纳米SiO2表面改性研究

以乙醇为分散介质,用硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙基)氧化丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对纳米SiO2进行表面改性.讨论了偶联剂用量对SiO2改性的影响,并采用红外光谱、热失重、扫描电镜、表面羟基滴定等手段表征改性效果.结果表明,硅烷偶联剂与纳米SiO2发生化学反应并接到SiO2表面,改性后的SiO2在有机物中的分散性明显改善.     

硅烷偶联剂对纳米TiO_2改性及应用的研究进展

综述了纳米TiO_2的优缺点及其改性的途径。重点介绍了硅烷偶联剂KH-560、KH-570及其他偶联剂剂改性纳米TiO_2的方法;同时对这几种硅烷偶联剂改性TiO_2的应用进行了概述,并提出了TiO_2改性的未来发展方向。     

PP/纳米SiO2粉体共混体系相容机理的研究

研究了偶联剂(KH-560)和偶联剂(KH-560)-增容剂(PP-g-MAH)的增容机理。采用扫描电镜观察纳米SiO2粉体在聚合物PP基体中的分散和界面作用来探讨纳米SiO2粉体与PP的相容机理。并建立了PP/纳米SiO2粉体共混体系的相容性机理的物理模型。     

KH-560修饰纳米SiO_2及其改性酚醛泡沫的制备和表征

采用Stober法水解正硅酸乙酯(TEOS)制得的纳米SiO2并用硅烷偶联剂(KH-560)修饰纳米SiO2,并且以其作为改性剂制备改性酚醛树脂。研究了KH-560修饰纳米SiO2的接枝率,并用此接枝率不同含量的修饰纳米SiO2对酚醛树脂泡沫进行改性研究,测试了改性纳米SiO2对酚醛泡沫的韧性、机械强度和热稳定性还有阻燃性能的影响。实验结果表明:KH-560改性纳米SiO2具有很好的疏水性,在改性酚醛树脂中能够均匀的分散,不会发生沉降的现象,改性纳米SiO2质量分数为1.5%~2.0%时能够改善酚醛泡沫的机械强度和韧性,同时显著提高酚醛泡沫的热稳定性和阻燃性能。     

硅烷偶联剂对硅溶胶及其膜层表面开裂性的改性效果

为了改善硅溶胶膜层的开裂性,使用甲基三氧甲基硅烷和KH-570 2种硅烷偶联剂对硅溶胶正硅酸乙酯进行改性。比较了2种偶联剂对硅溶胶膜层的影响,应用金相显微观察、傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜观察等系统研究了偶联剂KH-570对硅溶胶及其膜层的改性效果。结果表明:2种硅烷偶联剂都可以明显减少膜层的裂纹,使其表面更加平整;在同样的用量下,偶联剂KH-570对减少涂层表面裂纹的效果更加明显;加入KH-570偶联剂的硅溶胶体系内由于生成了有机-无机杂化的网络结构而有效地减缓了膜层开裂性,提高了其耐蚀性能。     

光棒废料中提取的白炭黑的疏水化改性

为找出光纤预制棒废料中提取的白炭黑的改性效果好的硅烷偶联剂,用KH-560、KH-151、KH-171、KH-602和CG-551等10种硅烷偶联剂对该白炭黑进行改性。白炭黑在140℃下活化20 h,将活化的白炭黑3 g分别与10种不同的偶联剂0.3 m L在45 m L二甲苯溶剂中130℃加热搅拌13 h,离心分离后,固体样品加适量的无水乙醇洗涤烘干后即得到改性的白炭黑。改性后样品的沉降性、亲油化度、表面羟基数等实验结果表明,10种硅烷偶联剂都能对白炭黑进行改性,其中KH-560、CG-8030、KH-151、KH-171、KH-172、KH-570对白炭黑的改性效果优于含氨基或巯基的KH-602、KH-792、CG-551、KH-550等。     

无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料的制备及性能

为了提高环氧树脂涂料的综合性能,以KH-560硅烷偶联剂对纳米SiO2进行原位改性,制备了无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂料。用FT-IR及分散性试验研究了纳米SiO2原位改性的效果;探讨了改性纳米SiO2对复合涂层表面形貌、力学性能、耐紫外光老化性、耐蚀性能的影响。结果表明:KH-560硅烷偶联剂的有机分子链段成功地键合在纳米SiO2粒子表面,改性后的纳米SiO2粒子能均匀地分散在二甲苯中;纳米SiO2能够显著改善环氧树脂涂层的力学性能,当其含量为3%时最好;复合涂层耐紫外光老化及耐腐蚀性比环氧树脂涂层有较大的提高。本无溶剂型纳米SiO2/环氧树脂复合涂层对基材有良好的保护作用。     

光棒废料改性环氧树脂复合材料的制备和性能

将光棒废料烘干、破碎、煅烧和研磨,分别由KH-570和A-151表面改性制备KH-570/SiO₂和A-151/SiO₂废料粉末,再把改性前后的粉末分别与EP共混固化制备出复合材料。疏水性测试、FT-IR和SEM观测的结果表明,两种偶联剂对废料颗粒的改性效果较好,其中A-151的改性效果更好。几种复合材料拉伸性能的排序为A-151/SiO₂/EP＞KH-570/SiO₂/EP＞未改性粉末/EP,且粉末填充质量分数为20%的材料拉伸性能最优,其拉伸强度分别为49.37 MPa、45.57 MPa、44.36 MPa,比纯EP固化物分别提高了19.9%、10.7%和7.8%,断裂伸长率的提高量最大,比纯EP固化物分别提高了0.92%、0.82%和0.46%。改性效果好的废料粉末填充制备的复合材料,其耐热性能更优。     

硅烷偶联剂改性纳米SiO_2的分散性能

用硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行表面改性,用红外光谱仪(IR)、热重(TA)、Zeta电位、SEM、性能测试等对改性纳米SiO2进行了研究,结果表明,偶联剂KH-570与SiO2化学结合形成了Si—O—Si键,其附着量约5.8%,结合溶剂水约10.35%;改性纳米SiO2在乙醇介质中的Zeta电位由-14.9 mV减小到-41.1mV,体系稳定性可达60 h以上;改性SiO2用作光固化牙科复合树脂的填料,分散性显著提高,其维氏硬度、压缩强度、弹性弯曲强度等性能提高10%以上。     

PBS/竹粉复合材料的力学性能研究

制备了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/竹粉复合材料,考察了偶联剂种类及用量、竹粉用量对PBS/竹粉复合材料的力学性能和生物降解性能的影响。实验结果表明:KH-560偶联剂的表面处理效果优于其他偶联剂,与未用偶联剂相比,复合材料的拉伸强度、冲击强度、热变形温度均有小幅提升,弯曲强度提高了16.3%;当KH-560的用量为5%时,复合材料的综合性能较好,拉伸强度、弯曲强度最高,与纯PBS树脂相比,弯曲强度和弯曲模量分别提高了47.2%和127%;PBS/竹粉复合材料的生物降解速率明显大于纯PBS树脂的降解速率。     

甘蔗渣显微结构对聚乳酸/甘蔗渣复合材料结构与性能的影响

采用碱处理、硅烷偶联剂处理以及碱处理配合硅烷偶联剂处理等方式改性甘蔗渣(BF),采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)以及力学性能测试等研究改性后BF结构的变化。结果表明,不同改性方法均明显改变了BF的结构及改性剂的键合方式。碱处理能够去除BF中的半纤维素等小分子聚合物以及部分非晶区的纤维素,导致BF热稳定性降低,结晶度上升。碱液浓度偏高以及碱处理时间过长会导致BF的纤维表面原纤化,虽然能增加与偶联剂反应的面积,但BF的强度大大下降,不利于BF的增强作用。因此,硅烷偶联剂处理的BF/PLA复合材料的相容性及力学性能最佳,其次为碱处理配合硅烷偶联剂处理的BF/PLA复合材料,最后为碱处理的BF/PLA复合材料。     

纳米SiO_2功能化改性石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),再与经硅烷偶联剂(APTES)偶联改性纳米SiO_2所得的产物(nano SiO_2—NH_2)混合,制备了石墨烯片(Graphene Sheets,GS)接枝纳米SiO_2杂化材料(nano SiO_2-g-GS)。以nano SiO_2-g-GS为填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,通过熔融共混法制备共混型nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料,并对填料和复合材料进行测试和表征。拉伸测试显示nano SiO_2-g-GS的加入对基体TPU有一定的补强作用,使复合材料定伸应力(300%、500%和1 000%)增大。DSC测试显示,与纯TPU相比,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的结晶温度有大幅升高,填料含量为1wt%时,TPU的结晶温度升高了44℃。形状记忆测试结果显示,随nano SiO_2-g-GS含量增加,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料的形状回复率(Rr)逐渐降低,但形状固定率(Rf)逐渐升高。当nano SiO_2-g-GS质量分数为1wt%时,nano SiO_2-g-GS/TPU复合材料性能最佳。     

Effect of silane coupling agents on mechanical and thermal properties of polyester resin concrete

Polyester resin-quartzite aggregate composites have been investigated for the effect of two silane coupling agents (γ-aminopropyl triethoxy silane andγ-methacryloxy propyl trimethoxy silane) on the mechanical and thermal properties. The integral blend additive method of application of the coupling agent was used in the preparation of the samples. Variation of the thermal stability and the compressive strength with the nature and the content of the silane coupling agent were quite consistent. The properties showed maxima around a certain value of the coupling agent content, which is suggested as the optimum value. Results are also presented on the samples containing an additional filler, namely, the CaCO₃.     

蔗渣纤维表面处理方法对蔗渣纤维/聚乳酸复合材料力学性能的影响

采用了硅烷偶联剂结合碱溶液处理的方法对蔗渣纤维(BF)进行了表面改性, 研究了不同表面处理方法对蔗渣纤维/聚乳酸(PLA)复合材料力学性能的影响, 用SEM对BF处理前后的形貌及复合材料的冲击断面进行了观察。结果表明: 经表面改性的BF都不同程度地改善了BF与PLA基体之间的界面相容性, 其中碱处理后再经偶联剂处理的方法效果最佳, 在40%(质量分数)蔗渣纤维的高填充量下, 复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为纯PLA的85.42%和59.74%, 较好地保持了基体PLA的力学强度; 碱处理使BF表面变粗糙、 长径比增大、 比表面积增加, 与PLA的界面粘结加强, 从而有效地提高了BF/PLA复合材料的力学性能。     

改性芳纶纤维增强木粉/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

采用螺杆挤出机研究了添加连续芳纶纤维增强木粉/高密度聚乙烯（CAF-WF/HDPE）复合材料,为改善CAF与WF/HDPE复合材料界面相容性,分别采用磷酸和硅烷偶联剂处理纤维。对比表面处理前后的CAF形态分析显示,经过处理的CAF表面粗糙度增加;采用磷酸和硅烷偶联剂处理,纤维束从基体中的拔出强度分别提高了94.9%和77.6%,表明处理后的CAF与WF/HDPE复合材料的界面结合强度有所提高。对比WF/HDPE复合材料,在挤出成型过程中加入未处理CAF,CAF-WF/HDPE复合材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了32.1%、35.1%、515.1%;CAF采用硅烷偶联剂处理后,CAF-WF/HDPE复合材料对应的力学性能分别提高了42.0%、37.4%、550.2%。动态力学分析表明:表面处理后CAF与WF/HDPE复合材料的界面相容性得到改善。      

The effects of a silane coupling agent on properties of rice husk-filled maleic acid anhydride compatibilized natural rubber/low-density polyethylene blend

Blends of natural rubber and low-density polyethylene were prepared in different weight compositions in presence of dicumyl peroxide and maleic acid anhydride. The effects of rice husk (RH) content and a silane coupling agent, that is, 3-aminopropyl triethoxy silane (3-APE, 1 wt% of filler content) on the physicomechanical properties and mass swell of the tested blend were investigated. The incorporation of untreated RH into the blend improved Young’s modulus, hardness but decreased tensile strength, elongation at break, impact strength, and mass swell. Incorporation of 3-APE has produced composite with improved tensile strength, Young’s modulus, hardness and impact strength with a sharp decrease in elongation, and better mass swell in comparison with untreated one. The effect of γ-irradiation doses on retained physicomechanical properties of RH (30 phr) filled blend samples before and after silane treatment was investigated at ambient temperature. The efficiency of silanized RH (30 phr) was also evaluated by the studies of the surface morphology (scanning electron microscopy) and thermal properties (thermal gravimetric analysis and thermal mechanical analysis).     

表面改性对PVC/稻糠发泡复合材料的影响

研究了纳米CaCO3、硅烷偶联剂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)改性稻糠对PVC/稻糠发泡复合材料性能的影响.结果表明:纳米CaCO3能改善稻糠的耐热性,用硅烷偶联剂处理稻糠的发泡复合材料冲击性能好于用MMA微波处理稻糠发泡复合材料;而用MMA微波处理稻糠的发泡复合材料在拉伸性能、弯弹性模量及加工性能优于硅烷偶联剂处理的稻糠发泡复合材料.     

The influence of silane coupling agents on the polymer mortar

The aim of this work is to investigate the influence of silane coupling agents on the properties of vinylester resin and vinylester mortar. Research work is focused on two methods of modification: direct silane addition to the resin binder and the use of silane pre-treated silica flour as a filler. The results of such modification are described, taking into consideration mixture viscosity, curing conditions, mechanical strength and fracture process. The test results indicated that silane coupling agent can decrease the viscosity of the mortar mixture, extend its pot life, enhance its mechanical strength and resistance for fracture. However, changes in the curing process, which may be disadvantageous and the increase of composite brittleness were noticed and stressed.     

硅烷偶联剂对EPDM/MVQ共混胶性能的影响

三元乙丙橡胶(EPDM)为非极性高分子材料,硅橡胶(MVQ)为半无机高分子材料。要获得性能优异的EPDM/MVQ共混胶,提高EPDM和MVQ的相容性是关键。研究了不同种类硅烷偶联剂作为相容剂对EPDM/MVQ共混胶性能的影响,并对偶联剂的并用进行了研究。实验结果表明:加入硅烷偶联剂Si-69或KH-550均能使EPDM/MVQ共混胶的力学性能得到改善;适量的硅烷偶联剂A-172与炭黑反应,使得炭黑成为体系的交联点,因此炭黑在共混体系中分散更均匀,从而使EPDM/MVQ共混胶达到较好的力学性能。     

柔性非织造布和玻璃纤维布叠层热压制备玻璃纤维布/聚苯硫醚复合板材

为改善玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS）复合板材的力学性能,分别以柔性的玻璃纤维布和PPS非织造布作为增强体和基体,采用叠层热压成型法制备出刚性的复合板材,采用力学性能测试、XRD、PLM、SEM研究了热压温度、热压时间、玻璃纤维含量和处理玻璃纤维布的硅烷偶联剂种类对复合板材的力学性能、结晶度、结晶形态和微观形貌的影响。结果表明,在无硅烷偶联剂处理玻璃纤维布时,控制热压温度为320℃,热压时间为30 min,压力为30 MPa,玻璃纤维质量分数为50%,复合板材的拉伸强度和弯曲强度最佳,分别为286.0 MPa和175.0 MPa,缺口冲击强度达到61.6 MPa。使用硅烷偶联剂KH560处理玻璃纤维布,在最佳成型工艺条件下,复合板材力学性能改善最明显,其弯曲强度为394.9 MPa,弯曲模量为23.6 GPa,层间剪切强度为16.4 MPa,缺口冲击强度为81.0 MPa。通过优化实验条件和使用硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面,复合板材的力学性能得到了明显提高。