SiO_2粉体表面改性及其在PET中分散性能的研究

以硅烷偶联剂(KH570)对微米、亚微米和纳米级二氧化硅(SiO2)粉体进行表面接枝改性,借助红外光谱(IR)仪、热重(TG)分析仪和X射线能谱(EDS)仪对改性前后SiO2表面结构进行了表征,采用原位聚合法制得SiO2/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料,利用扫描电镜(SEM)研究了不同粒径改性SiO2粉体在PET中的分散性能。结果表明:KH570可与微米、亚微米和纳米粒径SiO2粉体发生表面接枝反应;SiO2/PET复合材料的SEM观察表明,经过KH570改性后不同粒径SiO2在PET中分散均匀性得到提高。     

PEG改性天然钠基蒙脱土及其与PET纳米复合料的结构与性能

采用环境友好、热稳定性较高且与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)有很好相容性的聚乙二醇(PEG)改性天然钠基蒙脱土(Na+-MMT)与PET熔融共混制备了PET/Na+-MMT纳米复合材料.结果表明,经PEG改性的Na+-MMT的层间距增加,与PET熔融共混后其层间距进一步加大,TEM分析证实了MMT片层存在插层型纳米结构.相对传统的有机蒙脱土,PEG改性Na+-MMT的热稳定性有显著改善,满足了PET的高温加工要求.此外,PEG改性的Na+-MMT比未处理Na+-MMT对PET有更低的冷结晶温度和更高的熔融结晶温度,显著改善了PET的结晶能力.所制的纳米复合材料具有良好的力学性能,其拉伸强度可达59.8MPa,缺口冲击强度可达3.1 3kJ/m2.     

磷酸三苯酯表面改性纳米SiO_2及其在PP复合材料的应用研究

以二月桂酸二丁基锡为催化剂,用磷酸三苯酯表面改性纳米二氧化硅(SiO_2),制备了聚丙烯(PP)/表面改性纳米SiO_2复合材料。采用红外光谱仪、差示扫描量热仪、热重分析仪和万能材料试验机等进行表征。结果表明:有机磷改性后SiO_2粒子的表面羟基消失,有机磷的接枝率为87.71%,改性纳米SiO_2能够改善PP复合材料的热稳定性和阻燃性能。     

PEG改性天然钠基蒙脱土及其与PET纳米复合材料的结构与性能

采用环境友好、热稳定性较高且与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)有良好相容性的聚乙二醇(PEG)改性天然钠基蒙脱土(Na+-MMT)与PET熔融共混制备了PET/Na+-MMT纳米复合材料。结果表明,经PEG改性的Na+-MMT的层间距增加,与PET熔融共混后其层间距进一步加大,TEM分析证实了MMT片层存在插层型纳米结构。相对传统的有机蒙脱土,PEG改性Na+-MMT的热稳定性有显著改善,满足了PET的高温加工要求。此外,PEG改性的Na+-MMT比未处理Na+-MMT对PET有更低的冷结晶温度和更高的熔融结晶温度,显著改善了PET的结晶能力。所制的纳米复合材料具有良好的力学性能,其拉伸强度可达59.8MPa,缺口冲击强度可达3.13kJ/m2。     

改性纳米SiO_2/聚氨酯弹性体复合材料的合成及其性能表征

用硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO_2进行表面接枝改性,得到改性纳米SiO_2,采用原位聚合物法合成了纳米SiO_2/聚氨酯弹性体复合材料。结果表明,改性纳米SiO_2的加入,提高了聚氨酯弹性体的力学性能(拉伸强度为41.38MPa,较未改性的聚氨酯弹性体提高了约65%,最大撕裂强度为121.25kN/m,较未改性的聚氨酯弹性体提高了约62%,效果显著);高温条件下添加了改性纳米SiO_2复合材料的分解速度比纯聚氨酯弹性体要慢;纳米SiO_2改善了聚氨酯弹性体的阻尼性能,拓宽了阻尼温域。     

纳米二氧化硅表面接枝氮氧自由基的改性研究

采用自制的氮氧自由基改性三乙氧基硅烷,与纳米二氧化硅(SiO_2)在无水条件下进行缩合反应制得表面接枝氮氧自由基的SiO_2。采用热重分析研究了不同反应时间、反应温度以及IPTS-TEMPO用量对SiO_2表面接枝率的影响,并利用透射电镜对SiO_2表面接枝结果进行了表征。结果表明,当反应温度110℃,反应时间24 h,IPTS-TEMPO质量分数为50%时,纳米SiO_2的表面接枝率较高。改性后的SiO_2无粒子团聚现象。     

KH-SiO2/PES/MBMI-EP复合材料的制备与性能

为了提高双马来酰亚胺树脂(MBMI)的综合性能,扩大其应用范围,以双酚A型环氧树脂(EP)为改性剂,4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,聚醚砜(PES)为增韧剂,硅烷偶联剂KH-550改性后的纳米SiO_2作为无机填料,采用原位聚合法制备了KH-SiO_2/PES/MBMI-EP复合材料,并研究了复合材料的微观形貌、力学性能及耐热性能。红外光谱结果显示:改性后的纳米SiO_2在1555cm~(-1)处出现了N-H弯曲振动吸收峰,证明硅烷偶联剂已接枝到SiO_2表面。SEM结果表明:树脂基体加入PES与纳米SiO_2后,形成了一种多相结构,PES与纳米SiO_2可以协同增韧树脂基体,材料由脆性断裂转变为韧性断裂。力学性能测试表明:随着纳米SiO_2含量的增加,其力学性能呈现先上升后下降的趋势,当纳米SiO_2含量为1.5%时,复合材料的冲击强度及弯曲强度分别达到20.79kJ/m~2和157.23MPa,比树脂基体分别提高了102.2%和53.5%。热失重分析表明:纳米SiO_2的加入有利于提高复合材料的热分解温度,当SiO_2含量为1.5%时,复合材料的热分解温度达到411.3℃,比树脂基体提高了15.8℃。     

纳米氮化硅粉体的大分子改性剂表面修饰研究

从分子设计的角度合成了一种新型的大分子表面改性剂(LMPB-g-MAH):采用溶液聚合法将极性单体马来酸酐(MAH)接枝到低分子量的聚丁二烯液体橡胶(LMPB)分子长链中,并用其对纳米氮化硅粉体进行表面修饰;对合成的大分子表面改性剂、改性前后的纳米氮化硅粉体,运用FT-IR、TEM、TGA、粒径分析、沉降实验等方法进行了表征.实验结果表明:马来酸酐已经接枝到低分子量的聚丁二烯液体橡胶分子长链中;当大分子表面改性剂的接枝率为9%～11%、用量为10%～12%、反应温度为65℃、反应时间为3 h时,表面修饰后的纳米氮化硅粉体颗粒粒径减小,有效阻止了纳米颗粒的团聚.     

聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2纳米杂化涂层的制备及其性能研究

采用不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG-200、400、600)分别与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)反应合成预聚体,再以此预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,制备了聚氨酯改性纳米SiO2;将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。讨论了PEG相对分子质量对PUA/SiO2纳米杂化涂层的耐热性能和力学性能的影响,并以FT-IR、差示扫描量热法(DSC)等进行表征。结果表明,改性后的纳米SiO2粒子优化了PUA树脂的性能,且以PEG-400与HDI合成的预聚体来改性纳米SiO2用于制备的PUA/SiO2纳米杂化涂层具有较好的耐热性和抗冲击性。     

纳米SiO_2对PET熔体的增稠作用及改进方法

研究了分散剂种类、纳米SiO2添加量、微观结构、以及PEG的添加对PET特性黏数的影响。结果表明:纳米SiO2对聚合物熔体具有增稠作用,随着纳米SiO2含量的增加,PET的特性黏数下降;且具有多孔结构的纳米SiO2对PET熔体的增稠作用显著;分散剂的种类对合成PET/纳米SiO2复合物的分子量亦有一定影响,采用A1230时其分子质量最大;添加PEG共聚后,纳米复合材料的特性黏数可相应提高。