溶胶-凝胶法改性纳米SiO2对聚丙烯性能及结晶过程的影响

采用溶胶-凝胶方法,以钛酸丁酯为先驱体在纳米SiO2表面包覆改性,通过共混得到SiO2/聚丙烯复合材料,测试了复合材料的力学性能,发现随着纳米SiO2加入量的增加,复合材料的性能先增后降,拉伸强度可以提高50%.从TEM照片可以看出,纳米SiO2粒子在塑料中分散均匀.XRD和SEM证明,纳米SiO2的加入,诱导了PP中β-PP晶相的生成,同时纳米SiO2粒子在复合材料受到冲击时诱导基体发生剪切屈服形变,从而使复合材料力学性能尤其是冲击和拉伸强度得以改善.     

纳米SiO2表面接枝改性及其结构表征

为了提高纳米SiO2粒子与环氧树脂基体的界面作用力,促进其在基体中的分散,选择苯乙烯和马来酸酐作为单体对纳米SiO2粒子进行化学接枝改性。用红外光谱和核磁共振法对接枝的纳米粒子进行表征,用透射电镜和动态光散射对粒子分散性进行研究,结果表明,接枝链通过化学键接在纳米粒子表面,使得粒子分散性能得到提高。对影响接枝效果的引发剂浓度、单体浓度、反应时间、引发剂引发时间等因素进行了优化,得到了纳米粒子接枝的最佳反应条件。     

水性UV聚氨酯丙烯酸酯/二氧化硅复合材料的制备及涂膜性能

目的 制备光固化水性聚氨酯改性丙烯酸酯/二氧化硅（WPUA/SiO2）复合材料,提高水性光固化聚合物材料的涂膜性能。方法 制备含双键官能化的二氧化硅纳米粒子,将其引入到制备的可光固化聚氨酯改性丙烯酸酯乳液体系中,制备水性UV固化WPUA/SiO2复合乳液,研究复合材料制备方法,分析体系中官能化二氧化硅纳米粒子的分散稳定性及其对涂膜形貌、透光性、硬度等性能的影响。结果 由于WPUA和官能化二氧化硅纳米粒子均含有C==C,所制备的WPUA/SiO2复合材料可以用UV光进行固化,官能化二氧化硅纳米颗粒由于表面存在有机分子链,与水性聚氨酯改性丙烯酸酯相容性提高,使得二氧化硅纳米颗粒掺杂量达到10％（质量分数）时可存储稳定性达30天以上。固化后涂层的透光性和力学性能明显提升,涂层铅笔硬度达到3H,粘附性为1级,抗冲击强度大于50 kg?cm。结论 制备的WPUA/SiO2复合体系具有良好的稳定性,改性纳米粒子的掺杂对水性UV固化聚氨酯改性丙烯酸酯的力学性能有明显改善,且可提高复合涂层的透光性。     

纳米银/环氧树脂复合电介质的电导特性

研究了纳米银(Ag)/环氧树脂(EP)复合材料的直流体积电阻率和强场电导。结果表明,在环氧树脂中微量添加小尺寸的银纳米粒子后,复合材料的体积电阻率比纯环氧树脂有明显提高,并且电阻率的增加与银粒子尺寸、含量,以及基体聚合物的特性有关。对复合材料强场电导的研究表明,小尺寸的银粒子在聚合物中分散良好时,复合物的强场电导表现出库仑阻塞特性,即纳米粒子可限制载流子的迁移。而当纳米粒子的粒径过大或添加较多时,复合材料在强电场下表现出对电荷的捕获与脱陷,具有明显的空间电荷限制电流特性。热刺激电流特性反映出纳米粒子与聚合物在界面处形成深陷阱是产生空间电荷限制电流的原因     

纳米SiO_2-稀土元素复合改性环氧树脂防腐蚀涂料的耐蚀性

通过在溶胶凝胶过程中原位添加硝酸钬、硝酸铒、硝酸钐稀土金属,制备改性纳米SiO2,并将其添加到环氧树脂中得到一种纳米SiO2-稀土金属复合改性环氧树脂涂料。用红外光谱仪对改性前后的纳米粒子进行了结构表征;采用电化学方法测试了复合改性环氧树脂涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明,添加纳米SiO2-硝酸铒复合改性环氧树脂涂料的防腐蚀性能最佳。     

纳米防腐耐磨涂料的制备及其性能研究

制备了一种纳米防腐耐磨涂料,为了考察纳米材料在防腐耐磨涂料中的作用机制,对其进行性能检测和各种技术表征,研究结果表明:纳米SiO2由于呈三维网络结构和高的表面活性,大大增强了涂层的致密化和结合力;微量的SiC纳米粒子能有效提高环氧树脂的耐磨性.纳米SiC粒子和基体环氧树脂之间建立了较强的相互作用(包括化学键合与物理作用),材料界面强度得以提高,从而大大提高了涂层的耐磨防腐性能.     

影响纳米碳酸钙在聚苯乙烯中分散因素的研究

利用钛酸酯偶联剂NDZ-401处理纳米碳酸钙,采用熔融法制备了聚苯乙烯基纳米碳酸钙复合材料.利用直剪仪表征了偶联剂NDZ-401对纳米碳酸钙团聚体的团聚强度和内摩擦系数的影响,利用透射电子显微镜(TEM)和图像分析软件观察和统计分析了分散在聚苯乙烯基体中的纳米碳酸钙粒子的粒径,探讨了复合材料制备过程中粒子特征、分散工艺、基体性能等对纳米粒子分散程度的影响.结果表明,经1.5%(质量分数,下同)左右NDZ-401处理的纳米碳酸钙具有良好的可分散性;采用熔体流动速率较高的聚苯乙烯为基体有利于提高纳米碳酸钙在聚苯乙烯中的分散程度;但过度延长分散混炼时间不能显著改善纳米碳酸钙在聚苯乙烯中的分散程度.     

原位分散法制备纳米SiO2改性涂料及其光老化性能

室温下以正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇和氨水为原料,通过改性Stober方法制备了含粒径200 nm、无团聚、均匀分散的纳米SiO2球形粒子的浓缩液,使用这种稳定的纳米浓缩液制备了纳米SiO2改性聚丙烯酸酯(PEA)涂膜紫外可见光谱分析表明,该纳米SiO2粒子对200 nm～400 nm的紫外光具有强烈的屏蔽作用,可以大幅度提高pEA膜在紫外辐照下的耐老化性能.使用以纳米SiO2粒子的浓缩液为纳米改性添加剂的原位分散法纳米涂料制备工艺,制备了纳米SiO2改性PEA外墙涂料;按GB/T9755-2001国家标准的人工老化性能测试表明,原位分散法纳米SiO2改性PEA外墙涂料人工老化1 800 h无粉化,远超国标优等品600 h的要求.     

纳米SiO2粒子/镍基复合镀层腐蚀行为

将纳米SiO2粒子通过超声分散引入到化学镀Ni-P合金镀液中,在碳钢基体表面共沉积得到纳米SiO2粒子/镍基复合镀层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Ni-P镀层和纳米SiO2粒子/镍基镀层的微观结构形貌进行了分析;采用失重法和电化学方法研究了纳米SiO2粒子/镍基复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米SiO2粒子/镍基复合镀层仍是非晶态,纳米SiO2粒子的加入提高了镀层的致密性,提高了镀层的耐腐蚀性能。     

纳米SiO2改性输电铁塔防腐蚀涂料

采用超声分散纳米SiO2,同时添加分散剂保护新生纳米SiO2粒子,在一定程度上改善了纳米SiO2团聚的现象,并将分散好的纳米SiO2加入氟碳面漆,用以改性氟碳面漆的性能。选用硅烷偶联剂KH570、CH超分散剂、BYK-163三种分散剂。结果表明,超声分散时间为30min左右,硅烷偶联剂KH570分散纳米SiO2的效果最好;纳米SiO2改性后的氟碳面漆,机械性能与耐化学试剂性能均有了较大改善,各项性能均达到国家标准。     

热处理对n-SiO2／Ni镀层接触疲劳性能的影响

用电刷镀技术制备了n-SiO2／Ni复合刷镀层，分析了复合镀层的微观组织，测试了该镀层的接触疲劳性能，考察了热处理对组织和接触疲劳性能的影响，并与纯镍镀层进行了对比。结果表明，复合镀层的组织细小，纳米颗粒呈弥散分布；热处理后n-SiO2／Ni的接触疲劳寿命超过130万次，是热处理后纯镍镀层的4．67倍，与镀态n-SiO2／Ni的接触疲劳性能相当。热处理后n-SiO2／Ni镀层的疲劳断口呈塑性变形特征，热处理能在一定程度上改善复合镀层在接触疲劳过程中的塑性变形能力。     

电刷镀Ni／n-SiO2复合镀层的形貌及摩擦学性能研究

利用脉冲换向电刷镀方法制得了Ni／n—SiO2复合镀层，并对镀层进行了表面形貌观察和分析，测试了镀层的摩擦学性能，与直流工艺条件下的快镍镀层和Ni／n—SiO2复合镀层相比，采用脉冲换向电刷镀工艺得到的Ni／n—SiO2复合镀层，由于脉冲换向电流的细晶强化作用和纳米颗粒的弥散强化作用，镀层致密、晶粒团尺寸细小、硬度高、摩擦系数低，因此耐磨性能更好。     

尼龙1010/n-SiO2复合涂层摩擦学性能研究

探讨了纳米SiO2（n-SiO2）对火焰喷涂尼龙（Nylon）1010涂层干摩擦磨损性能的影响，采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试；并利用扫描电子显微镜（SEM）对复合涂层的磨损表面进行观察。结果表明：n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性，降低摩擦因数，疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻，当n-SiO2含量为1．5％时复合涂层综合性能较好。     

Influence of heat treatment on microstructures and micro-hardness of n-SiO2/Ni composite coating

The n-SiO2/Ni composite electro-brush plating coating was prepared on the 1045 steel substrate. SEM and TEM were utilized to analyze the surface and cross-section morphologies or the microstructures of the composite coating before and after heat treatment, as well as a micro-hardness tester was used to measure the micro-hardness before and after heat treatment. The results show that the entrance of nano SiO2 particles into composite coating makes the micro-hardness higher. After heat treatment, due to the obstruction to growth of Ni crystals from nano particles, the composite coating still possesses a higher micro-hardness than that of common Ni-base coating.     

火焰喷涂EAA/n-SiO2复合涂层热力学性能

采用火焰喷涂的方法制备了EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)及其纳米SiO2(n-SiO2)复合涂层,利用电子拉力机、傅立叶红外光谱仪(FTIR),差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)对涂层的力学性能、热性能等进行了测试分析.结果表明:在适当的喷涂工艺条件下,物料在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解;DSC、TG分析表明n-SiO2具有明显的成核剂作用,n-SiO2的加入提高了复合涂层的结晶度,加速复合涂层的结晶速度;在n-SiO2含量为2.0%时,复合涂层表现出较好的综合性能,涂层与基体的结合强度达到26.30MPa,涂层自拉伸强度为33.87MPa,较纯涂层提高了30.6%.     

纳米颗粒对镍刷镀层组织及性能的影响

应用纳米复合电刷镀技术制备了纳米氧化铝/镍复合镀层,采用透射电镜、XPS等现代分析技术和性能评价手段研究了纳米颗粒对镍刷镀层组织和性能的影响.结果表明:纳米颗粒在复合刷镀层中弥散分布、粒度均匀,与基质镍金属以化学键结合;纳米颗粒增加了基质金属的成核率,细化了镀层组织,显著提高了刷镀层的硬度和耐磨性.与镍金属刷镀层相比,复合刷镀层硬度和耐磨性分别提高0.5倍和1.5倍以上.复合刷镀层的组织特征合理地解释了纳米颗粒对其性能影响的机理.     

Properties and strengthening mechanism of brush plated nanoparticle reinforced composite coatings

Nanoparticle reinforced nickel matrix composite coatings, such as n-Al2O3/Ni, n-SiO2/Ni, n-SiC/Ni and n-TiO2/Ni, were fabricated by brush plating technique. Hardness, wear resistance and contact-fatigue resistance of the composite coatings were determined, and strengthening mechanism of the composite coatings was discussed. Results show that the composite coatings have superior properties to the Ni metal coating. Compared with properties of brush plated Ni metal coating, the composite coatings have hardness over 1.5 times and wear resistance capability of about 2.5 times. The strengthening mechanism of the composite coatings mainly includes fine-crystal grain effect, nanoparticle dispersion effect and dislocation effect.     

n-Al2O3/Ni复合电刷镀层滑动磨损性能

为了提高材料在含磨粒油润滑条件下的摩擦磨损性能，制备了n-Al2O3／Ni电刷镀复合镀层，采用扫描电镜观察了镀层的表面和截面组织以及纳米颗粒在复合镀层中的分布，以GCr15钢为对摩件对比了复合镀层与快速镍刷镀层以及45钢的摩擦磨损性能，并且对磨损试样表面的形貌和成分进行了分析。结果发现，纳米颗粒的加入细化了镀层组织，改善了镀层与基体的结合，提高了镀层的硬度；材料在含细沙油润滑条件下的磨损量与时间呈线性关系，复合镀层的摩擦系数和磨损量小于快速镍镀层和45钢。     

TiO2溶胶对Cu-Sn镀层微观组织结构和性能的影响研究

为了进一步提高Cu-Sn镀层的硬度和耐磨性,在保持镀层自润滑性能的基础上,采用纳米溶胶技术与复合电镀技术相结合的方法,将纳米TiO₂溶胶加入到电解液,制备获得TiO₂纳米粒子强化的Cu-Sn-TiO₂复合镀层。通过对显微硬度、摩擦学性能和微观组织结构的分析表明,适量纳米TiO₂溶胶的加入,细化了Cu-Sn镀层组织,提高了镀层的致密性,硬度和耐磨性均较Cu-Sn镀层显著提高。     

纳米Al2O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散-搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究。结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加入显著提高基体合金的力学性能。与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58%、59%和16%。