胶体对柔性芳纶防弹板性能影响因素探讨

采用单束拔脱力测试、单层复合材料的弯曲长度以及9 mm子弹实弹射击测试等手段，考察了胶膜、水性弹性体胶液和固体热熔胶等三类胶体对芳纶柔性防弹板性能的影响。结果表明：胶膜1#制备的复合材料的比吸能值可达0.157 N·m²/g，最有利于子弹动能的吸收；热熔胶黏剂类和胶膜类胶体对单层复合材料柔软度的影响都小于水性弹性体类胶体；采用10层460 g/m²+1层250 g/m2铺层结构，防弹板防弹性能最优。     

纳米SiO2改性纤维增强普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合材料早期性能及微观结构

为优化纤维增强普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合材料(OPC-CSA-ECC)的性能,拓宽纳米SiO₂的应用范围,本文系统探讨了纳米SiO₂对OPC-CSA-ECC凝结时间、强度和韧性的影响,并结合XRD和SEM分析了体系的微观结构和改性机制。结果表明:纳米SiO₂缩短了复合胶凝体系的凝结时间,且掺量越大凝结时间越短;纳米SiO₂可提高OPC-CSA-ECC的强度和韧性,纳米SiO₂的适宜掺量在1.5%(质量分数),对应的7 d和28 d龄期抗压强度分别为59.1 MPa和85.4 MPa,等效弯曲韧性分别为195.82 kJ/m³和256.51 kJ/m³。纳米SiO₂没有改变水化产物的种类,但促进了C-S-H凝胶生成且消耗了部分portlandite晶体。SiO₂通过提高基体密实度增大了基体与纤维之间的粘结性能,有助于应变硬化行为的实现。     

舒适型防弹防刺服的研究和制备

兼具防弹和防刺两种性能的个体防护服已经成为个体防护装备发展的必然趋势。为选择性能较为优异的双防服用胶黏剂,调配了不同的助剂和胶黏剂配方,以芳纶为无纬布主体纤维,根据公安部发布的《警用防弹衣》及《警用防刺服》标准要求的防弹、防刺性能等级,设计不同胶黏剂对比试验。试验结果表明:B服的防弹、防刺性能,确保芯片防弹凹陷控制在25 mm以内,且高温防刺具有较好的安全裕度。     

利用KH560和纳米SiO2采用“一步法”反应挤出增黏PET

以KH560（3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷）和纳米SiO₂颗粒复配作为扩链剂，采用“一步法”反应挤出增黏聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。KH560和SiO₂的添加量均为PET质量分数的2.5%时，增黏效果最好。并且在PET不干燥的情况下，KH560和SiO₂复配也可增加PET的黏度，可用作PET的扩链剂和防水解剂。经透射电镜观察，发现SiO₂在PET中的分散状况良好。用FTIR研究了KH560、SiO₂、PET三者之间的反应机理。用TGA分析了SiO₂的接枝率，发现接枝率高达72.0%。用DSC对PET/纳米SiO₂复合材料的结晶行为进行了研究，并讨论了结晶行为对力学性能的影响。当KH560和SiO₂的添加量均为PET质量分数的2.5%时，结晶度最低，综合力学性能最好。     

PET/SiO2复合材料的发泡温度窗口研究

为研究纳米二氧化硅(SiO₂)对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)复合材料发泡温度窗口的影响规律，制备了不同SiO₂含量的PET复合材料，并以二氧化碳为发泡剂，利用釜压发泡制备了PET/SiO₂复合发泡材料。然后，利用扫描电子显微镜研究了在不同温度下制备的PET/SiO₂复合发泡材料的泡孔结构，并统计和计算出泡孔尺寸、泡孔密度和膨胀倍率，再结合泡孔结构和膨胀倍率，界定出不同SiO₂含量的PET复合材料发泡温度的上下限，并得出发泡温度窗口，还研究了PET/SiO₂复合发泡材料的光反射率。结果发现，SiO₂对PET复合材料具有显著的气泡异相成核作用，随着SiO₂添加量的增加，泡孔尺寸减小、泡孔密度增大、膨胀倍率先增大后减小；发泡温度上限先升高后降低、下限升高，使得发泡温度窗口先变宽后变窄，这与SiO₂的气泡异相成核作用、对膨胀倍率的调节作用及对基体黏弹性的影响密切相关。随着SiO₂     

纳米SiO2/MF复合微球的制备与性能研究

采用沉淀聚合法由纳米SiO₂、三聚氰胺、甲醛共聚制备了纳米SiO₂/三聚氰胺甲醛(MF)复合微球,通过光学显微镜和扫描电子显微镜观测以及热重分析和上清液中SiO₂的含量测定研究了反应时间、反应温度、催化剂以及纳米SiO₂粒径对复合微球外观及性能的影响。结果表明,最佳反应条件为：反应时间4 h,反应温度80℃,采用硝酸为催化剂。随着纳米SiO₂粒径的增大,纳米SiO₂/MF复合微球的粒径逐渐变小。纳米SiO₂可显著增强MF微球的热稳定性,扩大其在木材复合材料和其他行业的应用范围。     

纳米SiO2/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO₂,并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO₂含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明：质量比为6%的纳米SiO₂的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO₂提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO₂之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。     

纳米SiO2/聚氨酯-含氟丙烯酸酯杂化乳液的合成与表征

采用种子乳液聚合法,以聚氨酯（PU）乳液为种子（在聚合过程中为壳相）,甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性的纳米SiO₂组成的混合物为核相,合成了具有核壳结构的纳米SiO₂/聚氨酯-含氟丙烯酸酯（SiO₂/FPUA）复合乳液。考察了纳米SiO₂和DFMA用量对乳液聚合过程及乳胶膜性能的影响。通过傅里叶红外光谱（FT-IR）、接触角（CA）、透射电子显微镜（TEM）、热重（TG）、差示扫描量热仪（DSC）和力学性能测试（MPT）等表征乳液的结构形态、乳胶膜的表面性能和综合性能。结果表明：乳胶粒子呈现“反相核壳”结构,以聚丙烯酸酯（PA）相为核,PU相为壳;由于纳米SiO₂和DFMA的协同作用,涂膜的疏水性和综合性能得到了较大的提高。     

湿法混炼技术制备环烷油增塑天然橡胶/白炭黑复合材料的性能

使用优选的乳化剂对增塑剂环烷油(NAP)进行乳化,制得均一稳定的NAP乳化液,采用湿法混炼技术,使用所得的NAP乳化液与天然胶乳和白炭黑(SiO₂)浆液制备了NAP增塑的天然橡胶(NR)/SiO₂(NAP/NR/SiO₂)复合材料,研究了NAP添加量对NAP/NR/SiO₂复合材料门尼黏度、物理机械性能、动态力学性能、SiO₂分散性、耐热空气老化性能和屈挠龟裂性能的影响。结果表明,NAP/NR/SiO₂复合材料的门尼黏度较NR/SiO₂复合材料显著降低,Payne效应明显减弱,而动态力学性能和加工性能则明显提升;NAP添加量为10份(质量)时,NAP/NR/SiO₂复合材料的综合性能达到最佳,其拉伸强度与NR/SiO₂复合材料相比略微下降,而扯断伸长率则有不同程度的上升;加入NAP后,NR/SiO₂复合材料的耐热空气老化性能和屈挠龟裂性能得到了改善。     

磁载体MoS2催化剂制备及其重油减黏

以SiO₂/Fe₃O₄为载体，MoS₂为活性组分，通过水热法制备出超顺磁性MoS₂/SiO₂/Fe₃O₄催化剂，并对催化剂进行XRD、VSM、BET、FTIR等表征。结果表明：催化剂有效担载活性组分并且具有优异的磁学性能，SiO₂包覆不仅能保护磁核，而且显著增大催化剂的比表面积。以常压渣油为原料，系统考察了催化剂的减黏性能。发现所制备的磁载体催化剂减黏效果高于商业二硫化钼及羰基钼，提升反应温度能达到更好的减黏效果。此外，在外加磁铁的作用下，催化剂可以方便回收以达到再利用的效果。将具有优异磁学性能的纳米粒子与具有催化性能的活性组分相结合制备的磁性纳米催化剂，为开发重油改质催化剂提供了新的思路。     

不同金属助剂对活性组分Ir催化丙烷脱氢调控规律的研究

选用Zn、Ga、Sn为金属助剂制备了IrZn/SiO₂、IrGa/SiO₂和IrSn/SiO₂三种双金属催化剂,探讨不同金属助剂对Ir位点结构及催化丙烷脱氢性能影响。结果表明,催化剂中Ir位点的分散性极大影响催化性能。     

介孔氧化铝纳米材料的制备及除氟性能研究

以氯化铝和铝酸钠为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为结构调控剂,采用水热反应和高温煅烧技术制备了纳米氧化铝粉体材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和N₂吸附/脱附等对产物的晶型、形貌和孔结构进行了表征,研究了氧化铝对氟离子的吸附性能。结果表明,水热反应制得前驱体为AlOOH,呈现纳米片组装的花状形貌;550℃煅烧后所得产物为η-Al₂O₃,呈现出分散性良好的纳米颗粒状形貌。η-Al₂O₃具有介孔结构,经PVP调控的η-Al₂O₃有较大的比表面积(132.56 m²/g)和孔容(0.396 cm³/g)。η-Al₂O₃的除氟容量随溶液pH增大先减小后趋于平衡,经PVP调控的η-Al₂O₃具有更优异的除氟性能。η-Al_2...     

有机蒙脱土/聚氨酯/端羟基聚丁二烯液体橡胶纳米复合材料的制备

采用单体插层法制备了有机蒙脱土(OMMT)/聚氨酯(PU)/端羟基聚丁二烯液体橡胶(HTPB)纳米复合材料,通过正交试验研究了OMMT用量、甲苯二异氰酸酯(TDI)用量、加料方法及试验温度对复合材料作为胶黏剂使用时的T型剥离强度的影响.结果表明,OMMT/PU/HTPB复合材料的最佳制备条件为OMMT 3份(质量,下同),TDI18份,采用分步加料方式,在60℃下进行反应.所得复合材料作为胶黏剂使用时其T型剥离强度比未添加OMMT的空白试样高出218.1%.X射线衍射分析表明OMMT在PU/HTPB基质中达到了全剥离的程度.     

SiO2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附

以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氧化石墨烯（GO）为载体,在不添加任何还原剂的情况下,通过水热法简易制备SiO₂/还原氧化石墨烯（SiO₂/RGO）复合材料。采用TEM、FTIR、XRD、TG-DSC、N₂-吸附对复合材料的微观结构进行表征,分析表明：负载量为76.60%（质量分数）的SiO₂纳米颗粒均匀分散在RGO表面上,且部分以Si-O-C键进行配位;具有多级孔结构的SiO₂/RGO复合材料孔径主要分布在1~7nm,比表面积高达676m²/g。以罗丹明B为目标污染物,考察了pH、投入量、温度和接触时间等因素对复合材料吸附性能的影响,结果表明：在pH为2、35℃时,复合材料具有最佳的吸附效果,吸附量为127.8mg/g。动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学模型,热力学参数揭示吸附过程为自发吸热过程。     

基于胺基改性纳米SiO2的有机-无机杂化纳滤膜制备与性能

以聚醚砜纳滤膜为基膜，采用胺基改性纳米SiO₂掺杂树状聚酰胺-胺(PAMAM)作为水相改性剂制备了一类有机-无机复合纳滤膜。通过条件优化实验确定较佳界面聚合条件为有机相单体w(均苯三甲酰氯)=0.5%、w(PAMAM)=0.3%、w(SiO₂)=0.3%、处理时间90 s、处理温度80℃。在该条件下，纳滤膜对无机盐的截留率为67.3%、通量为31.3 L/(m²·h),对模拟污水的分离性能优于采用未改性纳米SiO₂制备的有机-无机复合纳滤膜。制备的纳滤膜对4种模拟矿化污水的截留顺序为Na₂SO₄>KCl>CaCl₂>MgCl₂。     

PFSA-PES-纳米颗粒复合纳米纤维的制备及催化性能

利用静电纺丝法制备了全氟磺酸(PFSA)-聚醚砜(PES)-纳米颗粒(SiO₂、TiO₂和Al₂O₃)复合纳米纤维,比较了SiO₂、TiO₂和Al₂O₃等不同纳米颗粒对磺酸基团在纤维表面分布的影响,并利用乙酸乙酯合成反应考察了纤维结构对表面磺酸基团活性的关系。结果表明:静电纺复合纳米纤维的比表面积可达85.6 m²·g^-1,纳米颗粒均匀分布在纤维表面,表面酸性中心占PFSA酸性基团总量最高达71.2%。酯化反应实验表明,复合纳米纤维具有很好的催化性能,纳米颗粒的存在可以提高酸中心的活性;同时,所得复合纳米纤维膜表现出很好的回收与可再生性能,有望作为一种对环境友好的固体酸催化剂。     

纳米粒子对熔盐复合蓄热材料热物性的影响

为了得到SiO₂纳米粒子含量对SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合蓄热材料比热容和热导率的影响，通过机械分散法，采用NaNO₃-KNO₃和不同质量分数（0.1%，0.5%，1%，2%，3%）的SiO₂纳米粒子所形成的熔盐纳米材料作为蓄热材料，膨胀石墨（EG）作为基体材料，制备出纳米SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合材料。对复合材料的比热容和热导率进行了测量，同时用扫描电镜对其微观结构特征进行了分析。结果表明，SiO₂纳米粒子的质量分数为1%时，复合材料的平均比热容和热导率分别为3.92 J/(g·K)和8.47 W/(m·K)，与其他纳米SiO₂添加比例相比，其比热容和热导率分别提高了1.37～2.17倍和1.7～3.2倍。这是由于复合材料表面会形成高密度的网状结构，这种具有较大比表面积和高表面能的特殊纳米结构可以提高复合材料的比热容和热导率。     

聚氨酯/纳米二氧化硅有机-无机杂化材料的制备与性能

以自制的端异氰酸酯基聚丁二烯(ITPB)为基体,纳米二氧化硅(SiO₂)为交联固化剂,采用预聚体法制备了一系列不同纳米SiO₂含量的有机-无机杂化材料。阐述了其制备机理,研究了不同固化条件对有ITPB/SiO₂杂化材料力学性能的影响,并对其进行了动态力学分析和X射线衍射分析。结果表明：室温固化14 d后,110℃固化24 h,杂化材料的综合力学性能最佳。纳米SiO₂的添加量越多,杂化材料的储能模量越大。添加质量分数12%的纳米SiO₂杂化材料的抗湿滑性能和操控性能最好,纳米SiO₂添加质量分数为8%时,杂化材料的滚动阻力最小。     

石墨烯/SiO2杂化纳米粒子改性酚醛树脂及其性能

将氧化石墨烯(GO)与氨基化纳米SiO₂粒子,通过静电自组装和化学还原制得杂化纳米粒子(SiO₂-RGO),然后通过原位聚合法制得SiO₂-RGO/酚醛树脂(PF)复合材料。结果表明：适量引入SiO₂-RGO可明显改善PF的力学性能和热稳定性,当SiO₂-RGO质量分数为1.0%时,SiO₂-RGO/PF复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度均达到最大值(78.77 MPa、3.87 GPa和14.15 kJ/m²),分别比PF提高了73.62%、52.36%和115.05%;当SiO₂-RGO质量分数为1.5%时,SiO₂-RGO/PF复合材料的摩擦系数降至0.92,比PF降低了27.0%;SiO₂-RGO/PF复合材料的玻璃化转变温度、分解温度以及残炭率均明显提高。     

纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展

纳米SiO₂改性丙烯酸酯涂料可以改进涂层的光学性能、防腐蚀性能、机械性能等。纳米SiO₂与丙烯酸酯乳液有不同的聚合方法,所得产品性能也不同。综述了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法在制备纳米SiO₂/丙烯酸酯乳液中的应用,以及三种复合乳液制备方法对涂料性能的影响。