仿生制备石质文物SiO_2防护膜的探索

国内外的野外考察都在一些石刻古迹表面发现一层性能优良的天然草酸钙膜,受其启发,首次采用仿生技术,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装成有机模板来调控Na2SiF6的水解沉积,在青石表面制备出二氧化硅防护膜.通过正交设计确定了最佳的制备条件为25 ml浓度为0.050 mol/L的Na2SiF6,1.0 g硼酸,反应时间24 h.仿生合成出的SiO2膜具有优良的耐酸、耐污性能,憎水性有所增加,但仍保持青石亲水的性能.用红外光谱仪和扫描电子显微镜对仿生SiO2膜的结构和形貌进行了表征,并与正硅酸乙酯(TEOS)仿生法进行了比较.本方法为开发新型石质文物保护材料提供了思路.     

纳米无机粒子抑制喷绘PVC膜中增塑剂析出的研究

用纳米SiO2和纳米CaCO3来抑制喷绘用聚氯乙烯（PVC）膜中增塑剂的析出,并探讨了纳米SiO2和纳米CaCO3对喷绘PVC膜喷绘性能的影响。结果表明,纳米CaCO3和纳米SiO2可以有效抑制喷绘PVC膜中增塑剂的析出,纳米无机粒子含量越高,其抑制作用越明显,但纳米无机粒子含量超过20份时,PVC膜的力学性能和喷绘性能下降;纳米无机粒子提高了喷绘PVC膜的油墨吸收速度;当纳米SiO2和纳米CaCO3团聚颗粒较大时,对PVC膜的喷绘性能产生不利影响。     

常压溶胶-凝胶法合成SiO2气凝胶的研究

本文以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在常压溶胶-凝胶法中引入新的表面改性技术,合成了疏水性SiO2气凝胶.对样品分别进行了傅立叶转换红外线光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面(BET)表征.结果表明,产品粒径约为13 nm,孔径分布在2～110 nm,密度为110 kg/m3和比表面高达827.56 m2/g,并具有优良的疏水性能,属于由均匀球状粒子构成的具有连续网络结构的低密度多孔疏水性SiO2气凝胶.     

环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热性能及拉伸性能研究

将稻壳用酸处理后在600 ℃焚烧得到纯度为99.3%、比表面积为212 m2/g的SiO2。经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性后的SiO2为无定形态,尺寸在30~50 nm之间。将改性后的稻壳SiO2与环氧树脂复合,利用热分析方法考察了纳米复合材料在N2气氛中的热性能,并采用万能材料试验机测试其拉伸性能。结果表明：稻壳SiO2的加入能有效增加环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的热稳定性,复合材料的起始分解温度（Ti）、分解速率最大时的温度（Tmax）以及失重50 %的分解温度（T50 %）均高于纯环氧树脂,并随稻壳SiO2含量的增加而增加。当环氧树脂/稻壳SiO2纳米复合材料的组成相同时,KH550改性的复合材料的Ti、Tmax和T50 %均比未经过KH550改性的高。随KH550用量增加,复合材料T50 %向高温方向移动。此外,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和模量也高于纯环氧树脂。     

聚乳酸/可反应性纳米SiO2复合材料的等温结晶动力学

采用熔融共混法制备了聚乳酸/可反应性纳米二氧化硅(PLLA/RNS)复合材料。利用差示扫描量热仪研究了RNS对PLLA等温结晶行为的影响;用Avrami 方程研究了PLLA及其复合材料的等温结晶动力学。结果表明,加入RNS对PLLA结晶起到了异相成核作用,随着RNS含量的增加,PLLA的结晶速率(K)提高,半结晶时间(t1/2)减小,而Avrami指数(n)变化不大,说明RNS没有改变PLLA结晶的成核机理;利用Arrhenius方程和Lauritzen-Hoffman理论分别对PLLA及其复合材料的结晶活化能(ΔE)、成核参数(Kg)和折叠链端表面自由能(σe)进行计算后发现,复合材料的ΔE比纯聚乳酸的小,Kg 、σe略有增加。这表明加入RNS降低了复合材料的ΔE,从而有效地促进了PLLA基体的结晶。     

增塑增韧聚丙烯的制备及其性能研究

以液体石蜡作为聚丙烯(PP)的增塑剂,首先将纳米二氧化硅(SiO2)预先分散于液体石蜡中制成纳米溶胶,然后采用双螺杆挤出机将此溶胶与PP熔融共混制备了增塑增韧PP复合材料,研究了液体石蜡和纳米SiO2对PP力学性能和结晶性能的影响。结果表明,经过液体石蜡增塑后,PP的冲击强度可提高90 %;再经过纳米SiO2增韧后,其冲击强度可进一步提高100 %;液体石蜡能够提高PP的结晶度,纳米SiO2能够减小PP的球晶尺寸。     

聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料研究进展

从制备方法、相容性和增强增韧机理3个方面综述了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的研究进展。其中,制备方法包括原位聚合法、溶胶凝胶法和超声波法;增强增韧机理包括裂缝与银纹相互转化机理、物理化学作用机理、微裂纹化机理和临界基体层厚度机理。指出了可以通过对纳米粒子进行表面改性,以降低其表面势能、调节疏水性、增加与基体之间的润湿性和结合力来改善材料的性能。     

纳米二氧化硅补强可生物降解聚酯弹性体的制备与性能

通过原位聚合和界面改性,制备出SiO2含量0phr～20phr(质量份数)的纳米SiO2/聚(癸二酸-丙三醇-柠檬酸)酯复合材料,并研究了其结构与性能。力学性能测试结果表明,改性纳米SiO2对弹性体表现出了优异的补强效果,拉伸强度可从0.9MPa提高到5.3MPa;扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表明,SiO2以纳米网络状态分散于基体中,与基体间界面结合良好;X射线衍射(XRD)谱图从分子短程相互作用的角度反映出SiO2的存在不利于有序结构的生成;差示扫描量热(DSC)曲线显示,随SiO2含量增加,材料的Tg向低温方向移动;降解性能测试表明,SiO2的加入有助于调节材料的降解速度。     

影响二氧化硅硅溶胶黏度、固含量及成膜厚度的工艺因素

为了研究影响硅溶胶一次成膜厚度的因素,以正硅酸乙酯为前驱体,与含有C=C双键的烷氧基硅(KH-570)共同水解,制备出了改性硅溶胶,在薄玻璃片上采用提拉法制备了二氧化硅(SiO2)膜,研究了反应温度、时间及增稠剂LZ-09对SiO2膜层性能及厚度的影响.结果表明:随反应温度增加,膜层厚度也增加,当温度为40℃时,干燥后的膜层不会出现开裂、堆积现象;随反应时间延长,膜厚也增加,当反应时间为2h时,膜层性能最佳;增稠剂的使用能明显提高膜层厚度,当硅溶胶中加入2%(体积分数)增稠剂时,一次性膜厚达到(10±5)μm.     

月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料的制备与性能

以月桂酸为相变材料,二氧化硅为基体,采用溶胶-凝胶法将相变材料嵌入到SiO2网络空间内,制备出月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料。采用IR,SEM及DSC对复合相变储能材料进行了结构、形貌以及热性能表征。结果表明:含相变材料69.1%质量分数的复合材料相变温度为43.1℃,相变潜热高达104.64J/g,相变材料均匀地嵌入到SiO2网络空间内,发生相变时不泄露。同时二氧化硅作为基体材料形成空间传热网格,较大提高了相变材料的导热性能。