共溶剂对丙烯酸酯聚合物/SiO_2杂化涂膜性能的影响

通过共混法制备丙烯酸酯聚合物/SiO2(PA/SiO2)杂化乳液,成膜过程添加醇类共溶剂促进偶联改性的聚合物与硅溶胶(SiO2)颗粒之间发生溶胶-凝胶反应。SEM图证实,无共溶剂的杂化涂膜SiO2颗粒趋于表面迁移及团聚,而异丙醇作共溶剂时SiO2颗粒在杂化涂膜表面均匀分散。成膜过程中添加15%异丙醇,杂化涂膜的耐化学品性和硬度等性能最佳。水接触角分析证实,添加共溶剂的杂化涂膜具有更好的耐水性能。AFM图表明,无共溶剂的杂化涂膜表面存在高度为217.9nm的团聚体;添加异丙醇的杂化涂膜表面粒子高度为65.97nm,略高于SiO2颗粒粒径,说明SiO2颗粒均匀分散在杂化涂膜表面。     

助溶剂驱使溶胶-凝胶化SiO_2/聚丙烯酸酯复合涂层

采用助溶剂和硅烷偶联剂(Z-6040)对碱性硅溶胶进行复合改性后添加到聚丙烯酸酯乳液中制备SiO2/聚丙烯酸酯杂合乳液(Si/PAE),分别考查助溶剂的种类和用量对硅溶胶的溶胶-凝胶化(sol-gel)反应及复合涂层综合性能的影响,结果发现:异丙醇是合适的助溶剂,其最佳添加量为硅溶胶质量的10%。TEM测试和纳米粒径分析发现:助溶剂可以提高无机硅颗粒在杂合乳液中的分散能力,降低Si/PAE的平均粒径。傅里叶红外光谱(FT-IR)和原子力显微镜(AFM)分析说明:Si/PAE乳液在成膜过程中,助溶剂可驱使硅溶胶发生sol-gel反应,并在涂层表面富集含硅聚合物,Si/PAE的涂层结构平整且致密。TGA分析发现:Si/PAE涂层具有较好的热稳定性。     

聚丙烯酸酯/纳米SiO2织物涂层整理剂的性能

采用溶胶-凝胶法制备SiO2溶胶,将其与聚丙烯酸酯乳液进行复合制备聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液,并将其用于织物的涂层整理。采用动态激光光散射(DLS)和透射电镜(TEM)对乳液进行了表征,考察了SiO2溶胶对复合乳液性能以及应用后织物防水透湿性能的影响。结果表明,乳胶粒与SiO2溶胶粒径在100 nm～120 nm,溶胶在乳液中分布均匀;SiO2的引入及均匀分散使成膜的断裂强力提高2倍,断裂伸长率提高6.3%,吸水率基本不变;当上胶量为71g/m2左右时,SiO2溶胶的加入会使涂层的防水性能提高,且透湿量基本不变。     

共溶剂对溶胶-凝胶法制备PVA/SiO2杂化材料的影响

通过溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制得了透明PVA/SiO2杂化材料,重点研究了共溶剂的选择对杂化材料相分离的影响。采用扫描电子显微镜和能谱对使用不同共溶剂制备PVA/SiO2杂化材料体系中产生的沉淀物进行了分析研究。结果表明,在溶胶-凝胶法制备PVA/SiO2杂化材料的PVA-TEOS体系中,在以乙醇、四氢呋喃和乙醛为有机共溶剂的情况下,如果pH值控制不当,溶胶过程中会有絮状沉淀物出现。不使用有机共溶剂可合成具有良好透明性、体积收缩小、没有相分离的PVA/SiO2杂化材料。     

溶胶-凝胶法超疏水含氟硅聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,在含氟硅聚氨酯丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液中采用溶胶-凝胶法制备了超疏水杂化涂层。考察了MTES/TEOS的摩尔比和FSiPUA复合乳液用量等对涂层表面粗糙度、疏水性、成膜性等表面性能的影响。通过扫描电镜和接触角仪表征了涂层的微观结构及疏水性,利用马尔文粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了二氧化硅(SiO2)的平均粒径和化学结构。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增加,杂化涂层的表面粗糙度逐渐下降,疏水性先增大后减小;随着FSiPUA复合乳液用量增加,涂层的成膜性逐渐变好;当(TEOS+MTES)∶C2H5OH∶NH3·H2O∶AMP-95的摩尔比为1∶6.67∶1.83∶0.24,MTES/TEOS摩尔比值为5,FSiPUA复合乳液用量为20%时,涂层具有超疏水特性,其水接触角(WCA)和滚动角(SA)分别为161.5°和2.8°,涂层表面对水滴具有优异的不粘附性。     

镁合金表面SiO2/有机硅杂化涂层的制备及其耐腐蚀性能

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,先对其表面进行磷化,再采用溶胶-凝胶法在磷化膜表面制备SiO2/有机硅杂化涂层。采用电化学工作站测试涂层的极化曲线,并用金相显微镜观察了其腐蚀前后的表面形貌。结果表明:磷化膜表面的杂化涂层光滑、黏附性优良,硅溶胶与有机硅树脂形成了有机无机网络连接;磷化膜表面涂覆有机硅树脂和杂化涂层都可以显著提高镁合金的耐腐蚀性能,但后者的效果更加明显。     

环氧树脂/二氧化硅杂化材料的制备与性能表征

溶胶-凝胶法制备环氧树脂/SiO2杂化材料,利用FTIR、SEM和综合热分析仪对杂化材料的结构、显微形态及热性能进行了表征.结果表明,杂化材料中SiO2与环氧树脂两相间存在氢键作用;SiO2质量分数＜7%时SiO2与环氧树脂之间无明显相界面,可获得有机聚合物链段与无机网络互穿的有机/无机杂化材料;SiO2质量分数为11%时材料具有最佳耐热性能.     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米Si02涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料。通过浸渍-提拉法在铝合金（LY12）基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系。结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据。     

铝合金表面新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层的制备及其性能

为了提高铝合金的耐腐蚀性能、耐磨损性能及硬度,通过溶胶-凝胶反应,以纳米硅溶胶为主要原料,有机硅烷为偶联剂,制备了新型纳米SiO2防腐蚀涂料.通过浸渍-提拉法在铝合金(LY12)基体表面形成涂层,通过改变硅溶胶的含量,详细研究了此涂层的显微硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能与硅溶胶含量的关系.结果显示,新型有机-无机杂化纳米SiO2涂层厚度为20μm时具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能,由此而使此杂化膜替代对环境有害的铬酸盐转化膜成为可能,并为有机-无机杂化纳化材料的应用提供了理论依据.     

AZ91D镁合金表面无铬转化膜/杂化复合涂层的耐蚀性能

溶胶凝胶法制备的涂层性能优良,采用溶胶凝胶法、以正硅酸乙酯为主制备性能优良的涂层技术已很成熟,但用于镁合金的防护鲜有报道。为了提高AZ91D镁合金的耐蚀性能,先在其表面制备了无铬钼酸盐转化膜,然后采用有机/无机杂化溶胶凝胶的方法在转化膜表面制备杂化涂层,从而得到转化膜/杂化复合涂层。对复合涂层进行了红外光谱分析,并用扫描电镜(SEM)观察了其微观形貌,同时也对其进行了极化曲线和电化学阻抗谱分析。结果表明:二氧化硅和有机硅氧键通过溶胶凝胶反应,无机和有机间呈网络结构穿插在一起;复合涂层表面平整均匀,无开裂现象;转化膜层和转化膜/杂化复合涂层都可提高镁合金的耐蚀性,但后者的效果更加明显。     

溶胶-凝胶涂层在镁合金腐蚀防护应用中的研究进展

镁合金是21世纪最富开发和应用潜力的优异绿色工程材料之一,但耐蚀性差成为制约其广泛应用的瓶颈。选择和开发合适的表面防护涂层可以有效提高镁合金表面的耐蚀性能。溶胶-凝胶涂层技术凭借其工艺简单、膜层成分结构可控、耐蚀性能优良等优点近年来在镁合金表面的腐蚀防护应用中得到重视。将用溶胶-凝胶技术在镁合金表面制备防腐蚀涂层的研究成果按照有机/无机杂化涂层、缓蚀因子/杂化涂层、电化学氧化/杂化涂层、化学转化/杂化涂层的分类方法进行了分析总结。这些涂层体系各具特色,其中含缓蚀因子的杂化涂层具备自修复能力,化学转化和电化学氧化杂化涂层的附着力突出,而单一涂层更容易破坏。在未来,镁合金表面溶胶-凝胶防护涂层的研究工作仍以有效结合现有的表面处理技术开发长效高耐蚀复合涂层为重心。     

纳米SiO_2/有机硅改性聚丙烯酸酯复合材料性能研究

采用无皂乳液聚合技术和溶胶-凝胶技术,合成了纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液,采用TEM和SEM观察了乳液和膜的微观结构。纳米复合无皂乳液具有优良的耐化学稳定性,随着纳米SiO2含量增加,乳液的离心稳定性降低;纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯杂化膜的耐溶剂性显著好于有机硅改性聚丙烯酸酯膜,且随着纳米SiO2含量增加,杂化膜的耐溶剂性增加;杂化膜的透光性能好,且具有紫外光吸收特性;杂化膜含有的SiO2粒子的尺寸100nm,且均匀分散于聚丙烯酸酯组分中。     

溶胶-凝胶法制备的SiO2涂层抗原子氧侵蚀性能研穷

以正硅酸乙酯（TEOS）为原料，在乙醇共溶剂和盐酸催化剂条件下，采用溶胶-凝胶方法制备SiO2胶体溶液，通过旋涂法在Kapton基体上制备了SiO2薄膜。采用自己研制的空间综合环境地面模拟设备对试样进行了原子氧暴露实验，测试表明溶胶-凝胶制备的SiO2涂层抗原子氧侵蚀性能优异，抗原子氧侵蚀性能比聚酰亚胺基体提高了2个数量级以上。经FTIR和XPS分析表明在原子氧暴露后涂层表面生成了一层SiO2，它阻止了原子氧对基体材料的进一步侵蚀。涂覆涂层后基体的光学性能没有受到影响。实验证明溶胶-凝胶制备抗原子氧侵蚀的防护涂层是一种行之有效的方法。     

聚醚砜对PES/SiO2杂化膜性能的影响

在PES/SiO2体系中添加PEG,采用相转化法制备了PES杂化膜,测定了PES杂化体系铸膜液的热力学相图、成膜动力学及膜性能.结果表明:与纯PES体系相比,PES/SiO2及在PES/SiO2中添加亲水性的PEG后,PES铸膜液杂化体系的分相曲线均不同程度的向聚合物/溶剂轴移动,分相时所需的凝固浴用量较少,PES体系的成膜速度有所提高.膜断面的SEM照片表明,PES/SiO2/PEG杂化膜具有更大的指状孔及表面微孔.该系列PES杂化膜的水通量和截留率均有不同程度的提高.     

SiO_2-PTFE超疏水复合涂层的制备与分析

使用溶胶-凝胶法制备粒径均匀(250nm)、单分散性良好的纳米SiO2微粒,通过控制质量分数配比,将其水溶液与PTFE乳液混合成杂化乳液,后用旋涂法旋涂成膜,在380℃下进行热处理,得到表面形貌与荷叶相似微纳双层结构复合涂层。实验结果表明,用氟硅烷修饰表面后,涂层最高接触角达150.9°,滚动角为8°,具有较好的超疏水性能,且实验制作过程简单,成本低廉,具有一定的实用性。     

PVA/SiO_2/TiO_2杂化纤维的制备与表征

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸四丁酯(TBOT)为原料制备了SiO2/TiO2溶胶,并与PVA进行杂化,得到PVA/SiO2/TiO2杂化溶胶,陈化后用拉丝法制得PVA/SiO2/TiO2杂化纤维。研究了PVA和TBOT对杂化溶胶的黏度变化与成纤性能的影响,并对杂化纤维的性能进行了测试。用FT-IR、EDS、XRD和TG对制得的纤维进行了表征。结果表明,PVA有利于改善杂化溶胶的成纤性能,随钛含量增加杂化溶胶的黏度变化速度加快;杂化纤维中各组分分布较为均匀,通过杂化限制了PVA的结晶并改善了PVA的耐热性能。     

UV固化环氧/SiO_2杂化涂料的稳定性与阻燃性能EI北大核心CSCD

以正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了一系列不同摩尔比的SiO_2溶胶。将溶胶与活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯树脂混合得到UV固化杂化涂料。对杂化涂料的保存稳定性进行了详细分析;利用红外光谱对溶胶及涂料结构进行了表征;通过热重分析、微量量热(MCC)等测试方法研究了SiO_2含量对杂化涂层热稳定性、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,添加SiO_2有利于提高杂化涂层的热稳定性和力学性能。当SiO_2溶胶质量分数为50%时,杂化涂层的硬度从3H增加到6H。耐磨系数从0.0852g/100r下降到0.0606g/100r。MCC分析显示,溶胶质量分数为40%的杂化涂层热释放峰值和热释放总量较有机涂层分别下降了41.98%和41.12%,表现出良好的阻燃特性。     

光固化聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2杂化涂层的制备及性能

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)分别与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应制备聚氨酯预聚体,再以预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中,光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。场发射扫描电子显微镜和差示扫描量热法研究表明,与未改性的纳米SiO2相比,以聚氨酯分子链改性的纳米SiO2可显著提高与PUA树脂相容性及杂化涂层的热稳定性能。以摆杆阻尼试验仪及漆膜冲击器研究了杂化涂层的力学性能,研究表明通过调整预聚体的分子链结构可在提高杂化涂层硬度的同时,不损失涂层的冲击性能。     

UV固化环氧/SiO_2杂化涂料的稳定性与阻燃性能

以正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了一系列不同摩尔比的SiO_2溶胶。将溶胶与活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯树脂混合得到UV固化杂化涂料。对杂化涂料的保存稳定性进行了详细分析;利用红外光谱对溶胶及涂料结构进行了表征;通过热重分析、微量量热(MCC)等测试方法研究了SiO_2含量对杂化涂层热稳定性、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,添加SiO_2有利于提高杂化涂层的热稳定性和力学性能。当SiO_2溶胶质量分数为50%时,杂化涂层的硬度从3H增加到6H。耐磨系数从0.0852g/100r下降到0.0606g/100r。MCC分析显示,溶胶质量分数为40%的杂化涂层热释放峰值和热释放总量较有机涂层分别下降了41.98%和41.12%,表现出良好的阻燃特性。     

溶胶-凝胶法制备含氟聚丙烯酸酯/SiO2杂化材料的结构与性能

用酸催化溶胶-凝胶法制得SiO2溶胶,与丙烯酸酯单体原位聚合,制备了含氟聚丙烯酸酯/SiO2杂化材料。利用红外光谱、场发射扫描电镜、X射线光电子能谱等表征了杂化材料的结构、形态及表面化学组成;研究了SiO2相的形态、分布和界面状况等与杂化材料的表面性能、热学性能和力学性能的关联与影响。结果表明,SiO2在杂化体系中以Si-O网络的形式存在,并与有机相之间有良好键合;杂化材料的疏水性、热稳定性和硬度随着SiO2含量的增加逐渐增强,附着力则先增大后减小。