聚乳酸接枝硅烷偶联剂的制备及对聚乳酸/木粉复合材料的影响

通过反应挤出制备了聚乳酸接枝γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅(PLA-g-MPS),研究其在聚乳酸/木粉(PLA/WF)复合材料中的偶联作用。核磁共振氢谱证实MPS已接枝到PLA上。使用溶剂洗脱复合材料粒子中的PLA相从而得到WF相,对其红外光谱的分析表明PLA-g-MPS可与WF发生共价键偶联作用。力学性能测试表明,在大分子偶联剂用量仅为3%时,相比未添加的复合材料,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高17.5%,12.4%和88.4%。对复合材料的动态力学分析表明,添加大分子偶联剂会提升PLA与WF间相互作用力从而使材料在玻璃态下的储能模量升高。     

KH570原位改性纳米SiO_2球状颗粒的制备及疏水效果评价

为了制备疏水纳米SiO_2,提高在聚合物中的分散性,利用改进的Stber法合成出纳米SiO_2;依据脱醇缩合原理,用有机溶剂置换醇水溶剂,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)作为改性剂对其进行原位改性;通过红外光谱分析、扫描电镜、粒度分析及一系列疏水性能测试表征产物结构并评价疏水效果。结果表明,经表面改性纳米SiO_2成功接枝上有机基团,颗粒形貌呈规则的球形,粒度约为50 nm,团聚现象明显减弱。通过疏水效果测试,改性后的纳米SiO_2能在有机溶剂中均匀分散,且在石蜡溶剂中能稳定存在1年以上;因其吸水率减小至28%,亲油化度增大至62%,接触角由23. 1°增大至129. 8°,可见疏水效果大幅提高。通过研究改性条件得出:最佳改性剂浓度为60%,最佳改性温度为100℃,最佳改性时间为25 h。     

仙人球状Ag/TiO_2 @PMMA超材料的制备与纳米平板聚焦效应

采用溶剂热合成法,制备了仙人球状Ag/TiO2颗粒,经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对其进行表面修饰后,通过乳液聚合法制备了Ag/TiO2@PMMA复合超材料。经透射电子显微镜(TEM)分析证明改性后的Ag/TiO2颗粒成功地装载在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)内,形成复合核壳颗粒Ag/TiO2@PMMA;经扫描电子显微镜(SEM)分析证实复合核壳颗粒排列均匀,单分散性良好。光学性能测试表明,该复合材料在可见光波段波长为530nm附近出现了单一透射峰,峰高约为6%,并且在此波长下具有纳米平板聚焦现象,聚焦强度为4%。     

BA-OSS-ST高吸油凝胶的合成及性能EI北大核心CSCD

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)水解缩聚所得的反应型低聚硅氧烷(OSS)为交联剂,丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)为共聚单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过本体聚合合成了高吸油凝胶。考察了单体配比、引发剂用量、交联剂用量对其吸油性能的影响。结果表明,随单体质量比(m(ST)/m(BA))、交联剂用量、引发剂用量的增加,凝胶的吸油率先增大后减小;当单体质量比(m(ST)/m(BA))为1∶2,m(交联剂)/m(BA+ST)=0.208/100、m(引发剂)/m(BA+ST)=1.5/100时,在55℃反应12 h所合成的吸油凝胶吸油性能最好,对氯仿的吸油率达到66.2g/g,保油率达到90%以上,可以重复使用10次以上。     

无皂硅丙胶乳表面施胶剂的制备及对纸张的增强作用

以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)作自交联单体,聚乙烯醇(PVA)为高分子胶体稳定剂,苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)为单体采用无皂种子聚合制备了稳定性好、性能优异的无皂硅丙乳液表面施胶剂,并优化了合成工艺条件。结果表明,当w(MAA)=2%~3%,软硬单体比例n(BA)/n(St)=2~2.5,w(PVA)=10%~15%,w(KH570)=5%时,无皂硅丙乳液表面施胶剂具有优异的施胶效果;以质量分数为1.0%的聚合物乳液进行表面施胶时,纸张施胶度可达14.5 s,表面强度达3.69 m/s,耐折度3300次。     

SiO2/聚苯乙烯疏水复合微球的一步法合成和性能

提出了以苯乙烯、二乙烯基苯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为单体,通过伴随着溶胶-凝胶反应的悬浮聚合法一步制备表面构筑有SiO₂粗糙结构的交联聚苯乙烯微球(SiO₂/聚苯乙烯疏水复合微球)。研究了油相组成、KH570用量和溶胶-凝胶反应条件对SiO₂/聚苯乙烯疏水复合微球强度和疏水性能的影响。结果表明,当弃除油相中的溶剂甲苯,在50℃的恒温反应阶段采用氨水调控体系pH值为10~11时可以获得兼具持久疏水性能、高强度和超低密度的SiO₂/聚苯乙烯疏水复合微球。SiO₂/聚苯乙烯疏水复合微球的表观密度约0.9917 g?cm?3,69 MPa的闭合压力下破碎率低至2.53%,表面静态水接触角高达140.7°,耐热性能优异(玻璃化转变和分解温度分别高达160℃和390℃)。尤其是,在涠州X油田A5井的螯合酸HD和FA中持续回流30天的过程中,SiO₂/聚苯乙烯疏水复合微球表面的接触角变化仍分别保持在±10%和±7%以内。SiO₂/聚苯乙烯疏水复合微球具备作为深部储层开采用支撑剂的极大潜力,也可用作封隔体控水工艺中的充填材料。      

水性聚氨酯为表面活性剂的SiO2-聚甲基丙烯酸甲酯复合微球的细乳液法制备

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇N210和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要反应原料, 合成出羧酸型水性聚氨酯, 并以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对其进行C=C封端, 然后使用该水性聚氨酯作为可聚合表面活性剂, 采用双原位细乳液法, 不同引发剂体系引发聚合, 制备出SiO₂-聚甲基丙烯酸甲酯复合微球。通过TEM、FTIR和TGA等测试方法对所得产物进行了表征分析。结果表明, 使用水性聚氨酯表面活性剂(PUS)所制备的SiO₂-聚甲基丙烯酸甲酯复合微球形貌, 不同于传统小分子表面活性剂所制得产物的形貌, 而且引发剂类型对SiO₂-聚甲基丙烯酸甲酯复合微球形貌有较大影响。     

马来酰壳聚糖/纳米SiO2纳米微球的制备及热性能

由甲壳素脱乙酰得到壳聚糖,然后以碳酸钠催化马来酸酐酰化,得到壳聚糖酰化物钠盐。纳米二氧化硅经高分子表面活性剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)处理,其与聚合物相容性得到提高,然后利用静电作用使其与马来酰壳聚糖钠盐复合。经红外光谱(IR)、扫描电镜、热重分析分析,结果表明得到了分布均一的球形包覆物,粒径处于1 nm~100nm范围内,说明得到了复合物纳米微球,且复合后产物的热性能较马来酰壳聚糖有了显著提高。     

TiO2-ZnO复合中空微球的制备及光催化性能

以Ti（SO₄）₂和Zn（NO₃）₂为原料,采用水热法制备TiO₂-ZnO复合中空微球光催化剂。通过FTIR、XRD、SEM、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、XPS及N₂吸附-脱附等方法对TiO₂-ZnO复合光催化剂的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝（MB）为目标降解物,评价TiO₂-ZnO复合中空微球光催化活性。结果表明,TiO₂-ZnO光催化剂具有中空微球结构,粒径为1~2 μm,比表面积为30.46 m2/g。TiO₂的加入可提高ZnO对光的吸收,有效降低电子空穴复合率。在高压Hg灯照射下,TiO₂-ZnO复合中空微球的光催化性能均高于纯ZnO,其中Zn（NO₃）₂与Ti（SO₄）₂摩尔比为1:0.7条件下制备的TiO₂-ZnO复合中空微球样品表现出较好的光催化活性,光照60 min,对MB的降解率可达95.8%,其光催化降解速率是纯ZnO的4.3倍。      

有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响

同步采用无皂乳液聚合法和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料,通过TEM、力学性能、DSC、TG和XRD等检测手段研究了不同有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响.结果表明,分别采用3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(MEMO)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)制备的纳米复合材料,力学性能随其用量的增加而同步增强增韧;TEM结果表明,采用MEMO和VTMO制备的聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料中的纳米SiO2的粒径约20nm,且分布均匀;热性能结果表明,采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)制备的纳米复合材料的玻璃化温度(-8.1℃)和热裂解温度(350℃)最高;XRD结果表明,有机硅烷偶联剂的加入降低了纳米复合材料的结晶度.     

硅烷偶联剂处理对 SF/PP结构和性能的影响

采用熔融共混和注塑成型的方法制备了硅烷偶联剂处理的剑麻短纤维(SF)增强聚丙烯(PP)的复合材料,研究了SF表面偶联剂处理对复合材料的晶形结构、微观结构、热性能及力学性能的影响.结果表明硅烷处理削弱了SF在PP结晶过程中的异相成核作用,降低了SF/PP复合材料中PP相的结晶度、结晶温度和结晶速率;提高了复合材料中β-晶型PP的相对含量;增强了SF/PP的界面键合,显著提高了复合材料的冲击强度.     

硅烷偶联剂修饰下SiO2-甲基乙烯基硅橡胶分子界面的粘结性

纳米SiO₂掺杂已经成为提升甲基乙烯基硅橡胶(MVSR)性能的有效方法,但是纳米SiO₂容易发生团聚现象,将其直接掺到MVSR基体中时,纳米SiO₂难以在MVSR基体中分散,从而造成SiO₂-MVSR分子界面粘结效果不佳、分子界面存在缺陷等不利影响,进而无法实现提升MVSR性能的目的。为了提升SiO₂-MVSR分子界面的粘结性,使纳米SiO₂在MVSR基体中更易分散,本文构建了未修饰和KH550、KH560、KH570、KH792四种硅烷偶联剂修饰下的SiO₂-MVSR分子界面模型,并对模型进行结构优化和分子动力学计算。通过比较不同模型中分子界面的结合能、粘结深度和粘结热稳定性的变化规律,从分子结构角度分析硅烷偶联剂修饰下SiO₂-MVSR分子界面粘结性提升的原因。研究表明:提升SiO₂-MVSR分子界面粘结性的关键在于优选硅烷偶联剂的非水解基团,当非水解基团中与MVSR分子链相同的化学键占比越大,包含电负性较强原子的数量越多时,修饰后SiO₂-MVSR分子界面粘结性的提升效果就越好,同时,硅烷偶联剂较长的链长与较大的相对分子质量也会对粘结性的提升起到一定帮助。      

SiO2/TiO2复合气凝胶的孔道结构研究

为了在常压干燥下制备高比表面积且具有多级孔道结构的SiO2/TiO2复合气凝胶,以正硅酸乙酯、钛酸丁酯为原料,利用低聚体聚合将分相平行引入到溶胶凝胶过程中,获得SiO2/TiO2醇凝胶,并通过溶剂替换技术实现气凝胶的常压干燥制备.不同硅钛比气凝胶的内部结构研究表明:合成的气凝胶是由纳米SiO2和TiO2颗粒分散复合而成的介孔块体,其中Ti—O—Ti、Si—O—Si和Ti—O—Si键相互交织.气凝胶的结构变化是分相与溶胶凝胶过程相互竞争的结果.Si含量能显著改善气凝胶的结构,当n(Ti)∶n(Si)为3∶1时,比表面积高达712.2 m2/g,平均孔径为3.36 nm;当n(Ti)∶n(Si)为1.5∶1时,复合气凝胶具有明显双连续孔道,比表面积高,同时孔状结构清晰.     

SiO2表面改性对高填充SiO2/聚四氟乙烯复合薄膜性能的影响

选用三种具有不同疏水官能团的硅烷偶联剂,即含苯基的偶联剂1(Ph-1)、含氟基的偶联剂2(F-2)和含环氧丙氧基的偶联剂3(GP-3)对SiO₂进行表面改性,并采用空气辅助干法共混、冷压烧结并车削成膜的方法制备了SiO₂填充量为35wt%、厚度为50 μm的SiO₂/聚四氟乙烯(PTFE)复合薄膜。改性后SiO₂在PTFE中分散均匀。研究了不同含量F-2对SiO₂/PTFE复合薄膜性能的影响,发现当含氟基的硅烷偶联剂F-2用量(与SiO₂质量比)为0.3%时,SiO₂/PTFE复合薄膜的针孔缺陷最少,拉伸强度由9.2 MPa提高至16.2 MPa;在10 GHz下,SiO₂/PTFE复合薄膜的介电常数由2.475降低至2.416,介电损耗由2.66×10?3降低至2.01×10?3,SiO₂/PTFE复合薄膜显示出优异的综合性能。      

Sm掺杂核-壳结构介孔SiO2@CeO2复合颗粒的制备和抛光性能

在低模量介孔SiO2(Mesoporous silica, mSiO2)微球表面负载Sm掺杂CeO2纳米粒子,制备了具有均匀完整核-壳结构的非刚性mSiO2@Ce1-xSmxO2(x=0, 0.23)复合颗粒。借助XRD、 SEM、 HRTEM、 STEM-EDX Mapping、 Raman光谱和N2吸-脱附等技术对产物进行结构表征,利用AFM和三维光学轮廓仪评价Sm元素掺杂处理对mSiO2@Ce1-xSmxO2(x=0, 0.23)复合颗粒抛光效果的影响。讨论了Sm掺杂复合磨粒的高效无损超精密抛光机制。结果表明:掺杂处理可使mSiO2@Ce1-xSmxO2(x=0, 0.23)复合颗粒的抛光效率提高近36%,达到84 nm/min,同时获得具有原子量级精度的加工表面,抛光后SiO2薄膜的粗糙度平均值和均方根分别为0.14和0.17 nm。     

有机硅烷偶联剂对水性聚氨酯材料性能的影响

以IPDI为硬段,PTMG1000为软段,TMP为交联剂,APTES为封端剂,合成了一系列硅烷偶联剂改性水性聚氨酯乳液,并制备了水性聚氨酯的固化膜.FT-IR分析表明,APTES上的一NH2 与聚铵酯的端--NCO发生反应,成功地将硅烷结构引入聚氨酯分子中.TG分析表明,APTES的改性,提高了聚氨酯热稳定性.随着w(...     

Effect of silane coupling agent on mechanical performance of glass fibre

Mechanical performance of commercially manufactured unsized and γ-aminopropylsilane sized boron-free E-glass fibres has been characterised using single-fibre tensile test. Both apparent fibre modulus and fibre strength were found to strongly depend on fibre gauge length. The average strength of sized fibres was found 40–80 % higher than unsized fibres at different gauge lengths. Weibull analysis suggested that the failure mode of unsized fibres could be described by unimodal Weibull distribution, whereas the strength distribution of sized fibres appeared to be controlled by two exclusive types of flaw population, types A and B. Comparison of the Weibull plots between unsized and sized fibres revealed that the strength of unsized fibres was likely to be dominated by type A flaws existing on the bare glass surface and type B flaws may be related to the defects on the glass surface coated with silane. This was partially supported by the observation of fractured cross-sectional area using SEM. It was, therefore, proposed that the strength difference between unsized and sized glass fibres may be more reasonably interpreted from the surface protection standpoint as opposed to the flaw healing effect. The results obtained from this study showed that silane coupling agent plays a critical role in the strength retention of commercially manufactured E-glass fibres and the silane effect on the fibre strength is also affected by the change in gauge length of the sample.