有机无机杂化丙烯酸乳液的制备及涂膜性质研究

为了制备一种疏水抗覆冰涂料,采用种子半连续乳液聚合法,通过添加乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)和纳米二氧化硅粉末,分别合成了纯丙乳液、硅丙乳液和纳米二氧化硅/硅丙复合乳液,并将乳液涂覆在铝片表面,室温干燥成膜.利用红外光谱、粒度分析、扫描电镜等测试手段对3种乳液及其涂膜性能进行表征.结果表明:添加A-151可以使涂膜交联度提高到95%,吸水率降低到5%;添加纳米二氧化硅,可提高乳液涂膜的热分解温度,使乳液粒径大小分布均匀.此方法中,A-151和纳米二氧化硅改性的乳液涂膜疏水作用有限,仅使接触角增加到约30°.     

二氧化硅形态对有机-无机复合弹性乳液涂膜性能的影响

采用预乳化、半连续种子乳液聚合法为聚合工艺,利用无机二氧化硅改性纯丙烯酸酯弹性乳液,使之兼有有机相和无机相的优点,制备有机-无机复合弹性乳液。分别选用3种不同形态的二氧化硅(纳米二氧化硅粉体、硅溶胶、正硅酸乙酯和A-151)进行对比试验,考察了二氧化硅形态对聚合物膜力学性能、吸水率、光学性能、耐热性等性能的影响。结果表明:二氧化硅形态对有机-无机复合弹性乳液涂膜性能有较大影响,二氧化硅以正硅酸乙酯和A-151的加入方式为最佳。     

改性的光棒废料粉末填充EVA的复合材料性能研究

为了探索光纤预制棒废料(主要成分为二氧化硅)在聚乙烯-聚醋酸乙烯酯(EVA)材料领域的应用,将经过烘干、研磨和煅烧处理后的废料分别由A-151改性和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆改性制备了纳米粉末Si O2/A-151和Si O2/PMMA,然后把制得的改性纳米粉末与EVA熔融共混制备Si O2/A-151/EVA和Si O2/PMMA/EVA纳米复合材料,研究了复合材料的磨耗和拉伸性能(拉伸强度和断裂伸长率)与粉末质量分数的关系。疏水性测试结果表明改性后的粉末疏水性好。关于磨耗性能,粉末填充质量分数为1%~2%时两种复合材料较纯EVA都有显著提高,其中质量分数都为1%时提高最多。关于拉伸性能,填充质量分数为1%~4%的Si O2/A-151粉末和1%~3%的Si O2/PMMA粉末都能提升EVA的拉伸强度和断裂伸长率;两种复合材料的拉伸性能都随粉末质量分数的增大先增大后减小;Si O2/A-151、Si O2/PMMA粉末填充质量分数分别为1%、2%时,复合材料的拉伸强度达到最大值,二者填充质量分数在3%时断裂伸长率都达到最大。     

水合二氧化硅/丁苯橡胶复合材料性能研究

研究了在水合二氧化硅制备过程中对其产品质量的影响因素;乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂(A-151)改性水合二氧化硅,改性水合二氧化硅具有良好的疏水性;并用改性水合二氧化硅补强丁苯橡胶,考察了补强后橡胶的拉伸强度、定伸应力等力学性能。当盐酸浓度为40%时制得的水合二氧化硅改性后补强丁苯橡胶所得复合材料综合性能最佳。     

鞣酸改性纳米二氧化硅对UV固化涂料性能的影响

通过在纳米二氧化硅-乙醇悬浮液中加入一定量鞣酸的方法,在纳米二氧化硅表面引入羟基等活性基团对纳米二氧化硅进行表面改性,并用SEM、FTIR和TG等手段对鞣酸表面改性纳米二氧化硅的改性机理进行研究。利用交流阻抗图谱(EIS)研究包覆后二氧化硅对UV固化涂料的防腐蚀性能。结果表明:鞣酸是以化学键合的方式接枝到纳米二氧化硅表面,改性后的纳米二氧化硅分散良好,鞣酸改性纳米SiO2能极大提高UV固化涂层防腐蚀效果。     

苯基三甲氧基硅烷改性纳米二氧化硅的制备及其应用

采用偶联剂苯基三甲氧基硅烷(PTMS)对纳米二氧化硅进行改性,研究反应温度、反应体系pH值、反应时间及偶联剂PTMS用量对改性纳米二氧化硅活化度和表面羟基数的影响,采用X射线衍射分析、热重分析、傅里叶变换红外光谱分析和透射电子显微镜分析等对改性前后纳米二氧化硅结构进行表征,考察改性纳米二氧化硅对丁苯橡胶(SBR)的补强效果。结果表明:当反应温度为80℃、反应体系pH值为3.5、反应时间为90 min、偶联剂PTMS用量为纳米二氧化硅用量的6.85%时,改性纳米二氧化硅的活化度达到100%,表面羟基数最小,为0.99个·nm~(-2);与使用未改性纳米二氧化硅补强的SBR胶料相比,使用改性纳米二氧化硅(优化工艺条件下改性)补强的SBR胶料的门尼粘度明显下降,t90明显缩短,拉伸强度提高4.5%,拉断伸长率提高9%,DIN磨耗量降低21%。     

改性纳米二氧化硅制备及FTIR分析初探

以正硅酸乙酯为硅源,乙醇为溶剂．氨水为催化剂,Stober溶胶．凝胶法合成纳米二氧化硅。KH－550硅烷偶联荆改性纳米二氧化硅。改性轴米二氧化硅的宏观形貌呈白色粉末状。傅里叶交换红外（FTlR）分析结果表明改性纳米二氧化硅并未政变纳米二氧化硅的体相成分和晶体结构,只是使其表面的部分羟基与硅烷偶联剂作用生成Si－0键,疏水性增强。     

含羟基柔性链段纳米二氧化硅的制备及其对高速列车涂层性能的影响研究

采用两步法对纳米二氧化硅进行有机无机杂化改性,首先通过异氰酸酯的桥接作用,在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,再利用环氧基团的碱式开环反应,形成可参与交联固化的羟基,制备了表面接枝含羟基柔性链段的纳米填料,研究了纳米二氧化硅不同用量对涂层材料力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,有机无机杂化改性后的纳米二氧化硅能与有机树脂发生化学反应,改善了无机纳米二氧化硅在涂层中的分散性,提高了有机/无机的界面相容性,从而提高了涂层的韧性和致密性。当改性纳米二氧化硅的添加量为6%时,与添加未改性纳米填料的涂层相比,其耐磨性提高了24%,拉伸强度提高了25%,断裂伸长率提高了50%,涂层的饱和吸水率降低了40%。     

含羟基柔性链段纳米二氧化硅的制备及其对高速列车涂层性能的影响研究

采用两步法对纳米二氧化硅进行有机无机杂化改性,首先通过异氰酸酯的桥接作用,在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,再利用环氧基团的碱式开环反应,形成可参与交联固化的羟基,制备了表面接枝含羟基柔性链段的纳米填料,研究了纳米二氧化硅不同用量对涂层材料力学性能与耐磨性能的影响。结果表明,有机无机杂化改性后的纳米二氧化硅能与有机树脂发生化学反应,改善了无机纳米二氧化硅在涂层中的分散性,提高了有机/无机的界面相容性,从而提高了涂层的韧性和致密性。当改性纳米二氧化硅的添加量为6%时,与添加未改性纳米填料的涂层相比,其耐磨性提高了24%,拉伸强度提高了25%,断裂伸长率提高了50%,涂层的饱和吸水率降低了40%。     

纳米二氧化硅表面改性的研究

采用钛酸酯对纳米二氧化硅进行表面改性的研究,测定了改性样品的接触角,并用羟基紫外线吸收法测试了改性效果,对所得纳米样品的改性效果进行了评价。结果发现,钛酸酯与二氧化硅的比例为11%,在108℃条件下,以甲苯为溶剂反应1 h改性效果最好。     

硅烷偶联剂水解及对钛白粉的改性研究

通过电导率对乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂（A-151）的水解行为进行研究,考察了pH、水与A-151体积比和温度对硅烷水解行为的影响,利用A-151的水解特性,对经锆铝二元包覆后的钛白粉进行表面改性,并采用表面接触角测试仪、红外光谱和扫描电镜对有机改性后的二氧化钛进行表征。表面接触角测试显示改性后的二氧化钛制片表面润湿角达108.2°;改性后的粉体在波数为3 078 cm-1处出现了对应的烯烃C-H伸缩振动吸收峰;扫描电镜照片显示改性后的二氧化钛粒子的分散性得到了改善。     

云母钛珠光颜料的分散性研究

用表面改性的方法改善云母钛珠光颜料在油漆中的分散稳定性。研究了表面改性剂及改性工艺条件对珠光颜料分散性的影响。结果表明:有机硅化合物A-151可有效地改善珠光颜料在油漆中的分散稳定性。适宜的改性工艺条件为:m(水)∶m(颜料)=(4～6)∶1,m(A-151)∶m(颜料)=0 6∶100,包膜温度40～50℃,包膜时间1h,搅拌转速200～250r/min。改性后的珠光颜料在油漆中的初始沉降时间由0 5h延长到72h。     

纳米二氧化硅的疏水改性及其对Pickering乳液的稳定作用

为了探究固体粒子对乳液的稳定作用,采用L-赖氨酸作为催化剂合成纳米SiO2粒子,并用六甲基二硅胺烷(HMDS)对纳米SiO2粒子进行表面疏水改性,将经过HMDS改性后的纳米SiO2粒子作为稳定剂制备出Pickering乳液。通过粒径分析仪、场发射透射电子显微镜、FTIR、TG-DSC、接触角测量仪、光学显微镜、电导率仪分别对纳米SiO2的制备、表面改性和Pickering乳液的性能进行了表征。结果表明,成功合成出粒径小且形貌均一的硅球,具有疏水性的三甲基硅基成功接枝到纳米SiO2的表面;不同纳米SiO2浓度制备的Pickering乳液,发现随着SiO2浓度的增大,乳液的稳定性逐渐增强,乳液液滴直径呈现减小的趋势;不同油水比制备的Pickering乳液,发现随着油相体积的增大,乳液的稳定性呈现增大的趋势。     

纳米二氧化硅对PBS结晶性能及力学性能的影响

采用热重分析法研究了硅烷偶联剂用量对纳米二氧化硅（SiO2）的表面改性效果;通过差示扫描量热（DSC）、热台偏光显微镜（POM）及力学性能等测试手段研究了改性纳米SiO2对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶性能和力学性能的影响。结果表明,在偶联剂用量为5份、渗透剂用量为2份的条件下,纳米SiO2的表面改性效果最好。纳米SiO2有异相成核作用,可以使PBS的结晶速率增大,相对结晶度降低,但对结晶温度的影响不大,仅在高填充量时（10 %）有4 ℃的增幅。随着纳米SiO2含量的增加,PBS的拉伸强度和断裂伸长率先升高后降低,但拉伸强度的变化幅度很小,断裂伸长率则在纳米SiO2含量为1.5 %时达到最大值10.79 %,较纯PBS的7.53 %提高了43.3 %。     

耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用

以不锈钢网为基底,通过化学刻蚀法制备微米级粗糙表面,通过一步浸泡法将st9ber法制得的疏水亲油纳米Si O2颗粒沉积到粗糙的不锈钢网表面,制备了具有微纳二级粗糙结构的超疏水超亲油不锈钢网。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和接触角测量仪(CA)表征了超疏水超亲油不锈钢网的表面形貌、化学组成和润湿性能,并将其用于油水分离过程中。结果表明,疏水亲油纳米Si O2颗粒成功的沉积到不锈钢网表面;水滴在超疏水超亲油不锈钢网上的接触角最大为151°,煤油的接触角为0°;制备的超疏水超亲油不锈钢网不仅能高效的分离不同种类油和水的混合物,还能高效的分离油和腐蚀性液体(强酸或强碱水溶液)的混合物,其耐腐蚀特性可满足复杂环境下的油水分离要求。     

AFM study of the vinyl triethoxysilane (A-151) film prepared by spraying deposition and dipping deposition

The vinyl triethoxysilane (A-151) film was prepared by the spraying deposition and dipping deposition technique. The surface topography and growth behavior of A-151 films was investigated by using atomic force microscopy (AFM) and static water contact angle measurements. The results indicate that the topography was strongly affected by the treatment conditions. The surface topography of silane film was changed from the islands morphology to the network morphology with the increasing temperature of SiO₂ substrate, and the larger self-polymerized silane aggregation will be formed by using the ultrasonic technology. The hydrophobicity of the SiO₂ substrate was improved after A-151 deposition.     

纳米SiO2对聚对苯二甲酸乙二酯结晶行为及性能的影响

采用六甲基二硅氮烷改性纳米SiO2,并在聚对苯二甲酸乙二酯合成过程中加入改性纳米SiO2制备PET/SiO2纳米复合材料。采用红外光谱、热分析和扫描电镜表征了纳米SiO2粒子的改性效果,并就SiO2加入量对PET结晶行为、力学性能及电学性能的影响进行了研究。结果表明,纳米SiO2经六甲基二硅氮烷处理后,团聚减少,并且能较好地分散于PET中。当纳米SiO2含量为1 %时,结晶速度最快。当纳米SiO2含量为0.1 %时,PET的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了12.8 %、14 %和11.4 %;纳米SiO2含量在0.25 %~1 %时,随其含量的增加,PET的介电常数逐渐减小,体积电阻率逐渐增大。     

SiO2／聚丙烯酸酯复合乳液的制备和表征

通过半连续种子乳液聚合法．在Si02溶胶存在情况下,利用有机硅单体乙烯基三乙氧基硅烷（A-151）的桥接作用,制备得到Si02／丙烯酸酯共聚物杂化乳液。对有机硅单体和二氧化硅用景对复合乳液稳定性能的影响进行了研究,采用投射电镜（TEM）和热重分析（TGA）对制备得到的复合乳液的形貌和耐热性进行测试表征。结果表明：在有机硅单体乙烯基三乙氧基硅烷用量为总单体4．0wt％,SiO2溶胶用鲢为单体15wt％以内,可制备出稳定的SiO2／丙烯酸酯共聚物杂化乳液。由于有机硅单体的桥接作用,部分SiO2粒子形成与乳胶粒上,形成草莓状的复合结构,且复合乳液其有较高的耐热性。