纳米SiO_2表面改性及其在WPUA中的应用研究

用γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2进行表面改性,通过光固化法制备纳米SiO2/水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)复合涂膜,考察了纳米SiO2的粒径、改性条件及SiO2和2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)用量对涂膜性能的影响。结果表明,当KH-570用量为10%,反应温度为60℃和反应时间为7 h时,对纳米SiO2表面的改性效果最好;采用粒径为56 nm的改性SiO2所制备的WPUA具有优良的性能;当DMPA的质量分数为6.5%～8.0%时,WPUA乳液的稳定性和外观较好;当加入1.0%改性后的纳米SiO2时,WPUA乳液和涂膜的综合性能较佳。     

亚微米SiO_2微球的制备与改性

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、氨水为催化剂、乙醇为溶剂,通过一种改进的溶胶-凝胶法制备了粒径在400—1000 nm的SiO2微球。为使其在油介质中具有良好的分散性,用三甲基氯硅烷(TMSCl)对所制备的SiO2微球表面进行改性,测定了改性SiO2微球的疏水程度、活化指数及亲水亲油性。扫描电镜及显微分析结果表明:未改性的SiO2微球具有良好的单分散性及球形度,但在润滑油中的分散效果不理想;改性SiO2微球表面疏水程度明显增强,活化指数增大,且在润滑油中分散性良好;并且改性剂三甲基氯硅烷的用量和改性时间对改性效果影响显著。     

氟烷基改性的二氧化硅纳米球的制备与应用研究

以浓氨水为催化剂、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过种子生长法制得二氧化硅纳米球;进一步以十三氟辛基三乙氧基硅烷(F-8261)对二氧化硅纳米球的表面进行改性,得到氟烷基改性二氧化硅纳米球.利用IR、UV、TEM等手段对氟烷基改性纳米球进行了表征.结果表明,改性单体F-8261通过化学键结合在二氧化硅纳米球表面;通过改变催化剂的用量,可制得平均粒径分别为35 nm和86 nm的纳米球.用含氟烷基改性二氧化硅纳米球的乙醇溶液处理玻璃、基准混凝土,其表面与水的的静态接触角分别从32°和0°提高到104°和141°,表明处理过的基材表面具有良好的防水和防污性能.     

基于改性纳米二氧化硅构筑棉织物超疏水表面

本文以γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)为改性剂,对纳米二氧化硅进行表面改性,并将其整理到棉织物上,随后利用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对织物进行修饰,通过两步法获得棉织物超疏水界面.探讨反应条件对改性纳米SiO2的影响,并对改性纳米SiO2和整理后棉织物进行测试表征.结果表明,当温度为30℃,正硅酸四乙酯(rEOS)浓度为3％和APTMS浓度为2％,氨水用量为2 mL时,制备的改性纳米SiO2溶胶平均粒径为65.88nm,PDI为0.096,分散性较好.两步法整理后的棉织物接触角为150.36°,滚动角为8°,实现了超疏水效果,并且洗涤20次后仍具有一定疏水性.     

纳米SiO_2表面化学改性研究

通过γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与纳米SiO2表面的羟基发生化学反应,将KH-570化学键合在纳米SiO2表面,形成化学改性的纳米微粒MPS-SiO2。研究了硅烷偶联剂KH-570的用量、反应温度、反应时间、pH值、溶剂配比对纳米SiO2表面双键含量的影响,利用红外光谱、热失重对改性前、后的纳米SiO2进行了表征。结果表明,纳米SiO2表面成功地实现了化学改性。     

纳米SiO2改性苯丙乳液的制备及其疏水性能

采用甲基丙烯酸十三氟辛酯,γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷反应,制备了含氟单硅氧烷和含氟双硅氧烷;将其用于纳米SiO2改性,再与苯丙乳液共混,制备了纳米SiO2改性苯丙乳液。采用旋涂法制备了涂层,探究了含氟硅烷种类和SiO2用量对涂层的影响。结果表明:涂层具有微纳米结构,提高了粗糙度;含氟双硅氧烷较含氟单硅氧烷改性SiO2效果好,涂层表面水接触角可达148.4°。     

无皂乳液聚合制备SiO_2/PMMA纳米复合胶体微球

采用半连续无皂乳液聚合方法在未经硅烷偶联剂改性的230 nm亲水性SiO2微球表面聚合甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层,制备以SiO2粒子为核、PMMA为壳层的复合胶体微球。研究微球表面形貌、组成、粒径变化规律,探索聚合反应的成核过程和PMMA进料流量对复合微球粒径的影响。结果表明,在未经硅烷偶联剂改性的纳米SiO2表面可形成稳定规整的PMMA壳层,SiO2/PMMA复合胶体微球球型度接近1.0,单分散性较好,多分散度指数(PDI)小于0.04。聚合反应受甲基丙烯酸甲酯(PMMA)单体含量控制,随着PMMA进料流量增加,乳胶粒子成核过程由均相成核过渡为胶束成核,复合微球粒径加速增大,多分散性增强,其粒径可通过调节PMMA进料流量控制。     

羧基表面改性磁性Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子的制备与表征

利用水热法制备四氧化三铁磁性纳米粒子,依次用正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷和丁二酸酐进行表面修饰,制备了表面羧基化改性的Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米粒子。采用红外、透射电镜、振动样品磁强计、X射线粉末衍射分析对其结构和化学官能团进行表征。结果表明,磁性纳米粒子的粒径均一,饱和磁化强度为41.6 emu/g,且表面接枝上了羧基官能团。     

纳米SiO2/PS复合材料的制备及性能

以无水乙醇为溶剂,使用偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对纳米SiO2表面进行了化学改性,采用溶液聚合法在改性后的纳米粒子表面接枝苯乙烯,然后通过熔融共混法制备了纳米SiO2/PS复合材料。利用红外光谱考察了改性前后纳米SiO2与硅烷偶联剂、苯乙烯的相互作用;利用扫描电镜观察了复合材料的断面形貌结构,研究了纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:与纯聚苯乙烯相比,纳米SiO2质量分数为4%时,复合材料的缺口冲击强度提高了7.6%、拉伸强度提高了0.98%,显示出纳米SiO2对聚苯乙烯具有同时增强增韧的效果。     

SiO_2粉体表面改性及其在PET中分散性能的研究

以硅烷偶联剂(KH570)对微米、亚微米和纳米级二氧化硅(SiO2)粉体进行表面接枝改性,借助红外光谱(IR)仪、热重(TG)分析仪和X射线能谱(EDS)仪对改性前后SiO2表面结构进行了表征,采用原位聚合法制得SiO2/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料,利用扫描电镜(SEM)研究了不同粒径改性SiO2粉体在PET中的分散性能。结果表明:KH570可与微米、亚微米和纳米粒径SiO2粉体发生表面接枝反应;SiO2/PET复合材料的SEM观察表明,经过KH570改性后不同粒径SiO2在PET中分散均匀性得到提高。