聚氨酯/纳米复合材料的研究进展

本文简述了纳米材料在聚氨酯中的应用,重点介绍纳米CaCO3、纳米SiO2、纳米碳材料及粘土对聚氨酯的改性研究,并指出了聚氨酯/纳米复合材料未来的研究方向.     

二氧化硅/聚合物纳米复合材料的研究进展

目的总结二氧化硅(SiO2)/聚合物纳米复合材料的制备方法以及应用等最新研究进展。方法分别从物理法、化学法两大类对国内外SiO2/聚合物纳米复合材料的制备方法优缺点进行阐述总结,并结合SiO2的特点对其应用现状进行详细描述。结果两大方法中,化学法所制备的SiO2/聚合物纳米复合材料分散性好、功能多样、性能高,是目前制备SiO2/聚合物纳米复合材料的最常用方法。SiO2/聚合物纳米复合材料在多功能涂料涂层以及生物医学和环境等领域具有重要应用。结论SiO2/聚合物纳米复合材料的制备方法日趋完善,但在其制备过程中依然存在部分问题尚未解决;对SiO2颗粒进行化学接枝和表面改性,改善其在聚合物材料中的分散,可以进一步改善和拓宽SiO2/聚合物纳米复合材料的应用范围,这也是未来SiO2研究的重要发展方向之一。     

胶乳共混法天然橡胶/二氧化硅纳米复合材料的制备及性能

采用胶乳共混法制备天然橡胶/二氧化硅(NR/SiO2)纳米复合材料。先用硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行改性,再经乳液聚合接枝上聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)得到PMMA-SiO2粒子,最后将其与用MMA改性的天然胶乳(NR-PMMA)共混制得NR/SiO2纳米复合材料。采用红外光谱仪、透射电镜、扫描电镜、热重分析仪、橡胶拉伸测试机对样品进行了表征。实验结果表明,PMMA成功地接枝于SiO2表面,PMMA-SiO2在橡胶基体中分散均匀,平均粒径在60nm～80nm之间,复合材料的拉伸强度比纯的NR提高了35%,定伸应力也有显著提高。     

聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合材料的研究进展

综述了国内外聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合材料的研究进展.主要内容包括：聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合材料的制备方法,如常规乳液聚合、微乳液聚合、溶胶-凝胶反应等方法;复合材料制备中无机粒子表面的修饰,着重对目前最常用的硅烷偶联剂和偶氮类化合物两种修饰方法进行了介绍;聚丙烯酸酯/纳米二氧化硅复合材料在光学、涂料、胶粘剂等工业领域中的应用以及复合材料未来应用前景的展望。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料

本文主要介绍近 2年来聚氨酯 /蒙脱土纳米复合材料的研究进展情况     

光固化水性聚氨酯/二氧化硅纳米复合膜的微结构与膜性能

在光固化水性聚氨酯乳液合成中原位引入纳米二氧化硅水溶胶制备复合乳液及复合膜,研究了二氧化硅粒径、表面化学特性对复合膜微观结构和性能的影响。透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)分析表明,表面有机改性二氧化硅很好分散在聚氨酯基体中,而酸性、碱性硅溶胶在聚氨酯基体中发生不同程度团聚和粘连,且不同粒径、表面化学特性的二氧化硅对纳米复合涂层表面形貌有较大影响;动态力学性能(DMA)分析表明,不同纳米二氧化硅引入对聚氨酯软硬段相分离产生较大影响,可不同程度提高复合膜的储能模量。     

纳米CeO2/阴离子聚氨酯复合材料

采用纳米微粒直接分散法合成了纳米CeO2／阴离子聚氨酯复合材料，粘度分析表明，随着纳米CeO2含量的增加，复合材料的粘度降低；FT—IR分析表明，CeO2的吸收峰出现蓝移现象；TEM和先散射粒径分析表明，复合粒子仍以纳米量级存在，平均粒径为35nm，且呈单分散状态，CeO2纳米粒子均匀分散在聚氨酯中。并且对复合粒子形成机理及稳定性进行了初步探讨。     

PEGMA改性的光固化水性聚氨酯/二氧化硅纳米复合体系

采用水溶性大分子单体(PEGMA)改性纳米二氧化硅水溶胶(R301-PEGMA),并通过反相乳液法制备光固化水性聚氨酯纳米复合乳液。R301-PEGMA的引入使得复合乳液的粒径和黏度明显增大,透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对复合膜微观结构的分析表明,改性纳米二氧化硅均匀分散在聚氨酯基体和涂层表面,动态力学分析表明,改性纳米二氧化硅可显著提高复合膜储存模量,并且tanδ峰出现明显宽化现象,说明R301-PEGMA与聚氨酯之间存在很强的相互作用。     

核壳型纳米复合材料的研究进展

核壳结构纳米复合材料因其独特的结构而呈现出诸多新奇的物理、化学特性,具有广阔的应用前景.系统地综述了近年来无机/无机、无机/有机、有机/无机3种类型的核壳结构纳米复合材料合成方法的研究进展与形成机理,重点阐述了它们在催化、生物医学、药物控制释放和光子晶体等领域的应用,最后展望了核壳结构纳米复合材料未来的发展方向.     

环氧树脂／二氧化硅纳米复合材料研究

本文从环氧树脂的缺点出发，研究了有机／无机纳米复合材料的特点，选用环氧树脂／二氧化硅纳米复合的方法来改善材料的耐热性能、提高材料的韧性，以期获得具有高热稳定性能和韧性的环氧树脂材料。     

低场核磁共振技术在水泥基材料中的应用

近年来,核磁共振技术已经成为表征水泥基材料水化进程、非化学结合水量和孔结构的一种重要手段。简单介绍了核磁共振基本原理和低场核磁共振主要参数;阐述了低场核磁共振技术在水泥基材料测试中的应用,主要包括水化进程、孔结构、水分迁移和扩散等方面的内容;展望了低场核磁共振技术在水泥基材料研究中的应用前景。     

有机改性高岭土/聚氨酯纳米复合材料的制备与表征

用原位插层复合法制备了有机改性纳米高岭土/聚氨酯复合材料。研究了纳米复合材料的力学性能、耐热性能及纳米填料在复合材料中的形态。结果表明,当改性纳米高岭土质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度为29.3 MPa、弹性模量达6.23 MPa、断裂伸长率达492%,均比纯聚氨酯弹性体增加10%以上,同时其热稳定性也有所提高;改性纳米高岭土加入量低于3%时,以剥离形态存在于聚氨酯基体中,而高于3%时,则开始出现片层形态且有团聚现象。     

碳纳米管／聚氨酯纳米复合材料的制备及性能

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法在碳纳米管表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯嵌段共聚物MWNT-P(MMA-b-St),对碳纳米管进行改性。采用直接共混法制备碳纳米管/水性聚氨酯纳米复合材料。通过红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)对嵌段共聚物的结构进行了表征。碳纳米管加入对乳液成膜性影响不大。热失重分析(TGA)和力学性能测试结果表明,当改性后的碳纳米管含量为聚氨酯固体份的0.75%时,复合材料的热稳定性、拉伸强度和断裂伸长率均较聚氨酯有所提高。     

二氧化硅/聚苯胺复合粒子的制备与性能

在化学氧化聚合的反应介质中分散二氧化硅粒子,苯胺(ANI)优先在二氧化硅粒子表面聚合,形成聚苯胺(PANI)包覆的二氧化硅复合粒子(SD/PANI).扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察表明,ANI用量较小时,在二氧化硅粒子表面形成均匀的PANI层,其厚度在10～60nm之间;ANI用量较大时,二氧化硅粒子表面有颗粒状PANI形成.紫外-可见光光谱(UV-VIS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,复合粒子表面PANI的氧化程度随ANI用量的减小有所下降.复合粒子表面的PANI对二氧化硅结合牢固,这种复合粒子能像纯PANI颗粒一样使冷轧钢(CRS)表面钝化,可以作为廉价的缓蚀剂用于防腐涂料.     

溶胶-凝胶法制备纳米复合永磁材料中溶液pH值的影响

用溶胶-凝胶法制备了纳米复合永磁材料FesmO3/Fe2O3,通过XRD、TG/DTG、SEM及VSM的表征,研究了溶液pH值对凝胶形态、焙烧温度和磁性能的影响.实验结果表明,溶液pH值对焙烧温度和样品相态有显著的影响,在低pH值分段焙烧时,可得纳米复合永磁材料FeSmO3/Fe2O3,当pH值升到7时,只能得到单相粉体FeSmO3.分段焙烧400℃、2h及650℃、1h后,得到平均粒径在30nm、软磁相与硬磁相发生强烈的交换耦合作用的纳米复合永磁材料,由于交换耦合作用使纳米复相具有优异于单相的磁性能.     

聚醋酸乙烯酯/二氧化硅杂化纳米纤维膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法将二氧化硅（SiO₂）溶胶加入到聚醋酸乙烯酯（PVAc）的丙酮溶液中形成杂化纺丝液,测试了纺丝液的表面张力、粘度、电导率,再采用高压静电纺丝法制备了PVAc/SiO₂杂化纳米纤维膜。结果表明,SiO₂的加入改善了纳米纤维膜的形貌特征,膜的断裂强力增大,但断裂伸长率却有所降低,而膜的热稳定性也得到了提高。     

灰岩中的游离二氧化硅的化学物相分析方法的探讨

介绍了灰岩中游离二氧化硅的化学物相分析方法,以热浓磷酸溶矿,氟硼酸解聚已溶出的硅酸,使游离二氧化硅与其他矿物分离,再用重量法进行测定。     

二氧化硅微球的制备与形成机理

在酯-醇-水-碱体系中以正硅酸乙酯为硅源、氨水为催化剂、乙醇为溶剂,采用改进的溶胶-凝胶法合成了二氧化硅球形颗粒。采用红外光谱、BET吸附曲线、扫描电镜等手段重点研究了正硅酸乙酯加料方式对二氧化硅粒径和形貌的影响。分析表明,采用正硅酸乙酯分步滴定法能提高二氧化硅微球的球形度、窄分布、单分散与致密性。同时,在反应温度25℃、正硅酸乙酯浓度0.12mol/L、氨浓度为15.0mol/L、去离子水浓度0.90mol/L、无水乙醇浓度2.35mol/L、pH值为9～12的条件下,获得了直径约200～250nm、粒径一致性约为0.5、分布偏差约为7.5%的球形二氧化硅单分散颗粒;研究和讨论了二氧化硅微球的形成机理。     

Ni/PS核壳结构纳米复合微球的制备及磁性能

采用乳液聚合法制备了纳米级聚苯乙烯微球,利用化学沉积法在微球表面镀镍,制备出了具有磁性的金属/高分子(Ni/PS)纳米复合微球。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和能量色散谱仪(EDS)分别对镀镍前后纳米微球的形貌结构、相组成、化学成分进行表征分析,用振动样品磁强计(VSM)测试了不同制备工艺条件下复合微球的磁学性能。结果表明,活化工艺、还原剂浓度、镀液pH值和温度对镀后复合微球的磁性能有显著影响。根据磁性能结果,优化工艺参数,制备了具有规则球形、单分散性好、粒径约为100nm、镀层完整、均匀的磁性Ni/PS核壳结构纳米复合微球,并获得最大的饱和磁化强度Ms=8.8764emu/g。     

Migration of Aluminum and Silicon from PET/Clay Nanocomposite Bottles into Acidic Food Simulant

Poly(ethylene terephthalate) (PET)/clay nanocomposite samples were prepared by melt blending PET and Cloisite 20A nanoparticles. A stretch blow‐moulding machine was used to produce bottles from neat PET and PET nanocomposite. Tests were performed on the migration of aluminum and silicon from PET nanocomposite bottles into acidic food simulant. The samples were stored at room temperature (about 25°C) and 45°C for time durations ranging from 7 to 90 days. A specific surface of sheets (prepared from PET/clay nanocomposite) immersed in acidic food simulant, and two‐sided migration of Al and Si was investigated. According to X‐ray diffraction analysis, the nanoclays show intercalated structure in the PET matrix. Transmission electron microscopy and atomic force microscopy micrographs displayed both intercalation and exfoliation morphology for PET/clay nanocomposites. Inductively coupled plasma was used to quantify amounts of Al and Si that had migrated into the acidic food simulant. It was observed that the migration process is dependent on storage time and temperature, and the molar ratio of aluminum and silicon in the acidic aqueous solution (Al/Si)_aq to the ratio in the solid phase of prepared nanocomposites (Al/Si)_solid was about 23% higher in the samples stored at 45°C. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.