微晶纤维素-SiO2杂化纳米填料的制备及应用研究

以正硅酸乙酯为硅源,采用“微反应器”技术,在微晶纤维素(MCC)表面负载纳米级别的SiO₂,得到MCC-SiO2杂化体。红外光谱(IR)热失重(TG)和扫描电镜分析(SEM)表明不同形态结构的纳米级别的SiO2成功的负载在微晶纤维素表面。将MCC-SiO2杂化体应用于橡胶体系,结果发现MCC杂化改性后补强性能提高,硫化胶的tanδ值在0℃时明显提高,而在60℃时下降。SEM分析测试结果表明MCC杂化改性后在橡胶基体粒径变小,达到原位微细化的目的,同时MCC-橡胶的界面结合性能提高。     

微晶纤维素-二氧化硅杂化体的制备及应用研究

以正硅酸乙酯和偶联剂Si69为硅源,采用微反应器技术,在微晶纤维素(MCC)表面负载纳米二氧化硅(Si O2),制得MCC-SiO_2杂化体,研究其对白炭黑/溶聚丁苯橡胶(SSBR)硫化胶物理性能和动态力学性能的影响。结果表明:MCC杂化改性后硫化胶的物理性能和抗湿滑性能提高,同时滚动阻力降低;扫描电镜分析结果显示,MCC-SiO_2杂化体在SSBR基体中的粒径减小,与SSBR的界面结合性能提高。     

SiO2填充的聚二甲基硅氧烷膜在渗透汽化透醇领域的应用

制备一系列底膜为聚偏氟乙烯(PVDF)、m(SiO_2)∶m(PPMS)比不同的SiO_2/聚二甲基硅氧烷(PDMS)杂化膜。考察了m(SiO_2)∶m(PPMS)比、操作温度等因素对杂化膜透醇性能的影响,并对其微观形貌(SEM)、溶胀性质以及正电子湮没寿命谱(PALS)进行了表征。结果表明,在室温下,以PDMS为主体的m(SiO2)∶m(PPMS)比杂化膜的自由体积孔穴平均半径(0.39nm)介于水、乙醇的分子动力学半径之间,是造成此类膜材料渗透通量普遍偏小的原因。杂化膜的自由体积孔穴数量随着SiO_2填充的增加而下降。     

纤维素的酸处理及醋酸酯化表面改性研究

分别用HCl和H2SO4处理从棉纤维中提取的纤维素,100℃下回流水解30～60 min得到微晶纤维素(MCC),并对其进行醋酸酯化表面改性.采用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、红外光谱(IR)技术研究酸处理对MCC的聚合度、结晶度和热稳定性的影响,探讨了改性方法对产物性能的影响.结果表明,纤维素微晶化后仍保持原来的晶型以及晶区和非晶区共存的微细结构,结晶度不能达到100%.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,不同酸处理后所得产物的形态和热性能有所不同,MCC的最高适用温度不宜超过270℃.适宜的醋酸酯化改性条件为:硫酸和水体积比1∶8、温度60～70℃、改性处理3～5 h.改性后微晶纤维素的内部结晶区结构没有变化,在有机溶剂中的分散性得到良好的改善.     

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...     

硫化天然橡胶超疏水表面的微纳结构设计与构筑

以硫化后的天然橡胶(NR)材料为基体,将其在一定的溶剂中溶胀,然后采用溶胶-凝胶技术使纳米SiO_2颗粒在橡胶溶胀层和表面原位生成、生长,在硫化NR表面构筑出类似荷叶的微纳米结构,达到使NR表面超疏水化的目的。通过调控影响溶胶-凝胶反应的溶胀剂和反应剂的种类及浓度,控制硫化NR表面的微纳米结构的尺寸和形态,并对比分析不同的微纳米结构对硫化NR表面疏水性能的影响。结果表明,采用正丁胺作为溶胀剂,在正硅酸乙酯(TEOS)试剂中发生溶胶-凝胶反应,用硬脂酸(SA)对硫化NR表面修饰,成功使硫化NR表面超疏水化,其水接触角达到153.5°。扫描电镜(SEM)测试表明,硫化NR表面形成了"类荷叶"的高粗糙度SiO_2微纳米复合结构。     

PVDF/SiO_2杂化内支撑型中空纤维膜的制备及性能研究

利用涤纶纤维丝(PET)编织管作为内支撑层,将纳米SiO_2添加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过涂覆-浸没沉淀相转化法制得PVDF/SiO_2杂化内支撑型中空纤维膜,考察了铸膜液中不同SiO_2含量对膜性能的影响。结果表明,PET编织管的加入,使中空纤维膜的拉伸强度超过50 MPa。随着纳米SiO_2含量增加,膜的接触角从78.5°降至60.6°,杂化膜的纯水通量增大、孔隙率提高。X射线衍射仪图谱表明,SiO_2的加入未改变PVDF的主要晶型构成。当SiO_2的质量分数为1.5%时,杂化膜的纯水通量达到192.6 L/(m~2·h),孔隙率为68%,拥有了优异的过滤性能。     

不同取代度纤维素苯甲酸酯负载铂催化苯加氢

以N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)为溶剂溶解纤维素,吡啶(Py)为催化剂,苯甲酰氯为酯化剂在均相条件下进行酯化反应,通过控制苯甲酰氯的量得到了不同取代度(DS)的纤维素苯甲酸酯(CB),溶胀测试结果表明不同取代度的CB在苯、环己烯和环己烷中的溶胀度不同。将微波还原得到的铂纳米簇与CB杂化后得到Pt/CB杂化膜,并将其用于苯催化加氢反应中。利用FT-IR、XPS、XRD、DSC和TEM对不同取代度的CB和杂化膜的结构与性能进行了表征。研究发现膜的溶胀度直接影响苯的转化率和环己烯的选择性,活性评价结果显示,苯的转化率随着取代度的增大而增大,最高为7.29%;环己烯的选择性随取代度的增大而减小,最高为0.43%。     

乙醇再生微晶纤维素的分级及其结构表征

在微晶纤维素（MCC）的Na OH/尿素溶液中加入不同质量的无水乙醇进行分级沉降，得到分级再生微晶纤维素。通过黏度法测定了再生微晶纤维素的聚合度，采用FTIR、XRD、XPS、TG和SEM对再生微晶纤维素的结构、结晶度、热稳定性和形貌进行了表征。结果表明，随着分级次数的增加，再生微晶纤维素的聚合度逐渐降低，3次分级后微晶纤维素的聚合度由MCC的203降至77；微晶纤维素形貌由表面光滑的棒状纤维结构变为粗糙多孔的结构；再生微晶纤维素的晶型由MCC的Ⅰ型转变为Ⅱ型，3次分级后微晶纤维素的结晶度由MCC的65.58%降至32.05%。分级再生微晶纤维素的自由羟基增加，参与成键的羟基减少；再生微晶纤维素的热稳定性随着分级次数的增加而降低，3次分级后初始分解温度由MCC的310℃降至257℃。     

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。     

再生纤维素掺杂纳米SiO_2复合膜的制备及性能分析

通过共混法制备再生纤维素掺杂纳米SiO_2复合膜,并对材料的微观形貌、结构、热性能、力学性能和表面接触角进行表征。结果表明,纳米SiO_2均匀分布在纤维素基体中,并与纤维素表面的羟基发生氢键作用;随着纳米SiO_2添加量增加,材料的热性能明显提高,拉伸强度也随着纳米SiO_2添加量的增加而升高,但是过量的纳米SiO_2会导致拉伸强度下降;由于纳米SiO_2本身的亲水性以及在膜表面聚集产生的粗糙度,复合膜的接触角随着纳米SiO_2添加量的增加而降低。     

PUA/纳米SiO_2预聚体制备及其UV固化杂化材料性能研究

在HDI(六亚甲基二异氰酸酯)三聚体表面接枝纳米SiO_2(二氧化硅),然后再与HEA(丙烯酸羟乙酯)进行反应,制备了PUA(聚氨酯丙烯酸酯)/纳米SiO_2预聚体及其UV(紫外光)固化的杂化材料,并探讨了PUA/纳米SiO_2预聚体掺量对杂化材料的硬度、柔韧性、耐冲击性、透明性和耐热性等影响。研究结果表明:当w(PUA/纳米SiO_2预聚体)=60%(相对于杂化材料质量而言)时,杂化材料的综合性能相对最好,表现为其固化时间为38 s、硬度为6H、柔韧性为1 mm、耐冲击性为26.5 kg·cm、透光率超过90%和耐热性(超过250℃)较佳。     

微晶纤维素/聚乳酸复合材料的性能研究

以微晶纤维素为填充剂,聚乳酸为基体,采用熔融共混法制备PLA/MCC生物降解复合材料。考察了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面处理的微晶纤维素对复合材料性能的影响。结果表明,PMMA包覆MCC增加了弯曲强度。表面改性处理提高了MCC的热稳定性,使其加工温度提高了。     

纳米SiO_2负载镍催化剂催化环烯烃聚合北大核心

利用硅烷偶联剂将乙酰丙酮二氯化镍连结在纳米SiO_2表面,制备了纳米SiO_2负载的镍催化剂,并以三五氟苯基硼为助催化剂,催化降冰片烯的加成聚合,原位制备了纳米SiO_2杂化的聚降冰片烯,观察了杂化材料的形貌及纳米SiO_2的分布情况,并研究了其力学性能。结果表明:通过改变聚合温度、n(B)∶n(Ni)、催化剂与降冰片烯投料比等,可以实现对聚合活性以及所得聚合物性能的调控;当聚合温度为60℃,n(B)∶n(Ni)为20时,聚合活性最高可达0.36 kg/(mmol·h);当降冰片烯与催化剂的摩尔比为2 000∶1时,所制纳米SiO_2杂化的聚降冰片烯力学性能最佳。     

纳米SiO_2负载镍催化剂催化环烯烃聚合

利用硅烷偶联剂将乙酰丙酮二氯化镍连结在纳米SiO_2表面,制备了纳米SiO_2负载的镍催化剂,并以三五氟苯基硼为助催化剂,催化降冰片烯的加成聚合,原位制备了纳米SiO_2杂化的聚降冰片烯,观察了杂化材料的形貌及纳米SiO_2的分布情况,并研究了其力学性能。结果表明:通过改变聚合温度、n(B)∶n(Ni)、催化剂与降冰片烯投料比等,可以实现对聚合活性以及所得聚合物性能的调控;当聚合温度为60℃,n(B)∶n(Ni)为20时,聚合活性最高可达0.36 kg/(mmol·h);当降冰片烯与催化剂的摩尔比为2 000∶1时,所制纳米SiO_2杂化的聚降冰片烯力学性能最佳。     

纳米二氧化硅改性聚偏氟乙烯膜的研究进展

叙述了普通纳米二氧化硅(SiO_2)、疏水性气相纳米二氧化硅(SiNPS)、氟化二氧化硅(f SiO_2)以及离子液体接枝改性纳米二氧化硅(IL-SiO_2)对聚偏氟乙烯(PVDF)杂化膜的微观结构、化学性能及力学性能产生的影响及其机理,总结了纳米SiO_2在PVDF膜改性中的研究现状。通过分析目前纳米SiO_2改性所存在的问题,认为研发功能良好,成本低廉的改性纳米SiO_2成为未来的研究热点,探索与PVDF膜的制备方法及用途相对应的最佳的纳米SiO_2改性方法,是未来的发展趋势。     

光敏性纳米SiO_2的制备与应用

首先以甲苯二异氰酸酯(TDI)与夺氢型光引发剂4,4’-二羟基二苯甲酮(DHBP)以及共引发剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)合成了主链含有光引发剂及共引发剂胺的—NCO封端的光敏性聚氨酯预聚体,后利用活性端—NCO与硅羟基反应将光敏性预聚体接枝到纳米SiO_2表面,最后将光敏性纳米SiO_2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中,用光固化法制备了PUA/纳米SiO_2杂化膜。通过红外光谱和核磁共振氢谱证实了光敏性纳米SiO_2的分子结构,以热失质量法、紫外光谱仪等研究了光固化涂膜的性能。结果表明,光敏性纳米SiO_2可显著提高光固化涂膜的热稳定性和机械性能,并且涂膜的透明性优于添加未改性纳米SiO_2的涂膜。     

海藻酸钙基杂化水凝胶膜的制备及性能

针对纯海藻酸钙水凝胶膜力学性能差、电解质溶液中易溶胀的问题,以羧化二氧化钛(Ti O2-COOH)为增强剂、海藻酸钠为成膜基材、钙离子为交联剂制备无机/有机杂化水凝胶过滤膜。通过红外光谱和扫描电镜表征羧化二氧化钛的化学结构和形貌,研究杂化膜的孔径分布、力学性能、溶胀性能以及染料截留性能。结果表明,羧化二氧化钛均匀分散在膜表面,添加羧化二氧化钛后,膜的力学性能和抗溶胀性显著提高,在0. 1 MPa压力下对直接黑38和维多利亚蓝b的截留率分别达96. 6%和95. 3%,通量在13. 9 L/(m2·h)以上。     

微晶纤维素/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

将微晶纤维素(MCC)碱尿素溶液与天然胶乳混合,通过MCC原位析出,制备出MCC/天然橡胶(NR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:原位析出的MCC可以有效增大MCC/NR复合材料的硬度和拉伸强度;MCC颗粒的尺寸和形态不均一,小尺寸的MCC颗粒与NR基体结合较好,MCC颗粒形态除球形和棒状外,还有纤维状。     

纤维素补强天然橡胶的应用与研究进展

介绍了5种纤维素材料：微晶纤维素(MCC)、纤维素纳米晶(CNC)、纤维素纳米纤维(CNF)、纤维素纳米晶须(CNW)以及细菌纤维素(BC)补强天然橡胶的应用研究,总结了纤维素材料对天然橡胶性能的影响,并对其应用前景进行了展望。