填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的膜材料,被广泛用于溶液的净化、分离、浓缩过程.但由于它的疏水性,膜在分离过程中极容易受到蛋白质等有机物的污染,会导致膜通量下降,使用寿命缩短.为提高膜的性能,将经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO2粒子填充到聚偏氟乙烯铸膜液中,通过溶胶-凝胶法制得复合膜,并对该膜的形貌、韧性、亲水性和中水处理的性能进行了表征.结果表明,改性的纳米SiO2能够在膜内均匀分散,使复合膜的韧性显著提高,在处理中水过程中纳米SiO2粒子与PVDF结合良好;膜的接触角由83°下降到41°,通量相对稳定,在0.1 MPa操作压力下通量维持在280 L/(m2.h),表明复合膜的耐污染能力大大增强.     

水性自交联纳米复合道路标志涂料的研制

将水性聚氨酯弹性树脂2344用硅烷偶联剂改性,并与纳米二氧化硅、功能多胺聚合物、颜填料和助剂等复配,制得了性能优异的自交联环保型道路标志涂料。该水性纳米复合道路标志涂料具有干燥速度快、强耐磨、耐水和耐老化的特性。硅烷偶联剂改性后的弹性树脂,在涂料中能明显改善涂料的干燥速度、附着力和耐水性。纳米二氧化硅、云母和玻璃粉等功能填料与硅烷偶联剂改性后的弹性树脂和多胺聚合物发挥协同作用,能明显增强涂料的干燥速度、硬度、耐磨性和抗紫外线粉化性能,满足道路标线涂料的特殊性能要求。     

纳米二氧化硅/氧化石墨烯复合物对普通硅酸盐水泥力学性能的影响

氧化石墨烯(GO)在水泥中的分散性较差,限制了其提高水泥基复合材料性能。采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅/氧化石墨烯复合物(GOS),在模拟的水泥孔隙溶液中对比了GO和GOS的分散稳定性;同时,制备了添加纳米片的水泥浆体,研究了GO和GOS对其力学性能的影响。结果表明:GOS在水泥环境中的分散稳定性明显优于GO;与对照组相比,GO/水泥基复合材料的28 d抗折和抗压强度分别提高了20.48%和13.14%,而GOS/水泥基复合材料分别提高了35.42%和23.90%。微观分析表明,GO/水泥基复合材料内部形成花状水化晶体,GOS/水泥基复合材料内部的水化晶体彼此交联,结构致密,降低了水泥脆性,提高了韧性。     

纳米SiO_2表面处理对MC尼龙复合材料结构与性能的影响

为提高MC尼龙的综合性能,采用KH-550硅烷偶联剂处理纳米SiO2,根据阴离子聚合反应制备MC尼龙SiO2纳米复合材料,探讨了表面处理纳米SiO2与熔体的作用机理,并进行复合材料的结构表征与性能测试.研究表明：纳米SiO2表面包覆硅烷偶联剂,其有机官能团氨基进攻聚合反应体系中酰亚胺结构的羰基,两者通过化学键实现界面结...     

Flame retardant,mechanical, and hot air aging properties of ethylene-propylene-diene monomer/ammonium polyphosphate/nano-silic composite rubber

In this work, effect of the ratio of nonhalogenated flame retardants (ammonium polyphosphate [APP] and nano-silica [nano-SiO₂]) on the mechanical, thermal, and flame retardant properties of ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) composite rubber were investigated. Vulcanization characteristics, high temperature compression permanent deformation, thermal oxygen aging, dynamic thermodynamic analysis, thermal stability, cone calorimetry, limiting oxygen index (LOI), horizontal vertical combustion (UL-94), and scanning electron microscopy were carried out. The experimental results showed that the mechanical properties of the composite rubber decreased with the addition of APP. However, the addition of nano-SiO₂ was found to significantly improve the mechanical properties of the composite rubber when it was incorporated. In terms of flame retardant properties of EPDM composite rubber, the combination of APP and nano-SiO₂ has a synergistic flame retardant effect in comparison to the use of single APP flame retardant. The heat release rate of EPDM composite rubber decreased by 34%, the total heat release decreased by 19%, the LOI increased by 76%, and the flame retardant grade of EPDM composite rubber reached V-0. The EPDM composite rubber fabricated in the present study showed excellent fire resistance and desirable mechanical properties, which are of practical significance for further expanding the application ranges of EPDM rubbers.     

硅烷偶联剂对纳米SiO2／NR复合材料结构与性能的影响

用硅酸钠制备纳米SiO2乳液,用氯化铵控制粒径大小,然后与天然胶乳共混共沉制备出SiO2／NR复合材料。采用SEM对SiO2／NR复合材料断面进行分析,观察SiO2粒子大小和形态,并对其力学性能进行测试。结果表明,经过硅烷偶联剂处理的纳米SiO2在复合材料中分散均匀,力争性能较好。     

纳米白炭黑的复合改性及性能表征

为使纳米白炭黑具有强疏水性,在传统硅烷偶联剂改性工艺基础上,引入了硬脂酸进行复合改性,制备出了具有高疏水性能的纳米白炭黑。采用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测试和沉降实验等研究了改性后试样的结构和性能,并讨论分析了复合改性的机理。结果表明:通过硅烷偶联剂改性,白炭黑表面接枝了氨基(—NH2)基团;硬脂酸改性后,—NH2基团与硬脂酸的羧基基团(—COOH)形成酰胺键(—CONH—),白炭黑最终表面形成了疏水性能优异的—(CH2)3COHN—(CH2)16CH3基团。复合改性后的纳米白炭黑表面通过化学键接枝了硬脂酸分子,与水的接触角达到了140°,具有优异的疏水性能。     

Nano-Silica Production by Rice Husk Combustion in a 0.7 MW Double-Circulating Fluidized Bed after Acid Pretreatment

酸预处理稻壳在0.7 MW双循环流化床中燃烧制备纳米SiO2的中试实验

陈佩，别如山

（哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，哈尔滨 150001）

创新点说明：

提出一种将稻壳预处理和双循环流化床燃烧相结合连续制备纳米SiO2的新方法，以该方法在稻壳大规模生产纳米SiO2方面取得了突破性进展，同时也解决了流化床中稻壳燃烧出现的结渣和团聚问题。

研究目的：

将酸预处理后的稻壳在双循环流化床锅炉中燃烧，达到大规模连续制备纳米SiO2的目的，在此基础上也解决了稻壳在流化床中燃烧的粘结团聚问题。

研究方法：

首先采用酸对稻壳进行预处理，提前除去稻壳中阻碍稻壳燃烧的碱金属等，而后将酸预处理后的稻壳在特定设计的0.7 MW的双循环流化床（DCFB）中进行燃烧试验。

1) 通过流化床的运行温度情况、燃烧效率以及烟气排放等方面研究预处理后稻壳在流化床中的实际燃烧情况；

2) 采用SEM扫描电镜、TEM透射电镜、X射线荧光光谱仪和比表面积及孔径分析仪等手段对稻壳在DCFB中不同工况燃烧后不同位置所得稻壳灰进行表征；

3) 对比了本实验所得稻壳灰与其它条件所得稻壳灰的理化性能。

研究结果：

实验结果表明，酸预处理除去了稻壳中大量的金属杂质尤其K，抑制了结晶二氧化硅的形成，因此稻壳在0.7 MW双循环流化床中燃烧状况良好，并未出现粘结团聚问题，并且燃烧效率高达99.5%；燃烧后所得的稻壳灰均为白色颗粒，呈无定形结构，SiO2纯度最高可达98.6wt.%以上，残炭含量最低至0.2wt.%以下，比表面积最高为178m²/g，平均孔径为5-6 nm；与其它条件下所得稻壳灰的性能进行对比后发现，在大规模循环流化床中所得稻壳灰的性能处于优良水平。

结论：

酸预处理提前除去稻壳中的碱金属杂质，不仅解决了稻壳在流化床中的燃烧问题，还大幅提高了稻壳灰的质量。相比于实验室电加热炉中纳米二氧化硅的制备，稻壳酸预处理结合循环流化床燃烧的方法即可大规模连续制备纳米二氧化硅，同时也为工业过程提供热量，这是一种高能量富集的过程。

关键词：稻壳，循环流化床燃烧，预处理，纳米SiO2，稻壳灰

     

SiO_2/N-羟基酰亚胺复合物的制备及其催化性能

采用硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2进行表面改性,并以改性后的SiO2为种子,马来酸酐为单体,成功制备了固载型SiO2/N-羟基酰亚胺复合物催化剂。采用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和X射线能谱对催化剂进行了表征。将该催化剂用于肉桂醇的氧化反应,考察了各种因素对反应性能的影响。实验结果表明,当SiO2/N-羟基酰亚胺复合物:Co(OAc)2=5∶4时,于120℃,0.6MPa氧压下反应16h,56%的肉桂醇发生转化,氧化产物肉桂醛达53.2%。探讨了SiO2/N-羟基酰亚胺复合物/Co(OAc)2催化氧化肉桂醇的反应机理。     

纳米SiO2对环氧丙烯酸树脂的改性研究

以丙烯酸树脂合成单体为原料,加入纳米SiO2,制备了纳米氧化硅改性的丙烯酸树脂预聚体.与环氧树脂继续共聚,得到纳米氧化硅改性的环氧丙烯酸树脂.通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)、热失重(TG)及涂膜性能测试,对产物进行了一系列研究与表征.结果表明:纳米SiO2均匀分布在共聚物中,说明纳米SiO2中的羟基参与...