EVA/TiO2纳米复合材料的制备与性能研究

采用一步法制备出EVA/TiO2纳米复合材料,利用FESEM、FTIR、SEM等测试手段表征纳米TiO2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,TiO2微粒以20～60 nm的粒径分散于EVA基体之中,并与EVA形成化学键合结构,断裂时脆性转变为韧性.当纳米TiO2填充量为5%时,拉伸强度提高22.6%,纳米TiO2填充量为1%时,断裂伸长率提高10.1%.本实验中制备的纳米复合熔体表观粘度低于纯EVA,熔点变化较少,有效改善了加工流动性.     

EVA/纳米TiO2复合体系的制备工艺对力学性能及分散状态的影响

详细研究了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和纳米氧化钛(nano-TiO2)复合体系的制备工艺对力学性能、分散状态的影响.研究表明,如果把乙烯基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂)作为一个组分,直接与基体EVA及分散相纳米TiO2进行混合,更有利于纳米粒子在基体中的分散.在该复合体系中,纳米TiO2与乙烯基三乙氧基硅烷达到了协同增韧EVA的目的,同时,纳米TiO2具有补强作用,当复合体系的组成为EVA/纳米TiO2=95:5时,对EVA的改性效果最佳.     

EVA/Al2O3纳米复合材料的制备方法与力学性能、结构研究

采用熔融共混方法制备直接分散、一步法分散、二步法分散三种不同工艺的EVA/纳米A l2O3复合材料,并研究其力学性能,从中选取性能最佳的分散方式进一步表征纳米A l2O3在基体中的分散状态及结构。结果表明,三种复合体系的力学性能均得到提高,其中一步法复合体系在纳米A l2O3含量为1.5%时综合性能最佳,其拉伸强度与断裂伸长率分别提高了25.4%和12.1%。此外,A l2O3微粒是以20nm左右的粒径分散于EVA基体中,并与EVA形成了化学键合结构。     

EVA/纳米TiO2复合材料的性能及其数值模拟

采用一步法制备EVA/TiO2纳米复合材料,应用FESEM和SEM方法研究分散状态和断面形貌,并测试纳米复合材料的力学性能。进一步利用均匀化理论和有限元相结合的方法模拟EVA/TiO2纳米复合材料的有效性能。结果表明:纳米TiO2微粒在EVA基体中分散良好,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量均有所提高,起到了增强增韧作用;填充圆形和方形TiO2颗粒的复合材料有效性能,均随填充量的增加而增加;同一填充量时,填充颗粒为方形的大于填充颗粒为圆形的材料的有效性能;等效弹性模量与实验所得的结果基本趋势一致,圆形颗粒的计算结果更接近实验结果。     

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。     

聚乙烯醇缩丁醛/纳米TiO2复合材料的制备及性能研究

制备了不同聚乙烯醇浓度的聚乙烯醇缩丁醛(PVB),利用偶联剂和超声波分散法对纳米TiO2进行了表面处理,用共混法制备了PVB/纳米TiO2复合材料.采用FT-IR、XRD、SEM等测试手段表征了复合材料的红外吸收性能、光学性能、结构和微观形貌,测试了复合材料的力学性能.结果表明:由于纳米TiO2粒子的加入,复合材料的韧性得到明显提高,其断裂伸长率为纯PVB的6～8倍左右,同时使PVB/TiO2纳米复合材料具有良好的紫外线屏蔽性能.该材料的制备方法简便、易于操作,具有一定的工业应用前景.     

环氧树脂／纳米TiO2复合材料的制备与性能研究

以纳米TiO2和聚苯胺包覆纳米TiO2后的颗粒作为增强组分，通过溶液共混法制备环氧树脂基纳米复合材料。IR结果表明，纳米TiO2颗粒表面舜口聚苯胺之间存在强烈的相互作用：这种包覆后的纳米粒子作为填料，能提高其与基体环氧树脂的界面相容性，使其能均匀地分散在环氧树脂基体中，在添加量为3％（质量分数，下同）时，拉伸强度比纯的环氧树脂提高了39．3％。     

改性纳米TiO2/环氧-聚氨酯三元复合材料的制备及性能研究

油酸改性的纳米TiO_2与一定量二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和环氧树脂(E51)等充分反应,得到的乳液通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段进行表征和分析,证实了改性纳米TiO_2成功接枝到环氧-聚氨酯共聚物分子链上形成了稳定的三元复合材料。结果表明:三元复合材料的稳定性能好,涂膜的耐水性能和力学性能强,当TiO_2质量含量为0.8%时,复合涂膜的铅笔硬度最高达3H,拉伸强度最高达12.3MPa,涂膜的抗紫外、抗老化性能亦有明显提高。     

LLDPE/ZnO纳米复合材料的制备工艺优化与性能

采用两种方法优化LLDPE/ZnO纳米复合材料的工艺参数,选取性能最佳的工艺条件制备样本,进一步应用FES-EM和SEM方法研究分散状态和断裂形貌,并测试纳米复合材料的力学性能。研究发现,正交实验、神经网络和遗传算法三者相结合的优化方法比单纯的正交实验分析的优化方法更佳;纳米ZnO微粒在线性低密度聚乙烯(LLDPE)基体中能够发挥纳米效应,促进复合材料的脆韧转变过程,起到了增强增韧的作用;拉伸强度、断裂伸长率均有所提高。纳米ZnO填充量为3%时,拉伸强度提高最大;纳米ZnO填充量为5%时,断裂伸长率提高最大。     

纳米TiO2/聚乳酸复合材料的制备和表征

采用原位聚合的方法制备了有机化处理过的纳米 TiO 2粒子质量分数分别为 1 wt %、3 wt %、5 wt %和10 wt %的 4种纳米 TiO 2/聚乳酸复合材料。SEM结果表明 , 当纳米 TiO 2粒子质量分数较低时 , 纳米 TiO 2在聚乳酸基体中呈现均匀稳定分散 , 而质量分数较高时则发生团聚。通过力学和热学等性能测试发现复合材料的最大热分解温度、 玻璃化转变温度和力学性能相对于聚乳酸有较大幅度提高 , 其中纳米 TiO 2的质量分数为 3 wt %时改善效果最明显 , 其最大热分解温度、 玻璃化转变温度分别比聚乳酸提高了 25. 3℃和 4. 9℃, 拉伸强度、 断裂伸长率和弹性模量分别提高了 83. 6 %、 6. 73 %和 129. 4 %。     

纳米TiO2和SiO2填充EVA复合材料的结构与性能

采用一步法制备出EVA/纳米T iO2及EVA/纳米S iO2复合材料,研究纳米微粒在EVA基体中的分散性、结构变化及对力学性能、流变性能的影响。结果表明,加入的纳米微粒粒径越小,纳米粉体在基体中的分散就会更加均匀,分散微粒的粒径也会更小;纳米微粒和硅烷偶联剂之间,硅烷偶联剂和EVA之间会形成一定的键合结构。适量的纳米微粒能够改变断裂机理,有效地提高材料的力学性能,降低熔体的表观黏度,从而改善加工流动性。     

纳米二氧化钛抗菌包装用纸的性能研究

目的研究不同种类以及不同质量分数的纳米TiO_2抗菌剂对包装用纸抗菌效果和物理力学性能的影响。方法向抗菌纸表面涂布纳米TiO_2抗菌剂悬浮液,并进行干燥处理,再进行抗菌性能及物理力学性能测试,研究纳米TiO_2对抗菌纸抗菌性能和物理力学性能的影响。结果纳米TiO_2抗菌纸对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有抑制作用,不同种类的纳米TiO_2抗菌纸达到最佳抗菌效果的浓度值不同;此外,纳米TiO_2抗菌剂对于纸张的白度、耐折度、撕裂度和耐破度无显著影响。结论纳米TiO_2抗菌纸在保持原有物理力学性能的基础上,可有效抑制细菌的繁殖生长,可作为具有抗菌效果的包装用纸推广使用。     

改性硬硼钙石/EVA复合材料的力学和阻燃性能研究

采用湿法对硬硼钙石粉进行表面改性,改性粉体的X射线衍射、红外光谱及接触角测试表明粉体表面获得了良好的修饰,疏水性大幅提高,接触角达到131.5°.在乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)中添加不同量的改性硬硼钙石粉体,研究了粉体填充量对EVA复合材料力学性能和燃烧性能的影响.TG-DTG热分析表明,添加硬硼钙石可降低EVA的分解率,提高树脂体系的分解温度.EVA复合材料的力学性能和燃烧性能测试表明:(1)当粉体填充量为30％时,对EVA复合材料体系的力学性能影响较小,有一定的阻燃性能,平均拉伸强度为11.07MPa,平均断裂伸长率达到784.9％;(2)当粉体填充量为40％时,阻燃性能较好,平均断裂伸长率为785.2％.     

Ni-纳米TiO2复合电镀层的制备与性能研究

用电镀的方法制备出Ni-纳米TiO2复合电镀层,讨论了表面活性剂、阴极电流密度、搅拌速率等对复合镀层硬度的影响并分析了纳米TiO2的加入对复合镀层硬度、耐蚀性的影响情况.结果表明,与纯镍镀层相比,Ni-纳米TiO2复合电镀层的硬度可提高90～190 HV;添加阳离子表面活性剂分散纳米TiO2所得复合镀层硬度最高,说明阳离子表面活性剂有利于纳米TiO2-Ni复合电沉积.浸泡试验表明,在硝酸溶液中复合镀层的腐蚀速率高于纯镍镀层的腐蚀速率,但远低于未镀覆钢板的腐蚀速率;极化曲线表明,与纯镍镀层相比,复合镀层的自腐蚀电位没有显著提高.说明在复合镀层中添加纳米TiO2不能改善其耐蚀性.     

水基纳米TiO_2复合相变材料的制备及性能

针对水作为冷藏保鲜领域常见的蓄冷剂存在相变时过冷度大、导热系数小的现象,研制了一种以水作为基液,添加纳米粒子及分散剂的复合相变材料,该材料配方质量比为水+0.7%纳米二氧化钛(TiO_2)+1.0%十二烷基苯磺酸钠(SDBS),相变温度为0.216℃,相变潜热为353.1 k J/kg。在水中加入纳米TiO_2使水在相变过程的过冷度降低了5~6℃,且导热系数较基液提高了62.7%,从0.598 8 W/(m·K)升至0.974 5 W/(m·K);同时添加分散剂SDBS,改善了水基纳米TiO_2的沉降问题,提高了材料的稳定性,防止相分离。结合理论与实验,总结分析了纳米TiO_2与分散剂SDBS不同质量比的水基纳米复合相变材料的热性能,确定纳米TiO_2与分散剂SDBS在水中的最佳质量添加比为7∶10。通过最优例材料静置后的颜色观察和导热系数测试,表明纳米TiO_2在水中具有良好的分散稳定性。     

磁性纳米TiO2／NiFe2O4光催化复合材料的制备及表征

采用均匀沉淀法在磁性NiFe2O4表面包覆TiO2,制备了一种新型纳米TiO2／NiFe2O4光催化复合材料。通过改变Ti和Ni物质量之比确定了复合材料最佳钛镍比,用X射线衍射、透射电镜、UV—vis漫反射、BET、TG—DSC、磁力学测试等手段对复合材料进行了表征,以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价样品的光催化性能：该复合材料在光照2h后,甲基橙的脱色率可达98．5％,是一种在可见光范围内有响应、便于回收、可重复使用的高效光催化剂。