聚酯/SiO_2复合材料及其结晶性能研究

采用原位聚合技术,制备了添加微米、纳米二氧化硅(SiO2)的对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料。重点分析了微米、纳米SiO2无机颗粒在PET基体中的分散行为,并探究PET/SiO2复合材料的结晶行为与光学性能。结果表明:原位聚合使得微米、纳米SiO2颗粒以较好的单分散形态均匀分布在聚合物基体中;微米、纳米SiO2颗粒复配虽能促进PET的结晶,但相互之间不能产生协同作用;微米SiO2颗粒会严重影响PET复合材料的光学性能,而一定含量的纳米SiO2颗粒则会显著提高PET复合材料的光学性能。     

制样方法对SiO2/PA6复合材料基体PA6结晶熔融行为的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了原位聚合法和熔融共混法制样方法对纳米SiO2/PA6纳米复合材料结晶熔融行为的影响,结果表明:通过阴离子原位聚合法制备的纳米复合材料,由于采用超声波分散技术,纳米粒子在基体的分散性好。随着纳米粒子含量的升高,纳米粒子的诱导成核能力增强;熔融共混法制得复合材料中,SiO2在机械力的剪切作用下,很难均匀地分散,多以团聚体的形式存在,在PA6基体结晶时,结晶成核的条件相匹配,有较强的成核效应,纳米粒子的含量影响不大。     

聚酰胺6/纳米二氧化硅复合材料的制备和界面研究

采用原位聚合法制备了聚酰胺6/纳米二氧化硅（PA6/nano-SiO2）复合材料,用力学性能测试、 扫描电镜和差示扫描量热法对纳米SiO2粒子和PA6基体之间的界面黏结性进行了表征和研究。结果表明：利用经验公式和力学性能数据计算得知PA6/改性SiO2纳米复合材料的界面参数B值都比PA6/未改性SiO2纳米复合材料的大;SEM观察表明在PA6中加入纳米SiO2,材料的微观结构发生了变化,改性SiO2与PA6基体之间形成了较好的界面结合;分散于PA6基体中的纳米SiO2粒子起到了异相成核作用,改性后的SiO2和PA6基体之间形成柔性界面层有利于PA6基体的结晶。     

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。     

MC尼龙6／ZnO纳米复合材料制备

将铝酸酯偶联剂和纳米ZnO同时用超声分散在熔融的己内酰胺中,一步原位聚合制备MC(单体铸塑)尼龙6/ZnO纳米复合材料,应用正交试验对偶联剂的用量和超声温度、时间等工艺参数进行了优化.结果表明,当超声温度为80℃、超声时间为20 min、偶联剂加入量为1.0%(质量分数)时,合成的MC尼龙6/ZnO纳米复合材料力学性能最优.通过SEM和XRD对MC尼龙6/ZnO纳米复合材料进一步的表征表明,ZnO在基体中达到了纳米级的分散,结晶形态理想.     

纳米二氧化硅/MC尼龙6原位复合材料非等温结晶动力学的研究

通过阴离子开环聚合法制备了纳米二氧化硅(SiO2)／MC尼龙6原位复合材料。采用差示扫描量热法研究了MC尼龙6及其原位纳米复合材料的非等温结晶行为；并利用修正Avrami方程的Jeziomy和Liu法进一步处理原位纳米复合材料的非等温结晶动力学。结果表明，在纳米SiO2／MC尼龙6原位复合材料中，纳米SiO2对基体MC尼龙6的结晶有一定的成核作用，并提高了其结晶速率。     

聚酰亚胺/纳米炭黑复合材料的性能研究

采用原位聚合法制备聚酰亚胺/纳米炭黑复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪、万能试验机和摩擦磨损试验机研究了纳米炭黑添加量对复合材料亚胺化程度﹑力学性能﹑摩擦磨损性能的影响。结果表明,适量纳米炭黑的加入能够有效改善复合材料的摩擦学性能和力学性能;当纳米炭黑含量为固含量的28%时,复合物材料的摩擦学性能较好,复合材料表面犁沟变浅,表面变平整。     

PMMA接枝纳米ZnO复合粒子改性PVC塑料性能研究

通过原位聚合将甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝于纳米ZnO表面,制备了PMMA接枝纳米ZnO复合粒子,将其加入聚氯乙烯（PVC） 基体中进行改性。研究了纳米ZnO粒子在PVC基体中的分散性和PVC复合材料的力学性能,探讨了改性纳米ZnO粒子填充PVC材料的抗紫外线性能。结果表明,改性后的纳米ZnO粒子在PVC基体中分散均匀, 提高了纳米ZnO粒子与PVC基体之间的相容性,使改性PVC材料的拉伸强度达到78 MPa,比纯纳米ZnO粒子改性PVC提高了35 %;冲击强度提高了近1倍,达到13.6 kJ/m2;加入改性纳米ZnO粒子的PVC还具有明显的吸收紫外线功能。     

MC尼龙6/TiO2原位纳米复合材料等温结晶动力学的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了阴离子原位聚合法制备的铸型尼龙6(MC尼龙6)/TiO2纳米复合材料的等温结晶行为,并应用Avrami方程分析了MC尼龙6的等温结晶动力学过程.结果表明纳米TiO2对MC尼龙6基体具有异相成核作用,使其原位纳米复合材料结晶速率常数变大,半结晶时间变小.Hoffman成核结晶理论计算结果表明,原位纳米复合材料的Kg(与结晶温度无关而与成核方式有关的参数)大于MC尼龙6且随着纳米含量的增加而增加,说明纳米TiO2阻碍了MC尼龙6分子链的运动,同时尼龙6由晶核生长占主导地位逐渐向成核机制占主导地位转变.     

原位聚合免喷涂PA6/滑石粉纳米复合材料及其性能

通过原位聚合法制备免喷涂聚酰胺(PA) 6/滑石粉纳米复合材料(n-PA6),测试了合成的PA6和n-PA6的物理力学性能,通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观结构,利用差示扫描量热仪分析复合材料的熔融和结晶行为,以及利用热重法分析复合材料的热降解过程。结果表明,该原位聚合法可使滑石粉以纳米状态均匀分散在PA6基材中,并且滑石粉和PA6结合得比较紧密,界面粘结性较好,滑石粉的引入对PA6的结晶起到了异相成核的作用,提高了结晶速率和结晶度,同时也对应地提高了力学性能,与PA6相比,n-PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和热变形温度分别提高了20.25%,36.63%,63.32%和83.64%,同时引入滑石粉后,n-PA6的热稳定性得到提高,免喷涂效果以及光泽度得到改善。     

单体浇铸聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物/纳米炭黑复合材料的制备及其非等温结晶行为的研究

采用阴离子原位聚合法制备了单体浇铸聚酰胺6-聚醚嵌段共聚物/纳米炭黑复合材料。力学性能测试表明,聚醚、纳米炭黑配合使用,可大幅度提高单体浇铸聚酰胺6的韧性和耐磨性,但会降低其拉伸强度。当加入10 %的聚醚时,复合材料的冲击强度比纯聚酰胺6提高了120 %;当聚醚的用量为15 %时,复合材料的磨耗体积比纯聚酰胺6下降了89.7 %。差示量热分析表明,聚醚对单体浇铸聚酰胺6没有成核作用,聚醚和纳米炭黑的引入使单体浇铸聚酰胺6结晶峰温度降低,结晶变慢,结晶活化能降低。     

Hydrothermal growth of ZnO nanostructures from nano-ZnO seeded in P(MMA-co-BA) matrix

Nano-ZnO synthesized by hydrothermal reaction were embedded in poly(methyl methacrylate-co-butyl acrylate) matrix (P(MMA-co-BA)) to produce the nano-ZnO/P(MMA-co-BA) nanocomposites via in-situ polymerization at 85 °C. The nano-ZnO/P(MMA-co-BA) nanocomposites were hydrothermal treated in the mixture solution of Zn(NO₃)₂·6H₂O and NH₄OH at 90 °C under various pH (i.e.7, 8, 9 and 10) and treatment time (i.e. 4, 6, 8, 10, 12 and 24 hrs). The nano-ZnO could act as seeding particles for hydrothermal growth of ZnO nanostructures on the surfaces of nanocomposites. The higher pH of basic solutions used in the hydrothermal treatment, the higher amount of Zn(OH)₄²⁻nuclei would be created, leading to a modification of the ZnO morphology from nano-nuclei to nanorods, nanorods bushes (flower-like nanostructure) and nanofibers with nanospine. The increase of hydrothermal treatment time resulted in the increases of amount and length of multidirectional grown ZnO nanorods. Data of the contact angle measurement exhibited the increase of hydrophobicity of the nano-ZnO/P(MMA-co-BA) nanocomposites after hydrothermal growth of ZnO nanostructures. The nanocomposites treated at pH = 10 for 24 hrs shows the highest hydrophobicity with the contact angle of 121˚. In addition, the thermal stability of the nano-ZnO/P(MMA-co-BA) could be improved by the formation of hydrothermal grown ZnO nanostructure on the nanocomposite surface.     

利用铅锌废渣制备纳米ZnO的试验研究

以铅锌废渣为锌源,通过浸取、除杂、蒸发、干燥和焙烧等步骤制备纳米ZnO.ZnO前驱体的X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(IR)、热重(TGA)和差热分析(DSC)分析表明:ZnO 前驱体是无定型碱式碳酸锌(Zn5 (CO3)2(OH)6),加热过程中它先分解成ZnO和Zn(OH)2,然后Zn(OH)2进一步分解成ZnO.焙烧产物的XRD、扫描电镜(SEM)和粒度分析显示:在400 ℃的温度下下焙烧时,ZnO前驱体分解产物是红锌矿(ZnO)和Ashoverite (Zn(OH)2);在500 ℃和600 ℃焙烧时,前驱体完全转化为红锌矿,其形貌不规则,但是前驱体在500 ℃焙烧时,产物ZnO的粒径较小,主要分布在80~150 nm,在600 ℃焙烧时,产物的颗粒团聚严重.     

抗菌尼龙6纤维的制备及其性能的研究

用硅烷偶联剂处理过的载银纳米氧化锌抗菌剂与尼龙6切片共混制得抗菌尼龙6母料,通过熔融共混纺比投菌剂含量不同的抗菌尼龙6纤维,采用视频接触角测量仪,扫描电子显微镜、通用材料试验机、差示扫描量热仪等对抗菌剂表面改性效果及抗菌尼龙6纤维的结构形态,力学性能及结晶性能等进行了研究。结果表明：修饰后的抗菌剂表面呈疏水性,改善了与尼龙6基体的相容性,在尼龙6基体土均匀分散,与纯尼龙6纤维相比,抗菌尼龙6纤维的结晶温度和结晶速率有所提高,结晶度略有降低,抗菌尼龙6纤维的力学性能稍有下降,对大肠杆菌,金黄色葡萄球菌的杀菌率均达97％以上.     

火焰喷涂聚酰胺12/n-SiO2复合涂层工艺及性能

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12 (PA12)及聚酰胺12/纳米SiO₂ (n-SiO₂)复合涂层,并利用电子拉力机、摩擦磨损试验机、红外光谱仪（FTIR）和示差扫描量热仪（DSC）等对涂层的结构与性能进行了研究。红外光谱分析表明PA12及PA12/ n-SiO₂粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解反应,表明火焰喷涂法适宜制备PA12及PA12/n-SiO2复合涂层;DSC分析结果表明n-SiO₂具有成核剂作用,能提高PA12大分子的结晶速度及结晶度;涂层力学性能及摩擦磨损性能分析表明n-SiO₂能提高涂层的力学性能,改善涂层的耐老化性能和摩擦磨损性能。当n-SiO₂添加量为1.5%（质量）时,涂层综合性能最佳。     

纳米氧化锌改性PA6复合材料的制备及性能研究

利用熔融共混法制得了纳米氧化锌改性PA6复合材料,并研究了其有关性质。结果表明:纳米氧化锌能有效改善PA6的力学性能,其添加量在3%时材料力学性能最佳。结晶及热分析研究表明纳米粒子能有效限制PA6分子链段运动,使其结晶度下降。     

纳米Al2O3颗粒填充聚酰胺6的摩擦性能研究

通过原位聚合制备了纳米Al2O3增强单体浇铸聚酰胺复合材料(简称PA6／Al2O3)。在磨损试验机上考察了纳米粒子含量和试验条件对其摩擦性能的影响，并利用扫描电子显微镜对其摩擦性能和磨损机制进行了考察。分析结果表明：纳米Al2O3填料可提高单体浇铸PA6的耐磨性，其含量在3％左右时增强效果最好；随着载荷的增加，PA6／Al2O3的磨损率平缓增大，而摩擦系数逐渐减小，其摩擦系数值较单体浇铸PA6的摩擦系数稍大。     

肤色纳米氧化锌的制备及其紫外屏蔽性能测试

以ZnSO.47 H2O、（NH4）2CO3为原料,通过液相法制备出前驱物Zn5（OH）6（CO3）2。将其在350℃处理2 h,得到ZnO粉末。采用XRD对产品的物相组成、粒度进行分析。并考察原料配比、煅烧工艺对纳米氧化锌的颜色、紫外吸收强度的影响。实验结果表明,当原料配比为1∶3时,经350℃煅烧2 h所得的纳米氧化锌色彩均匀、紫外吸收强度较高。     

一种引入CO2选择性吸附硅纳米颗粒提高固定载体膜性能的方法（英文）

Fixed carrier membrane exhibits attractive CO2 permeance and selectivity due to its transport mecha-nism of reaction selectivity (facilitated transport). However, its performance needs improvement to meet cost targets for CO2 capture. This study attempts to develop membranes with multiple permselective mechanisms in order to enhance CO2 separation performance of fixed carrier membrane. In this study, a novel membrane with multiple permselective mechanisms of solubility selectivity and reaction selectivity was developed by incorporating CO2-selective adsorptive silica nanoparticles in situ into the tertiary amine containing polyamide membrane formed by interfacial polymerization (IP). Various techniques were employed to characterize the polyamide and polyam-ide-silica composite membranes. The TGA result shows that nanocomposite membranes exhibit superior thermal stability than pure polyamide membranes. In addition, gas permeation experiments show that both nanocomposite membranes have larger CO2 permeance than pure polyamide membranes. The enhanced CO2/N2 separation per-formance for nanocomposite membranes is mainly due to the thin film thickness, and multiple permselective mechanisms of solubility selectivity and reaction selectivity.     

偶联剂对nano-ZnO/HDPE复合材料性能的影响

通过熔融共混法制备出不同硅烷偶联剂(KH550,KH560)改性的nano-ZnO/HDPE复合材料,并考察了偶联剂及ZnO含量对复合材料性能的影响。结果表明:改性nano-ZnO对HDPE基体起到了明显的增强增韧的效果,当改性nano-ZnO含量为0.2%～0.5%时,复合材料的力学性能最好。此外,nano-ZnO在HDPE中起异相成核剂的作用,从而使体系的熔融温度、结晶温度和结晶度升高。经KH560处理的nano-ZnO/HDPE复合材料的力学性能和结晶性能均优于经KH550处理的nano-ZnO/HDPE复合材料的性能。