PMMA/纳米SiO2纳米复合材料的制备和界面研究

用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2进行修饰改性,采用原位分散聚合法制备了PMMA/纳米SiO2纳米复合材料,用溶解实验、力学性能、SEM和DMA等方法对纳米SiO2粒子和PMMA基体之间的界面相容性进行了表征和研究,由拉伸强度计算出来界面相互作用参数B.结果表明:SiO2在基体中可能起到了交联点的作用;改性后的氧化硅与聚合物基体形成强的界面结合;随着纳米粒子含量的增加,粒子和聚合物基体之间有效的界面相互作用越强.     

纳米SiO_2/交联聚苯乙烯复合材料的合成及性能

以气相纳米二氧化硅为填料,交联聚苯乙烯(CLPS)为基体,采用原位本体聚合法制备了不同二氧化硅含量的SiO_2/CLPS复合材料,并利用透射电镜、红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析和动态力学分析等技术对材料微观结构、热性能和介电性能进行了研究。结果表明,SiO_2质量分数不超过2%时,SiO_2颗粒以5~7 nm的粒径均匀地分散于交联聚苯乙烯基体中,聚合物基体与SiO_2产生较强的界面作用,形成了介电性能优异的纳米复合材料,介电常数和介电损耗分别保持在2.48~2.50和(4~8)×10-4之间;随着SiO_2含量进一步增加,材料的介电损耗显著增大,复合材料动态储能模量和玻璃化转变温度随SiO_2含量增加呈先上升后下降的趋势,在SiO_2质量分数为2%时达到最高,复合材料的玻璃化转变温度较纯CLPS有明显提高。     

纳米粒子改性聚甲基丙烯酸甲酯的制备及应用

本文主要论述了用纳米粒子SiO2 、TiO2 及石墨、蒙脱土等改性PMMA的方法以及表征手段和材料的用途及展望 ,纳米改性PMMA赋予PMMA很好力学、光学及导电性能。     

稻壳SiO_2/环氧树脂纳米复合材料的热性能研究

将稻壳用10%的盐酸处理后在600℃焚烧得到纯度为99.3%,比表面积为212g/cm2的SiO2,经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50nm。将改性后的稻壳SiO2与EP复合,对SiO2/EP纳米复合材料的热膨胀过程进行了详细的研究。结果表明:稻壳SiO2的加入,能有效降低SiO2/EP纳米复合材料的热分解性能,其降低量随稻壳SiO2含量增加而增加。纳米复合材料在玻璃态(30℃≤T≤140℃)以及在大于180℃的橡胶态,热膨胀系数随温度变化不大,而在玻璃态与橡胶态的过渡区,材料随温度升高出现收缩。进一步研究发现材料的热循环次数对纳米复合材料的热收缩现象影响较大,热循环次数的增加能消除降低材料在升温过程的中的收缩现象,并有效降低材料的热膨胀系数。     

纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的制备方法与性能关系

采用超声分散、机械剪切搅拌和纳米SiO_2粒子表面处理等多种分散工艺,制备了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料。采用SEM、电子拉力机、粘弹谱仪和脉冲声管测试系统分别研究了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的微观结构、拉伸性能、动态力学性能和水声性能。结果表明,超声波分散法以及预处理法能够将纳米SiO_2粒子均匀分散在环氧树脂基体中,并且SiO_2粒子呈纳米尺度分布在环氧基体中。相对纯环氧树脂材料,纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的拉伸强度提高了5%—30%,伸长率提高了2%—14%;储能模量随纳米SiO_2粒子的加入与均匀分散而提高,损耗因子则略有下降;吸声系数相对纯环氧树脂材料提高了6—10倍;而且纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的常规力学性能、动态力学性能以及水声性能受纳米粒子的分散效果影响明显,分散越均匀,变化越大。     

乳液共混法制备纳米SiO_2/BIIR复合材料及其性能研究

采用溶液乳化法制备出了溴化丁基胶乳,并通过乳液共混法制备纳米SiO2/溴化丁基橡胶(BIIR)复合材料。结果表明,改性的纳米SiO2可以很好的分散在溴化丁基橡胶胶乳(BIIRL)中;通过涂布成型硫化后,纳米SiO2/BIIR复合材料具有良好的物理性能,其断裂伸长率、拉伸强度和拉伸断裂应力都得到了较大提高;在SiO2用量很少的情况下,气密性得到了显著的提高。     

偶联剂对EVOH/纳米SiO_2复合材料结构与性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560、KH570和KH8431对纳米SiO2进行表面改性,采用熔融共混法将未改性和改性纳米SiO2(5%(质量分数)SiO2)与EVOH共混制成复合材料,并吹塑成薄膜。利用FT-IR、TEM、SEM对不同偶联剂处理的纳米SiO2和复合材料的结构进行表征,并对复合材料的流变性能、阻隔性能、力学性能、耐热性能和透明性进行了表征。结果表明,纳米SiO2与4种偶联剂均形成化学键合,改性纳米SiO2比未改性纳米SiO2在EVOH中分散性好,加工时熔体的流动性更好。用KH550处理的纳米SiO2在EVOH中分散性最好,与EVOH能形成较大界面相互作用力,与EVOH/未改性纳米SiO2复合材料相比,EVOH/改性纳米SiO2复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高17.2%和136%,透湿、透氧系数分别下降11.2%和9.5%,透光率达到74.9%,雾度为14.9%。     

聚苯乙烯改性纳米SiO_2/低密度聚乙烯接枝聚苯乙烯复合材料的制备及表征

为制备接枝聚乙烯与SiO2的复合材料,赋予其新的特殊性能,首先,通过预辐照和悬浮接枝技术制备了低密度聚乙烯接枝聚苯乙烯(LDPE-g-PS),通过表面接枝制备了PS改性纳米SiO2(PS@nano-SiO2);然后,将LDPE-g-PS与PS@nano-SiO2熔融共混,制备了PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料;最后,利用FTIR、SEM、DSC和电子拉力机等对材料的结构及性能进行了研究。结果表明:PS已经分别接枝到LDPE和纳米SiO2上;在PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料中,SiO2在LDPE-g-PS内达到纳米级分散,并形成独特的纤维状网络结构;2wt%PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的冲击强度比LDPE-g-PS提高了99.3%;与LDPE-g-PS相比,PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的结晶温度升高,击穿场强比LDPE的高1.4倍。所得结论表明PS@nanoSiO2/LDPE-g-PS复合材料的性能较好。     

EVA/SiO2纳米复合材料的制备与性能研究

采用一步法制备出 EVA/SiO2 纳米复合材料,利用 FESEM、FTIR、SEM 等测试手段表征纳米SiO2 微粒在 EVA 基体中的分散性,并研究其力学性能及流变性能。结果表明 SiO2 微粒以 30~40nm 左右的粒径分散于EVA基体之中,并与 EVA形成化学键合结构,断裂时呈现脆韧双重断裂特征。当纳米SiO2 填充量为1%时,拉伸强度与断裂伸长率分别提高16.1%与11.7%,并以该含量处为转折点先提高后降低。纳米SiO2 微粒填充量在1%~3%范围内,复合熔体的表观粘度低于纯 EVA,熔点变化较少,加工流动性得到改善。     

木质素／纳米SiO2复合材料的制备及其应用

采用高沸醇（HBS）木质素制备得到了HBS木质素／纳米SiO2复合材料。对产物进行红外光谱、透射电镜分析，可以明显看出材料复合后的特征，表明木质素／无机纳米复合材料的制备是可行的。把木质素／纳米SiO2复合材料作为橡胶的补强剂应用于乙丙橡胶。实验发现，HBS木质素／纳米SiO2复合材料添加到橡胶中可提高胶料的断裂伸长率，从165％提高到229％，但拉伸强度略有降低。     

乙烯醋酸乙烯酯共聚物与纳米SiO2颗粒复合物的制备方法研究

采取熔融共混方法制备乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和纳米SiO2颗粒的复合体系.通过力学性能测试和材料断面的形貌分析,选取最佳的分散工艺后,进一步表征纳米SiO2在基体中的分散状态及复合物的结构变化.结果表明,3种工艺都能不同程度提高复合物的力学性能,其中一步法对力学性能贡献最大,当纳米SiO2含量为1%时,其复合物的力学性能提高最多.此外,纳米SiO2微粒在EVA基体中的分布粒径＜100nm,纳米SiO2与乙烯基三乙氧基硅烷、EVA之前形成了新的键合结构.     

PEEK与纳米SiO_2填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

通过机械共混、冷压成型、烧结的方法制备聚醚醚酮(PEEK)与纳米Si O2颗粒共同填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料试样。利用MRH-3型环-块摩擦磨损实验机对不同配方比例的复合材料在不同实验条件下进行摩擦学性能实验。利用扫描电镜对试样磨损后的摩擦表面形貌和钢环表面的转移膜进行观察和分析。结果表明,填充5%PEEK的PTFE复合材料的摩擦系数达到最低值;10%PEEK/PTFE复合材料中添加不同体积比的纳米Si O2填料可以显著地降低材料的体积磨损率,其中5%Nano-Si O2/10%PEEK/PTFE复合材料的体积磨损率最小;载荷和速度的变化对Nano-Si O2/PEEK/PTFE复合材料的摩擦磨损性能的影响显著,而环境温度的变化对该复合材料的摩擦系数与磨损率的影响不明显。     

聚丙烯酸酯-聚乙烯醇-纳米SiO_2超亲水涂层

通过水热法制备了具有交联结构的聚丙烯酸酯(PAAS)-聚乙烯醇(PVA)-纳米SiO2有机无机复合乳液,并将该乳液通过提拉在玻璃基底和PET膜上构建了性能稳定、透明的亲水涂层。研究了乳液中纳米颗粒掺入量对涂层表面形貌、润湿性和透光率的影响,结果表明,随着纳米粒子掺入量的增加,涂层亲水性随之增大,而透过率随之下降。当PVA含量为0.25wt%,PAAS、PVA和SiO2的质量比为1∶2.5∶10时,涂层亲水性长效稳定,一个月时间内接触角保持在5°左右,在500~760nm波长范围内透过率超过78.68%,硬度达到HB。常温聚丙烯酸酯-聚乙烯醇-纳米SiO2亲水涂层具有稳定的耐水性和良好的抗结霜和快速除霜性能。     

纳米SiO2/苯丙乳液的合成及其乳胶漆的研制

纳米SiO2 存在下 ,以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸聚合成乳液 ,然后制备出乳胶漆。对制得的乳液及其涂料进行了测试实验 ,并讨论了纳米SiO2 用量对乳液及涂料性能的影响。     

纳米SiO2/环氧树脂金刚石磨块的制备与性能

以液态环氧树脂为结合剂、金刚石为磨料、纳米SiO₂为增强材料, 采用浇注法制备了金刚石磨块, 并研究了其性能。结果表明: 促进剂与成型料的总质量比0.25%、固化工艺为130℃/4 h+160℃/2 h时, 磨块可获得较好的固化效果; 金刚石表面经过硅烷偶联剂或镀Ni处理均可提高磨块的耐磨性, 磨削比分别提高15.0%和32.5%; 添加经硅烷偶联剂改性后的纳米SiO₂可均匀分散于磨块体系中, 起到质点增强的作用, 且其质量分数为4%时, 磨块的抗弯强度和洛氏硬度最大, 分别达到106 MPa和HRB 56。     

PMMA／TiO2-SiO2高分子杂化材料的制备与表征

用溶胶凝胶法和共混法相结合的方法制备了PMMA/TiO2-SiO2高分子杂化材料。并用傅里叶红外光谱(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)等测试方法对所得复合微粒进行了表征。结果表明,TiO2-SiO2复合粒子呈核-壳结构,具有Ti-O-Si网络;该核壳结构可均匀地分散在聚甲基丙烯酸甲酯中,形成PMMA/TiO2-SiO2高分子杂化材料。与纯的聚合物材料相比,PMMA/TiO2-SiO2高分子杂化材料有较好的热稳定性、优良的紫外屏蔽和可见光透过特性。     

不同结晶性能聚合物/纳米SiO2复合材料的制备与阻隔性能

选取3种偶联剂(KH550、KH560和KH570),将纳米SiO2进行改性,并采用熔融共混法分别与4种结晶性能不同的聚合物(HDPE、PP、PVC和PC)共混制备了一系列纳米复合材料(0～5%(质量分数)SiO2),并吹塑成薄膜。采用红外光谱(IR)、差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对纳米SiO2和复合材料的结构进行了表征,并对复合材料的力学性能、阻隔性能等进行了表征。结果表明,纳米SiO2与偶联剂均形成化学键合,改性后的纳米SiO2在各聚合物中分散较好,且在聚合物中起到异相成核的作用。在相同纳米SiO2含量下,SiO2对结晶性能不同的聚合物的结晶改善情况有差异,且纳米SiO2的异相成核作用在结晶性聚合物中更为明显,能使复合材料的结晶更为完善,结晶性能的改变与复合材料的阻隔性能能够形成一定关系。     

PMMA/SiO2复合气凝胶的研制

利用溶胶-凝胶技术和超临界干燥技术,制备了PMMA/SiO2复合气凝胶,并对气凝胶样品进行了表征。     

纳米SiO2/蓖麻油封端聚氨酯/环氧树脂复合体系的合成及表征

采用活性稀释剂的环氧基团与纳米SiO2反应这种新型的改性方法,达到对纳米SiO2的表面改性、防止团聚等目的;以环氧树脂(E44)和缩水甘油(glycidyl)同时对蓖麻油聚氨酯预聚体进行封端,与TDE-85环氧树脂共混,组成纳米SiO2/蓖麻油聚氨酯/环氧树脂的复合体系。采用FT-IR、TGA、SEM和万能试验机对体系的相关性能进行表征并采用DMA对体系的阻尼性能进行了测试,结果表明,与传统的蓖麻油聚氨酯/环氧树脂体系相比,这种新型的纳米SiO2/蓖麻油聚氨酯/TDE-85的复合体系具有更加优异的热性能和力学性能,断面形貌显示体系相容性好且纳米SiO2没有发生团聚;加入改性后的纳米SiO2后,提高了复合体系的阻尼性能,随着改性后纳米SiO2的量不断增加,体系的阻尼性能也不断增强。