乙酸酯化法表面改性纳米纤维素及其性能表征

在超声波辅助作用下,研究通过乙酸酯化法对纳米纤维素进行表面改性,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射透射电子显微镜(FETEM)等对其表面化学结构、晶体结构及宏观和微观形貌进行分析。研究表明:根据Fischer酯化反应原理,通过一步催化酯化法可制得功能化修饰纳米纤维素;修饰改性后的纳米纤维素(E-CNCs)和纳米纤维素(CNCs)形貌相同,均呈棒状,宽度在10～100 nm之间,酯化反应主要发生于无定形区,而对纤维素晶区结构破坏较小,仍有天然纤维素的特征结构,E-CNCs取代度为0.47时,结晶度仍能达到80.16%。     

芳纶表面改性研究进展

综述了近几年芳纶表面改性研究的新进展,包括高能物理法中的等离子体处理、超声波处理、γ射线处理,表面涂覆法,化学改性法以及最新的氟化处理法,并讨论了几种处理方法的优缺点和实用性。     

芳纶表面改性研究进展

简单回顾了芳纶的发展历史,阐述了表面涂层法、化学改性、物理改性等几种芳纶表面改性方法的研究现状,同时介绍了3种常用来表征纤维复合材料界面结合强度的方法,最后指出芳纶表面改性技术的发展方向。     

芳纶表面改性技术进展(三)——表面改性分析表征方法

对芳纶表面改性的分析表征方法进行了概述。主要介绍了傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)5种定性分析方法,以及测量比表面积、接触角、浸润速率、界面剪切强度(IFSS)、层间剪切强度(ILSS)、浸胶丝强度等6种定量分析方法。同时介绍了复合材料宏观试验方法、微复合材料试验方法、复合材料原位试验方法3种分析技术。最后指出,综合运用各种分析技术是目前解决问题的现实方法。     

碱式碳酸镁的表面有机改性及性能表征

利用湿法工艺改性碱式碳酸镁,研究了改性剂种类及用量、料浆浓度、改性温度和时间对接触角和活化指数的影响。借助接触角测量仪、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和扫描电子显微镜表征改性前后碱式碳酸镁的性能。结果表明:适宜的改性剂为硬脂酸钠,最佳改性工艺为料浆浓度50 g/L,改性剂用量4%(占碱式碳酸镁粉末的质量),改性温度75℃,改性时间50 min。在最佳条件下,改性粉体的接触角为130.9°,活化指数为99.97%。表面改性过程对碱式碳酸镁的物相组成、化学结构、热分解和形貌没有明显影响。硬脂酸钠改性碱式碳酸镁的实质主要是硬脂酸钠中亲固基与碱式碳酸镁表面发生物理吸附,其疏水基朝外,从而使得碱式碳酸镁表面由亲水性变为疏水性。     

海藻酸的疏水改性及其性能表征

海藻酸与辛胺反应合成疏水的海藻酸辛酰胺,对其进行1H-NMR、元素分析等表征。分析海藻酸接枝后溶液表面张力的变化;研究不同接枝率、p H对海藻酸辛酰胺临界缔合浓度的影响;并以疏水改性的海藻酸作囊材,制备高效氯氟氰菊酯微胶囊。结果表明:疏水改性后海藻酸溶液表面张力减小;随着接枝率、体系p H增加,海藻酸辛酰胺临界缔合浓度下降;通过乳化凝胶技术,制得平均粒径12.86μm的疏水海藻酸衍生物微胶囊。     

杂环芳纶纤维及其表面改性

评述了俄罗斯Apmoc纤维的应用研究进展；详述了Apmoc纤维的生产工艺、结构、性能及其表面改性的研究成果；概述了国产芳纶的发展现状。     

芳纶表面物理改性的研究进展

综述了近几年用于芳纶表面改性的物理方法的研究进展,重点介绍了表面涂层、等离子体处理、γ射线处理、超声波处理、紫外线辐射和超低温处理等改性方法的研究现状及优缺点,并对芳纶表面改性的发展趋势进行了展望。     

沉淀法白炭黑的表面改性及其性能研究

以水玻璃和硫酸为原料通过化学沉淀法结合喷雾干燥技术制备了白炭黑,并在制备过程中利用聚乙二醇(PEG-6000)和正丁醇对白炭黑进行有机湿法改性.采用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、Fourier红外光谱分析等对改性前后样品的结构、形貌及性能进行了表征.主要研究改性剂对白炭黑分散性的影响.结果表明:白炭黑经改性后团聚现象大大改善,一次粒子大小在20nm左右,喷雾干燥颗粒主要分布在10～40 μm.改性后白炭黑表面生成硅甲基(Si-CH),硅羟基(Si-OH)含量减少,疏水性增强,吸油值(DBP值)从2.1 mL·g-1增加到3.1 mL·g-1.改性使白炭黑的分散性能提高,其中正丁醇改性使WK-系数从3.67降低到2.66.     

氧化锌晶须表面改性及表征

采用湿法表面化学改性法，用硅烷和钛酸酯偶联剂对氧化锌晶须(ZnOw)进行了表面改性；考察了溶剂、pH值、温度及分散时间对硅烷类偶联剂改性效果的影响，采用活化指数、接触角以及傅立叶变换红外光谱对改性结果作了表征。同时将改性后的ZnOw填充到线性低密度聚乙烯(LLDPE)中，测试了复合材料的机械性能。实验结果表明，硅烷和钛酸酯偶联剂均能用于ZnOw的表面改性，其最佳改性条件不同，获得最佳改性效果的偶联剂用量也不同。经ND-42改性的ZnOw填充到LLDPE中，复合材料的弯曲强度大幅度提高。     

纤维素纳米晶表面功能化改性及其性能研究

采用原位溶剂交换且绿色环保的方法将L-苹果酸(MA)对纤维素纳米晶(CNC)进行表面改性,制备一种酯化CNC。通过红外光谱(FT-IR)和13C核磁共振(13C-NMR)证明了L-苹果酸成功的接枝到了CNC的表面;X-射线衍射(XRD)和热重(TGA)分析表明,L-苹果酸未破环CNC的晶体结构,且CNC的热分解温度由185℃上升到224℃,改性后CNC的热稳定性得到了提高。同时,也初步探讨和分析其对聚乙烯醇(PVA)基体性能影响。     

杨木纤维表面改性及其HDPE复合材料性能研究

利用过氧化物作为引发剂,加入马来酸酐偶联把聚乙烯蜡接枝到杨木纤维表面上。接枝前后木纤维的红外光谱和色散自由能的显著变化证实了接枝反应的发生,并通过一系列实验计算了反应的接枝率;随着反应温度的提高,接枝率呈上升趋势,在170％以上变化趋势变缓。与未改性的木纤维相比,改性后木纤维填充HDPE复合材料的力学性能有较大提高,其拉伸、弯曲、冲击强度可分别提高34．9％,29．2％和8．8％,但随着聚乙烯蜡接枝量的增大,材料力学性能又有所下降。扫描电镜照片显示改性木纤维在基体中分散更均匀,界面结合良好。     

高锰酸钾对芳纶的表面改性研究

利用高锰酸钾在强酸性条件下具有氧化性的特性对芳纶进行表面改性,采用正交实验探讨了硫酸浓度、高锰酸钾含量、处理温度和处理时间对芳纶力学性能的影响,采用扫描电子显微镜和生物显微镜观察处理前后芳纶的表面形貌。结果表明:最优工艺为硫酸质量分数10%,高锰酸钾浓度5g/L,处理温度为30℃,处理时间35min。改性后的芳纶强度损失不大,表面产生线状刻蚀,粗糙度提高。     

对位芳纶表面改性的最新研究进展

介绍了聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(又称对位芳纶)的表面改性技术及其研究进展。对位芳纶的表面改性方法分为物理改性和化学改性,其中,化学改性包括表面刻蚀、表面接枝、共聚改性等方法,物理改性包括等离子体处理、表面涂层、γ射线辐射、超声浸渍处理、紫外辐照等方法。指出了对位芳纶表面改性的未来发展方向是实现无损改性和工业化在线处理。     

芳纶Ⅲ表面接枝改性的研究

为改进芳纶Ⅲ增强树脂复合材料的层间剪切性能,采用1,6-己二异氰酸酯(HDI)对芳纶Ⅲ进行表面接枝改性处理;通过正交实验方法讨论了不同处理条件对芳纶Ⅲ复合材料层间剪切强度的影响;并对改性前后纤维的表面结构形貌及浸润性能进行表征。结果表明:最佳的接枝改性条件为HDI与催化剂质量比100∶1,反应时间24 h,反应温度20℃;芳纶Ⅲ经表面接枝处理后,纤维表面出现凸棱与凹槽,且接枝了活泼的—NH2基团,纤维与环氧树脂的接触角由处理前的73.6°减小至45.2°,芳纶Ⅲ对树脂的浸润性提高,从而提高其复合材料的层间剪切强度。     

对位芳纶表面的氧化改性研究

针对对位芳纶极性差、表面光滑、与树脂材料黏合性差的问题,通过利用重铬酸钾-浓硫酸氧化体系对对位芳纶进行氧化改性试验及分析,研究改性前后对位芳纶的力学性能及表面形态变化情况。采用模糊数学分析法对试验数据进行分析处理,并通过红外光谱分析、扫描电镜观察纤维外观形态变化情况,从而得出对位芳纶表面氧化改性的最佳工艺为:重铬酸钾质量浓度7.5 g/L,浓硫酸质量分数10%,温度40℃,时间30 min。     

硅烷偶联剂改性芳纶的性能测试

采用硅烷偶联剂对芳纶进行改性,然后用傅里叶红外光谱仪、单一纤维接触角测试仪和X射线衍射仪对改性前后的芳纶进行测试、观察并分析。结果显示:红外光谱分析表明芳纶的改性发生在纤维的表面,并没有对纤维大分子产生明显破坏;接触角测试表明改性后芳纶的接触角变小,说明KH550硅烷偶联剂可改善芳纶的亲水性;X射线衍射测试表明芳纶结晶度有所下降,可以更好地与树脂黏结。     

钛白粉表面的有机改性及表征

通过钛白粉表面改性处理可实现钛白粉表面由亲水性改变为亲油疏水性,最终得到了一种在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材中分散稳定的钛白粉。采用单一变量分析方法,研究了表面活性剂的种类、表面活性剂的添加量、改性时间和表面活性剂的加入方式等因素对改性钛白粉分散效果的影响,并将表面处理后的钛白粉加工成PET母粒,对母粒进行过滤压力值测试。实验结果显示,采用蠕动泵滴加的方式,加入质量分数为3%钛白粉的硬脂酸,反应时间20 min,最终可以得到分散性较好的钛白粉,且质量分数为3%硬脂酸改性钛白粉对PET基材的老化无明显的促进作用。     

表面改性纳米氧化锌的制备及其性能表征

通过均相化学沉淀法,在合成纳米氧化锌的同时对其进行表面改性。对合成产物进行了XRD、TEM和TGA等性能表征;比较不同加料方式、分散剂对氧化锌粒径的影响,分析讨论了分散剂可能的分散作用机理。在最优化条件下得到粒径为6nm~25nm之间粒径分布均匀的纳米氧化锌,且得到的纳米粉体基本上不存在团聚现象,分散性好。