硅烷偶联剂对聚苯胺/钛酸钡复合粒子的结构影响

采用不同类型的硅烷偶联剂对钛酸钡进行表面修饰,实施接枝聚合,制备聚苯胺/钛酸钡核壳结构的复合粒子.借助SEM、XRD和TG等分析方法对复合粒子的表观形貌和结构进行表征,应用Gaussian 03软件对硅烷偶联剂分子在钛酸钡表面接枝的几何构型进行计算.理论计算与实验结果表明,采用硅烷偶联剂后,在钛酸钡表面有效地实施了接枝聚合,硅烷偶联剂的类型对包覆量和复合粒子的密度有着显著的影响,反应型的硅烷偶联剂能够更好地作用于钛酸钡的表面,形成稳定核壳结构的复合粒子.     

壳核型聚苯胺/钛酸钡复合电流变材料的制备及表征

采用溶液聚合的方法,在经过硅烷偶联剂表面修饰的钛酸钡微粉表面原位聚合聚苯胺,得到聚苯胺/钛酸钡壳核结构(BaTiO3/PAn)的有机-无机复合粒子.借助SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG等分析手段研究了复合粒子的形貌、结构及热性能.利用改装后的旋转粘度计分别对钛酸钡和聚苯胺/钛酸钡复合颗粒的电流变性能进行研究.结果表明利用硅烷偶联剂成功地在钛酸钡粒子表面接枝合成聚苯胺,聚苯胺/钛酸钡复合颗粒电流变液的电流变性能明显比纯钛酸钡的电流变性能有所提高.     

纳米粒子表面修饰与改性--SiO2纳米粒子表面接枝聚合

通过硅烷偶联剂处理SiO2纳米粒子并向其表面引入双键使其功能化，采用溶液聚合方法在SiO2纳米粒子表面进行接枝聚合实现高分子对SiO2纳米粒子的表面包覆处理，制得SiO2／PMMA复合纳米粒子，采用IR、XPS对SiO2纳米粒子表面结构进行了表征研究。     

聚苯乙烯/纳米SiO2复合颗粒制备与表征

为改善二氧化硅(SiO2)纳米粒子与聚合物基体间的亲和性,使SiO2表面功能化,将硅烷偶联剂KH-570引入C=C基团,采用乳液聚合方法在纳米SiO2粒子表面接枝苯乙烯(St)单体,实现了纳米二氧化硅表面的聚苯乙烯(PS)高分子包覆改性,制备了具有核/壳结构的SiO2-PS复合纳米粒子,产物的单体转化率和接枝效率在80%以上.研究了二氧化硅含量和偶联剂用量对聚合反应的单体转化率和接枝效率的影响,探讨了偶联剂的作用机理,利用FT-IR、TEM、TG对SiO2-PS复合粒子的表面结构进行了表征.结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,壳层厚度在20nm左右,乳液聚合过程可有效使二氧化硅的团聚体剥离呈纳米级颗粒.     

双亲性纳米TiO2复合粒子的制备与研究

采用疏水型硅烷偶联剂KH570表面接枝改性纳米TiO2,引入化学键结合的不饱和双键,再通过无皂乳液聚合法合成双亲性聚丙烯酸(PAA)-g-硅烷偶联剂KH570-g-纳米TiO2复合粒子.研究了偶联剂用量对纳米TiO2粒子分散性以及聚合条件对聚合物接枝率变化和微观形态的影响.红外光谱和热重测试分析结果表明,纳米TiO2表面偶联剂接枝率为7.62％,聚合物接枝率达61.3％;透射电镜观察表明,偶联剂处理使纳米TiO2的亲油性和分散性均提高,聚合物接枝后的复合粒子能够在有机溶剂中分散均匀且粒径增加至30nm左右.     

苯乙烯在纳米TiO_2表面的接枝聚合

纳米填料与塑料共混,可以改善塑料的强度、韧性.但是纳米填料与塑料的相容性差,需要对纳米材料进行表面改性.采用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷对纳米Ti02进行表面处理,在其表面引入双键,然后与苯乙烯共聚,制备表面接枝聚苯乙烯的纳米TiO2粒子,拟用于聚苯乙烯抗冲击改性.采用红外光谱、扫描电镜、原子力显微镜对接枝聚合后的纳米TiO2粒子的形貌进行观察,并且采用热失重分析法定量表征纳米材料表面的接枝率.结果表明:通过悬浮聚合,TiO2粒子表面成功接枝聚合了聚苯乙烯.     

炭黑粒子表面改性及其电磁特性研究

采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡改性炭黑的复合粒子,并观察和分析了改性后粒子的颗粒结构、体电阻率和介电性能.经XRD分析可知复合粒子中存在钛酸钡和炭黑;TEM和SEM研究表明,通过溶胶-凝胶法在炭黑表面包覆了钛酸钡绝缘层,从而使得改性后的炭黑粒子之间不能建立发达的导电网络,复合粒子导电性能降低.研究表明钛酸钡改性对复合粒子的电导率和介电性能有着重要影响.     

纳米镍粒子表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯

采用丙烯酸(AA)和盐酸(HC l)处理纳米镍粉,通过乳液聚合方法,在纳米镍粉存在下甲基丙烯酸甲酯(MM A)原位聚合,形成纳米镍/聚甲基丙烯酸甲酯(nanoN i/PMM A)复合粒子。IR分析表明,AA通过化学键与纳米镍粒子结合,颗粒表面引入了C=C基团;采用XRD,IR,TGA,DSC,TEM等分析手段分别对含有盐酸处理的纳米镍粉的复合粒子(HC l-nanoN i/PMM A)及含有AA处理的纳米镍粉的复合粒子(AA-nanoN i/PMM A)进行了分析表征。结果表明,MM A在AA-nanoN i表面接枝聚合,纳米镍粉表面的双键参与了聚合反应,形成了具有核壳结构的复合粒子。     

改性钛酸钡/聚间苯二甲酰间苯二胺复合薄膜的制备与介电性能

通过在钛酸钡纳米颗粒表面羟基化处理后用十八烷基异氰酸酯进行化学接枝改性,然后将改性后的钛酸钡纳米粒子加入到聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)浆液中,采用刮涂法制得耐高温的高性能PMIA介电复合薄膜。通过红外研究了复合粒子表面官能团变化;通过热重研究复合薄膜和复合粒子的热稳定性;利用X射线光电子能谱分析材料的元素成分和相关的化学键种类,表明十八烷基异氰酸酯成功地接枝到纳米钛酸钡表面;通过扫描电镜研究了复合薄膜的断面形貌,表明经过改性后的纳米钛酸钡改善了其与PMIA基体的相容性;通过宽频介电阻抗谱仪研究不同条件下复合薄膜的介电性能变化。结果表明,当改性钛酸钡纳米粒子质量分数为15%时,复合薄膜的介电常数是纯PMIA膜的5.4倍,同时保持了较低的介电损耗;同时,当温度到达120℃时,复合薄膜依然保持了良好的介电性能,能满足高温环境的应用要求。     

利用开环聚合和原子转移自由基聚合在纳米二氧化硅表面接枝聚合物

利用硅烷偶联剂KH-550处理纳米二氧化硅(SiO_2)表面,得到氨基化的SiO_2,再通过溴异丁酸缩水甘油酯与氨基的开环反应,在SiO_2表面同时键接了开环聚合(ROP)的引发剂-OH和原子转移自由基聚合(ATRP)的引发剂-Br(SNPs-fOH/Br)。以SNPs-f-OH/Br为引发剂,分别进行ROP和ATRP,在纳米SiO_2表面接枝了聚己内酯(PCL)和聚苯乙烯(PS)混合聚合物刷(Mixed brush)。采用红外光谱、透射电镜、热失重、凝胶渗透色谱等方法对所得到的复合粒子进行了表征和测试。研究结果表明,混合聚合物刷成功接枝到了纳米SiO_2表面,通过控制聚合时间可以控制2种接枝聚合物的相对分子质量。本方法为纳米粒子表面接枝混合聚合物刷提供了一种简便的方法。     

纳米钛酸钡掺杂聚酰亚胺基高介电复合薄膜的制备及性能

采用原位聚合法和高速砂磨法制备了纳米钛酸钡/聚酰亚胺高介电常数复合薄膜,分析了不同制备方法及钛酸钡粉体用量对复合薄膜结构和性能的影响。实验结果表明,高速砂磨法对于纳米钛酸钡粉体的分散效果优于原位分散法;钛酸钡粉体的引入,有效提高了复合薄膜的热稳定性和介电性能。当粉体的体积分数达到50%时,复合薄膜介电常数相较于纯膜提高了10倍,而介电损耗只有少量增加。     

KH-570接枝改性碳纤维/乙烯-醋酸乙烯共聚物复合泡沫材料的制备及表征

采用浓H₂SO₄/浓HNO₃混合酸对碳纤维(CF)进行表面氧化处理得到氧化碳纤维(OCF),再利用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)与OCF进一步反应得到KH-570接枝改性碳纤维(KCF),随后将其应用于乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合泡沫材料中。利用FTIR、XPS、Raman、FESEM和电子万能试验机等考察了碳纤维的表面改性效果以及碳纤维/EVA复合材料的结构与性能。结果表明:氧化和接枝反应均可以增加碳纤维表面的活性官能团含量和粗糙度,从而改善碳纤维与EVA基体之间的相容性,使碳纤维/EVA复合泡沫材料的物理性能得到改善。相同条件下,KH-570接枝改性碳纤维/EVA复合泡沫材料的物理性能更优异。      

碱式氯化镁晶须表面接枝甲基丙烯酸甲酯聚合反应的研究

采用卤水法自制纳米级碱式氯化镁晶须（nano-BMC）为原料, 晶须表面经硅烷偶联剂γ-MPS处理后, 以水溶性引发剂K₂S₂O₈（KPS）在乙醇/水混合溶剂中引发甲基丙烯酸甲酯（MMA）进行表面接枝聚合反应, 制备了nano-BMC/γ-MPS/PMMA纳米复合材料, 通过FT-IR、SEM、XRD表征了nano-BMC/γ-MPS/PMMA纳米复合材料的结构及形态, 讨论了反应条件对晶须形貌保存、接枝聚合反应效果的影响. 结果表明：反应条件对nano-BMC晶须形貌有明显的影响; 乙醇/水介质配比为8∶2、反应温度82℃、反应时间6h时, nano-BMC晶须形貌能够被较好地保存, 且接枝效率达到最高（56.1%）.     

大分子偶联剂的合成及其对SiO_2/三元乙丙橡胶复合材料性能的影响

为改善SiO2在三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料中的分散性并获得良好界面性能,通过传统自由基聚合法合成了一系列不同接枝率的大分子偶联剂,即EPDM、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)的三元共聚物。采用不同接枝率的大分子偶联剂对SiO2/EPDM复合材料进行改性。通过FTIR、1 H-NMR、TGA、DMA和SEM对三元共聚物的结构和SiO2/EPDM复合材料的性能进行研究。结果表明:添加了大分子偶联剂的SiO2/EPDM复合材料的相容性得到了显著改善,拉伸强度和撕裂强度比未经偶联剂处理的SiO2/EPDM复合材料分别提高了109.4%和44.0%;SiO2表面改性后的SiO2/EPDM复合材料的储能模量和玻璃化转变温度有所升高。     

硅烷自组装膜对制备于多孔性基底上导电聚吡咯薄膜性能的影响

采用硅烷偶联剂对在多孔性绝缘Al2O3膜基底上形成的导电聚吡咯(polypyrrole, PPy)薄膜的形貌及导电性能进行了改善,并探讨了硅烷自组装膜与导电PPy薄膜的形成机理.用硅烷偶联剂对Al2O3膜表面进行改性后,形成了与基底牢固结合的硅烷自组装膜,然后通过化学聚合法在自组装膜上制备得到了均匀致密的PPy薄膜.结果表明:硅烷偶联剂有效地改善了PPy薄膜的均匀性及其与基底的附着性,电导率从5.4S/cm提高到了16.6S/cm.     

BaTiO3颗粒对分散剂PMAA-NH4的吸附机制研究

通过ζ电位测量及PTIR分析，研究了BaTiO3颗粒对阴离子型分散剂PMAA－NH4的吸附机制。结果表明，加入PMAA－NH4后，由于BaTiO3颗粒表面上存在Ba-OH2^ 的正电荷中心，从而吸附了分散剂的阴离子，使BaTiO3表面带电特性改变，等电点由pH＝5.1移至pH=3.5，当pH=10，PMAA－NH4的加入量为0．8wt％时，BaTiO3颗粒表面吸附达到饱和，可以得到稳定性好的BaTiO3悬浮体。     

不同偶联剂对介孔分子筛MCM-41的表面修饰及对MCM-41/环氧树脂性能的影响

使用2种硅烷偶联剂(KH550和KH792)对介孔分子筛MCM-41进行表面改性,采取氮气吸附-脱附、FTIR和TGA等进行表征,并采用原位聚合法制备了MCM-41/环氧树脂复合材料,研究了偶联剂种类和MCM-41用量等对复合材料固化过程及性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂可与MCM-41表面的硅羟基反应,在分子筛内外表面接枝上功能化基团。经表面修饰的MCM-41比表面积下降为原来的1/5,KH550在MCM-41表面接枝率仅为KH792的一半。KH550与MCM-41外表面反应得更充分,KH792对MCM-41孔道内壁的修饰效果更强。固化动力学结果表明:KH792的功能化基团有伯胺和仲胺,与环氧树脂具有更高的反应活性,但不利于环氧大分子进入孔道,仅以球形粒子的形式添加在环氧树脂中;KH550表面修饰的MCM-41可使环氧大分子进入孔道内形成互穿结构。KH550表面修饰体系更多体现出MCM-41多孔的特征,形成了有机-无机互穿结构的复合体系,大幅度提高了储能模量和玻璃化转变温度。KH792表面修饰体系则呈常规球形纳米粒子的特征,其储能模量和玻璃化转变温度较纯环氧树脂有所提高但幅度不大。     

Co_3O_4纳米粒子的表面接枝改性研究

以含乙烯基的硅烷偶联剂(A-151)处理Co3O4纳米粒子,在Co3O4粒子表面引入乙烯基,然后以K2S2O8为引发剂,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,采用乳液聚合,在Co3O4粒子表面接枝甲基丙烯酸丁酯,研究了影响Co3O4纳米粒子表面接枝的有关因素,并优化工艺参数。采用红外光谱、X射线光电子能谱等手段对表面接枝进行了表征。结果表明,甲基丙烯酸丁酯已经被成功地接枝到纳米Co3O4粒子的表面。热流传感器的热流灵敏度测试结果表明,Co3O4粒子表面改性后,它与硅树脂的复合涂层提高了热流传感器的热流灵敏度,相对于未处理的Co3O4粒子涂层,传感器灵敏度从0.052 mV.cm2/W提高到了0.065 mV.cm2/W。     

Nucleation of polystyrene latex particles in the presence of gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane: functionalized silica particles

Silica/polystyrene nanocomposite particles with different morphologies were synthesized through emulsion polymerization of styrene in the presence of silica particles previously modified by gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS). Grafting of the silane molecule was performed by direct addition of MPS to the aqueous silica suspension in the presence of an anionic surfactant under basic conditions. The MPS grafting density on the silica surface was determined using the depletion method and plotted against the initial MPS concentration. The influence of the MPS grafting density, the silica particles size and concentration and the nature of the surfactant on the polymerization kinetics and the particles morphology was investigated. When the polymerization was performed in the presence of an anionic surfactant, transmission electron microscopy images showed the formation of polymer spheres around silica for MPS grafting densities lower than typically 1 micromole x m(-2) while the conversion versus time curves indicated a strong acceleration effect under such conditions. In contrast, polymerizations performed in the presence of a larger amount of MPS moieties or in the presence of a non ionic emulsifier resulted in the formation of "excentered" core-shell morphologies and lower polymerization rates. The paper identifies the parameters that allow to control particles morphology and polymerization kinetics and describes the mechanism of formation of the nanocomposite colloids.