子的表面结构及其在聚丙烯(PP)中的分散状况进行了表征.结果表明,接枝改性后纳米SiO2粒子能够在PP基体中均匀分散,明显改善了PP复合材料的力学性能.     

纳米SiO2/PS复合材料的制备及性能

以无水乙醇为溶剂,使用偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2表面进行了化学改性,采用溶液聚合法在改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,然后通过熔融共混法制备了纳米SiO2/PS复合材料。利用红外光谱考察了改性前后纳米SiO2与硅烷偶联剂、苯乙烯的相互作用;利用扫描电镜观察了复合材料的断面形貌结构,研究了纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:与纯聚苯乙烯相比,纳米SiO2质量分数为4%时,复合材料的缺口冲击强度提高了7.6%、拉伸强度提高了0.98%,显示出纳米SiO2对聚苯乙烯具有同时增强增韧的效果。     

PS/SiO2复合型纳米粒子的制备研究

进行了PS(聚苯乙烯)／SiO2复合型纳米粒子的制备研究。结果表明：将SiO2,的偶联剂表面处理从干法预处理改为原位处理,不仅可以使SiO2表面接枝效率有大幅度的提高,还解决了实验中的重复性差的问题;TEM、FT-IR、TGA分析以及接枝效率的结果均证明,在该方法的条件下,所加入的单体几乎全部被接枝在SiO2的表面上,形成了平均直径为40m左右,以SiO2为核,以PS为壳,且核壳间以共价键相接的包覆型纳米粒子;通过加入适量的缓冲剂,并调节合适的加料工艺,可进一步提高纳米粒子的制备效率,体系的固含量可达45％。     

聚甲基丙烯酸甲酯／纳米SiO2复合粒子的制备与表征

采用甲基丙烯酸-3-甲氧基硅丙酯（MPs）对分散于甲基丙烯酸甲酯（MMA）中的纳米SiO2粒子进行偶联改性，得到了表面改性的纳米SiO2单体分散液，用原位悬浮聚合方法制备了不同SiO2含量的PMMA／纳米SiO2复合粒子。通过红外光谱、透射电镜、差示扫描量热分析和热重分析等方法对制备的纳米复合粒子进行了表征，结果表明，纳米SiO2粒子在PMMA中分散良好；MMA可通过与MPS的共聚而有效地接枝到SiO2粒子表面，当SiO2含量为6．6％（质量分数，下同）、MPS用量为0．06g／gSiO2时，其接枝率可达73．8％；同时，纳米SiO2的引入可提高PMMA的耐热性能，当Si02含量为14.7％时，其玻璃化转变温度和最大热分解速率时的温度分别提高了11．8℃和18．8℃。     

聚苯乙烯/纳米SiO_2复合材料的制备

经硅烷偶联剂KH-570改性后的纳米SiO2表面具有大量可反应性基团-CH=CH2。以苯乙烯和改性后的纳米SiO2为原料,利用自由基聚合反应,制备得到聚苯乙烯/纳米SiO2复合材料。FT IR和TG证明聚苯乙烯大分子链已成功接枝到纳米SiO2粒子表面。由于扩散作用的影响,相对于偶氮二异丁腈引发聚合反应,热聚合反应具有更高的接枝率。     

反应体系组成对纳米SiO_2/PS复合粒子粒径及分布的影响

研究了在纳米SiO2粒子表面的苯乙烯原位聚合反应中,反应体系的组成(单体、引发剂、稳定剂及纳米SiO2粒子用量)对纳米SiO2/PS复合粒子的形态、粒径大小及分布的影响。结果表明,当纳米SiO2粒子与单体质量比为5%,苯乙烯质量分数为25%,引发剂及稳定剂用量分别为单体用量(质量比)的0.15%和1.5%时,制备出的纳米SiO2/PS复合粒子呈球形,表面光滑无明显缺陷,颗粒之间分散性很好,粒径为0.923μm,分散系数为0.108。     

氟化SiO2纳米颗粒双疏涂层的制备及性能研究

采用氟化硅烷偶联剂对合成的单分散SiO2纳米颗粒进行表面接枝改性,并通过旋涂法将制备的氟化SiO2颗粒沉积在硅晶基板上.采用粒径分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)和接触角测量仪对氟化SiO2纳米颗粒涂层的表面形貌、化学组成、接枝密度和润湿性能进行分析表征.结果表明:氟化硅烷偶联剂在SiO2纳米颗粒表面的接枝密度为5.94 nm-2;制备的氟化SiO2纳米颗粒薄膜具备微纳米双重复合网络结构,增加了涂层表面的粗糙程度;氟化SiO2纳米颗粒涂层展现出超疏水和强疏油性能,水和柴油在氟化SiO2纳米颗粒薄膜上的接触角分别为158.4°和125.7°.     

原位聚合制备尼龙6/纳米SiO2复合材料研究

对原位聚合制备尼龙6／纳米SiO2进行研究。结果表明，无论是否对纳米SiO2复合材料进行偶联化处理，其表面均将在原位聚合过程中与尼龙6产生接枝；SiO2表面接枝物的生成，可在某种程度上造成体系结晶程度的降低，但复合体系的力学性能主要由SiO2粒子的分散程度、粒子和其体之间的相界面性质等因素决定；采用经偶联剂处理并具有较小粒径和较大比表面积的SiO2对尼龙6进行复合，可使复合体系的力学性能指标达到较高的水平，且硅烷偶联剂的最佳用是为SiO2的3％左右。     

聚甲基丙烯酸甲酯/SiO2纳米复合物的制备

基于纳米SiO2表面羟基与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷间的缩合反应,于SiO2表面引入双键.以甲基丙烯酸甲酯为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,采用原位自由基聚合的方法,制备了聚甲基丙烯酸甲酯/SiO2纳米复合材料.FTIR和TGA证实聚甲基丙烯酸甲酯大分子链成功接枝在SiO2表面.聚合体系黏度是影响SiO2表面聚甲基丙烯酸甲酯接枝率的关键因素.甲基丙烯酸甲酯浓度为6 mol/L,偶氮二异丁腈浓度为0.05～0.1 mmol/L时,SiO2表面聚甲基丙烯酸甲酯接枝率可达到94％;SiO2用量对表面接枝聚合没有影响.     

PP基纳米SiO2复合材料性能的研究

利用纳米SiO2、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）和聚丙烯（PP）通过熔融共混的加工工艺制备了PP基纳米SiO2复合材料，考察了不同处理方法及用量的纳米SiO2对PP基体的影响。结果表明：经表面处理，用量4％（质量分数，下同）的纳米SiO2和4％PEgMAH协同作用，可以使复合材料的冲击强度提高40％，拉仲强度提高10％，耐热性较PP基体提高22℃。采用偏光显微镜（POM）、扫描电镜（SEM）对PP基纳米SiO2复合材料的微观结构进行了表征和分析，证明经表面改性的纳米SiO2（TS530）均匀地分散于PP基体中，从而起到良好的改性作用。