硅溶胶对丙烯酸酯乳液改性的影响

由正硅酸乙酯(TEOS)催化水解制得硅溶胶,通过半连续种子乳液聚合法制备了SiO2/丙烯酸酯复合乳液,采用FT-IR、SEM、TEM、TG对共聚物结构及乳胶膜形态进行表征,探讨了适合于乳液聚合的硅溶胶制备工艺条件及不同原料配比下硅溶胶对聚合反应稳定性及乳液性能的影响.结果表明:原料最佳配比下所制得硅溶胶为浅乳白色带蓝光,乳液聚合稳定性最好.且乳液各项性能最佳,涂膜吸水率仅为14.43%.     

纳米SiO_2/UP复合材料的力学性能和热性能研究

通过熔融共混、模压成型方法,制备了纳米二氧化硅(SiO2)/不饱和聚酯(UP)复合材料,研究了纳米SiO2含量对复合材料的力学性能、动态力学性能和热膨胀性能的影响,采用SEM观察了复合材料的磨损面形貌。结果表明:当纳米SiO2含量为2.5%时,SiO2/UP复合材料的冲击强度和弯曲强度比纯UP分别提高了28.57%、8.43%;当纳米SiO2含量为3.5%时,SiO2/UP复合材料的玻璃化转变温度比纯UP提高了16℃;当纳米SiO2含量为0.5%时,SiO2/UP复合材料的热膨胀系数为41.367×10-6K-1;加入纳米SiO2后,SiO2/UP复合材料的磨损机理主要表现为磨粒磨损和黏着磨损。     

UPR/GF/纳米SiO2复合材料的摩擦学性能和力学性能研究

采用手糊成型室温固化的方法制备纳米SiO2/玻璃纤维(GF)布混杂增强不饱和聚酯树脂(UPR)复合材料,并对UPR复合材料的摩擦学性能和力学性能进行了研究。结果表明,加入纳米SiO2和GF布能大幅提高复合材料的摩擦学性能和力学性能。当复合材料中纳米SiO2含量分别为0.5%(质量分数,下同)和1%时,复合材料的耐磨性分别是纯UPR的5.3倍和3.1倍,拉伸强度是纯UPR的5.8倍和5.1倍,弯曲强度是纯UPR的3.9倍和3.2倍左右。在实验条件下,以含量为0.5%纳米SiO2和GF布混杂填充UPR复合材料的改性效果最好。扫描电镜分析表明,纯UPR的磨损机理是黏着磨损,复合材料磨损机理主要表现为黏着磨损和磨粒磨损。     

TESPT改性纳米SiO_2原位补强NR的研究

控制制备工艺条件,Na2SiO3·9H2O与HCl在助剂作用下,先制备出改性的纳米SiO2乳液,再与天然胶乳共混共凝制备纳米SiO2/天然橡胶(NR)复合材料,采用红外光谱(IR)、高分辨透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和动态力学测试仪(DMA)等现代分析仪器研究不同用量的硅烷偶联剂双(γ-三乙氧基硅丙基-)四硫烷(TESPT)原位改性纳米SiO2对纳米SiO2/NR复合材料力学性能及其结构的影响。结果表明,TESPT的水解羟基与纳米SiO2粒子表面羟基发生化学反应,其最佳用量为纳米SiO2质量的15%,制备的纳米SiO2/NR复合材料具有优异的力学性能。     

二氧化硅形态对有机-无机复合弹性乳液涂膜性能的影响

采用预乳化、半连续种子乳液聚合法为聚合工艺,利用无机二氧化硅改性纯丙烯酸酯弹性乳液,使之兼有有机相和无机相的优点,制备有机-无机复合弹性乳液。分别选用3种不同形态的二氧化硅(纳米二氧化硅粉体、硅溶胶、正硅酸乙酯和A-151)进行对比试验,考察了二氧化硅形态对聚合物膜力学性能、吸水率、光学性能、耐热性等性能的影响。结果表明:二氧化硅形态对有机-无机复合弹性乳液涂膜性能有较大影响,二氧化硅以正硅酸乙酯和A-151的加入方式为最佳。     

纳米粒子种类对PMMA／纳米复合材料性能的影响

研究了胶体SiO2、粉体SiO2、有机改性蒙脱土OMMT等不同纳米粒子种类对纳米复合材料性能的影响,通过红外光谱、X射线衍射、热重分析和动态力学性能等测试手段对复合材料进行了分析表征。结果表明,OMMT和胶体SiO2与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的复合效果最好;OMMT的加入对复合材料的热性能有一定提高,而胶体和粉体SiO2的加入提高了复合材料的储能模量。     

原位聚合抗磨损PA6/纳米SiO2复合材料制备及其性能研究

为提高聚酰胺6（PA6）的抗磨损性能,采用原位聚合法合成并制备了PA6/纳米SiO2复合材料,研究了该材料的抗磨损性能、耐热性能、力学性能和结晶性能。结果表明,原位聚合PA6/纳米SiO2复合材料具有良好的抗磨损特性,当纳米SiO2含量为1 %(质量分数,下同)时,复合材料抗磨损性能最佳,该材料的热变形温度、拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率均明显高于原料PA6;当纳米SiO2含量为3 %时,复合材料热变形温度由原料PA6的64.6 ℃提高到130 ℃。采用原位聚合母料法制备的PA6/纳米SiO2复合材料同样具有理想的抗磨损性能,并可获得更好的力学性能,且可大幅降低材料制备成本。     

PP/纳米SiO2复合材料的研究

采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)表征了改性前后纳米SiO2粉体的性能特征;通过熔融共混法制备了PP/纳米SiO2复合材料。研究了纳米SiO2用量对PP基体性能的影响。通过力学性能测试、DSC热分析和SEM照片观测,对PP/纳米SiO2复合材料的结构和性能进行了系统的研究。结果表明:当纳米SiO2含量为2%时,PP/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。DSC表明,纳米SiO2对PP基体有异相成核作用。SEM电镜分析得出,经表面改性的纳米SiO2均匀地分散于PP基体中,从而起到良好的改性作用。     

基于均匀设计与BP神经网络优化制备SiO2基相变调湿复合材料的预测模型

以SiO2为载体、脂肪酸为相变材料制备SiO2基相变调湿复合材料,运用均匀实验设计结合BP神经网络优化制备参数,对最优材料进行表征,建立了优化制备工艺与综合相变调湿性能的BP神经网络模型. 结果表明,最优制备条件为溶液pH值为3.63、超声波功率100 W、去离子水与正硅酸乙酯物质的量比9.71、无水乙醇与正硅酸乙酯物质的量比5.18、脂肪酸与正硅酸乙酯物质的量比0.51;最优SiO2基相变调湿复合材料在相对湿度97.30%时的平衡含湿量为0.3057 g/g,从30℃到15℃的降温时间为1445 s,综合相变调湿性能为1.6014,实验结果与模型预测值吻合较好,相对误差为-1.70%~1.89 %. 脂肪酸包覆于SiO2的网络孔隙结构中形成最优SiO2基相变调湿复合材料,粒径主要分布在约100 nm. 验证了利用二次回归方程对均匀设计实验的分析成果.     

聚氨酯弹性体/纳米二氧化硅协同改性聚氯乙烯及其力学性能

用聚氨酯(PU)弹性体/纳米SiO2复合材料协同改性聚氯乙烯(PVC),用反应挤出一步法成型工艺制备了PU弹性体/纳米SiO2/PVC复合材料,对挤出速率和温度进行了考察,并对复合材料力学性能的影响因素进行了研究。结果表明,制备该复合材料的最佳工艺条件是螺杆转速为40～50r/min、挤出机均化段温度为180～190℃;用分散于液化二异氰酸酯中的纳米SiO2制备的复合材料的性能优于用分散于聚醚二元醇中的纳米SiO2;PU弹性体和纳米SiO2能协同增韧PVC,两者质量比为5/1时增韧改性的效果最佳。当PU弹性体/纳米SiO2/PVC(质量比)为5/1/20时,复合材料的综合力学性能最优,冲击强度达到45.6kJ/m2,拉伸强度为50.3MPa。