硅烷偶联剂对纳米二氧化硅表面接枝改性研究

利用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅粉体进行超声表面改性,采用动态光散射粒度仪(DLS)、红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)等分析手段对表面改性前后的纳米二氧化硅进行表征。结果表明:硅烷偶联剂能够成功地对纳米二氧化硅进行改性,并且提高其分散性。经硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅活化率提高,团聚减少,粒子分布更加均匀。     

原位接枝改性纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料Ⅱ:性能测试

通过熔融共混过程中原位接枝的方法制得聚丙烯酸丁酯接枝改性纳米二氧化硅/ 聚丙烯(SiO₂-g- PBA/PP) 复合材料, 探讨了材料制备的最佳工艺条件, 研究了复合材料的机械性能、结晶性能、微观形貌以及动态黏弹行为。结果表明, 少量纳米粒子(体积分数≤1.36 %) 的加入即可对PP 起到同时增强增韧的作用, 制备SiO₂-g- PBA/PP 的适宜工艺条件为熔融共混温度180 ℃, 共混时间10 min , 转子转速60 r/ min。对复合材料结晶行为的研究表明, 纳米粒子的成核效应使PP 的结晶速率加快。微观形态观察表明, 纳米粒子与聚合物基体间具有良好的界面结合, 这一点从对材料动态黏弹行为的研究中得到进一步证明, 从而阐明了纳米粒子增韧增强聚合物的机理。     

纳米二氧化硅的制备及表征

以水玻璃为原料,采用微乳液法和正丁醇共沸蒸馏法制备纳米级二氧化硅粉体.并通过扫描电镜,红外光谱分析,X射线衍射等手段对制备的纳米二氧化硅进行了表征.     

原位接枝改性纳米二氧化硅/聚丙烯复合材料Ⅰ:结构表征

以熔融原位接枝的方式, 制得聚丙烯酸丁酯( PBA) 接枝改性纳米SiO₂ / 聚丙烯复合材料, 并利用转矩流变、红外光谱、热重分析、X射线光电子能谱、透射电镜和动态力学分析等技术研究了原位接枝的机理以及相应复合材料的结构。结果表明: 熔融共混过程中PBA 通过化学键的形式接枝到纳米SiO₂ 的表面, 促使其在聚丙烯基体中得到较好的分散, 而且粒子表面的接枝聚合物分子链和基体大分子链相互缠结, 这样的结构加强了纳米粒子和基体间界面相互作用, 将有利于提高复合材料的机械性能。      

纳米TiO2与MMA电子辐射接枝

锐钛矿和金红石型纳米TiO2(A—TiO2和R—TiO2)分别与甲基丙烯酸甲酯(MMA)在空气中进行电子束共辐射接枝聚合，结果表明A—TiO2接枝率(10．5％)高于R—TiO2(6．1％)，被认为是由于A—TiO2具有较高的比表面积造成的。红外光谱测试结果表明，辐射后两种材料分别在1724cm^-1(A)和1725cm^-1(R)位置出现了一个羰基伸缩振动吸收峰。XPS分析进一步证实了羰基的存在。以上结果表明在纳米锐钛矿和金红石TiO2成功接枝上了MMA。     

辐射引发膜接枝的研究进展

辐射引发膜接枝有射线穿透力强、反应均匀、操作简单、无需添加引发剂、应用广泛等优点。通过改变辐照方式(共辐射、预辐射)、辐射剂量、剂量率、气氛(氧气、真空、充氮等)、基材、单体等因素,可以有效控制接枝链的长短和分布。文中综述了γ-射线共辐射法和预辐射法的机理、主要影响因素(包括辐射剂量、剂量率、氧气、基材、单体、添加剂等),以及在制备环境响应膜、抗菌膜、抗污染膜、生物医用膜等功能膜方面的最新研究进展。     

硅橡胶共辐射接枝甲基丙烯酸甲酯的研究

利用60Coγ射线共辐射接枝方法,研究了硅橡胶与甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝共聚反应.讨论了单体浓度、辐射剂量、剂量率和溶剂等因素对接枝率的影响,并用红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和接触角测定仪对接枝共聚物的结构和性能进行了表征分析.结果表明:辐射剂量和单体浓度对接枝率影响较大,其用量分别为20kGy和m(MMA)/m(SR)=0.6时,接枝效果较好;接枝后硅橡胶的热性能和亲水性得到明显改善.     

纳米二氧化硅的制备及应用

以Na2SiO3.9H2O为原料,浓H2SO4为酸试剂,采用化学沉淀法制备纳米二氧化硅,讨论Na2SiO3浓度、搅拌速度、pH值、分散剂Na2SO4和表面活性剂聚乙二醇等因素对产物特性的影响,并用红外光谱、透射电镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段对二氧化硅纳米颗粒进行结构和形貌表征。利用本体聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯-纳米二氧化硅复合材料,研究纳米二氧化硅颗粒对聚甲基丙烯酸甲酯材料力学性能的增强作用以及透光度的影响。结果表明:二氧化硅纳米粒子呈球形,粒径在50~100 nm范围内、分布均匀、呈无定形;填充纳米二氧化硅的复合材料的冲击强度和弯曲强度明显提高。     

纳米二氧化硅的制备进展

纳米二氧化硅在塑料、橡胶、纤维、涂料等方面有广泛的应用.文章介绍了几种制备纳米二氧化硅的新工艺,如干法、溶液-凝胶法、碱金属的硅酸盐制备法、微乳液法、超重力等.并对这些工艺的特点进行了简述,文章最后对纳米二氧化硅的应用前景进行了展望.     

黄原胶共辐射接枝丙烯酸

对黄原胶(XG)和丙烯酸(AA)进行60Coγ辐射制备黄原胶/丙烯酸接枝共聚物(XG-g-PAA)。考察了原料配比及辐射条件对产品接枝率及接枝效率的影响,以FT-IR、XRD、SEM分析了接枝物的分子结构及形貌,以TG分析其热性能。结果表明,当XG质量浓度为10g/L,AA与XG质量比为8,辐射总剂量为6.0kGy,甲醇与水的体积比为7:3时,产品接枝率达130.8%,接枝效率达82.4%。SEM表明辐射引发较化学引发更易得到多孔疏松的产品,且添加甲醇水溶液可明显提高产品的孔隙率。初步探讨了辐射接枝机理。     

超临界CO2环境中聚丙烯固相接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯

对超临界CO2环境中聚丙烯固相接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯反应过程进行了研究。考察了反应时间、CO2的压力、单体用量、引发剂用量以及反应温度对接枝产物接枝率和凝胶率的影响,获得了较优的接枝反应条件。结果表明,与熔融接枝和传统固相接枝过程相比,采用超临界固相接枝过程制得的接枝物具有接枝率高、凝胶率低且降解程度低等优点。同时接枝产物的接枝率和凝胶率除了可通过改变单体用量和引发剂用量进行调节外,还可通过改变CO2的压力进行调节。     

二氧化硅微球的制备与形成机理

在酯-醇-水-碱体系中以正硅酸乙酯为硅源、氨水为催化剂、乙醇为溶剂,采用改进的溶胶-凝胶法合成了二氧化硅球形颗粒。采用红外光谱、BET吸附曲线、扫描电镜等手段重点研究了正硅酸乙酯加料方式对二氧化硅粒径和形貌的影响。分析表明,采用正硅酸乙酯分步滴定法能提高二氧化硅微球的球形度、窄分布、单分散与致密性。同时,在反应温度25℃、正硅酸乙酯浓度0.12mol/L、氨浓度为15.0mol/L、去离子水浓度0.90mol/L、无水乙醇浓度2.35mol/L、pH值为9～12的条件下,获得了直径约200～250nm、粒径一致性约为0.5、分布偏差约为7.5%的球形二氧化硅单分散颗粒;研究和讨论了二氧化硅微球的形成机理。     

ATRP法在纳米TiO_2表面接枝PS及其对SBS的改性

通过溶胶-凝胶法制备金红石型纳米二氧化钛(TiO_2),再利用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米TiO_2表面接枝聚苯乙烯(PS),并以此对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行改性。红外光谱、X射线光电子能谱及透射电镜测试结果表明,PS大分子链成功地接枝到纳米TiO_2粒子表面。力学性能、动态力学分析及热重分析测试结果显示,SBS/TiO_2-g-PS复合材料的力学性能与热稳定性均明显优于纯SBS及SBS/TiO_2复合材料。经紫外光老化后,SBS/TiO_2-g-PS复合材料的力学性能保持率最高。     

二氧化硅/聚苯胺复合粒子的制备与性能

在化学氧化聚合的反应介质中分散二氧化硅粒子,苯胺(ANI)优先在二氧化硅粒子表面聚合,形成聚苯胺(PANI)包覆的二氧化硅复合粒子(SD/PANI).扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察表明,ANI用量较小时,在二氧化硅粒子表面形成均匀的PANI层,其厚度在10～60nm之间;ANI用量较大时,二氧化硅粒子表面有颗粒状PANI形成.紫外-可见光光谱(UV-VIS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,复合粒子表面PANI的氧化程度随ANI用量的减小有所下降.复合粒子表面的PANI对二氧化硅结合牢固,这种复合粒子能像纯PANI颗粒一样使冷轧钢(CRS)表面钝化,可以作为廉价的缓蚀剂用于防腐涂料.     

聚醋酸乙烯酯/二氧化硅杂化纳米纤维膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法将二氧化硅（SiO₂）溶胶加入到聚醋酸乙烯酯（PVAc）的丙酮溶液中形成杂化纺丝液,测试了纺丝液的表面张力、粘度、电导率,再采用高压静电纺丝法制备了PVAc/SiO₂杂化纳米纤维膜。结果表明,SiO₂的加入改善了纳米纤维膜的形貌特征,膜的断裂强力增大,但断裂伸长率却有所降低,而膜的热稳定性也得到了提高。     

纳米SiO_2对水泥基材料密实填充性能的影响

为提高水泥基材料的密实度,研究将纳米SiO2掺入水泥基材料后对混合体系粉体性能的影响,探讨混合体系内的颗粒附着、填充情况。研究表明:数量众多的纳米SiO2颗粒包围在水泥熟料颗粒周围,使得水泥标准稠度用水量大幅增加,且使凝结时间大为缩短;掺入纳米SiO2的水泥基材料的堆积密实度达到54%,能够获得更密实的水泥基材料,进而更好地促进强度发展。     

碳纳米管纸/纳米硅复合电极的锂离子电池性能

采用纳米硅和多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料作为活性材料,以纸纤维为基体,MWCNTs为导电剂制得的MWCNTs导电纸代替铜箔集流体应用于硅基锂离子电池。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、恒流放电测试、电化学阻抗对复合材料的形貌和电化学性能进行分析。结果表明,采用MWCNTs导电纸-纳米硅复合的锂离子电池在80mA/g的电流密度下,循环50次后比容量达到约1000mAh/g,在2000mA/g大电流密度下仍保持好的循环稳定性。     

熔融接枝制备LLDPE-g-GMA及其性能

通过熔融接枝反应在Haake转矩流变仪中制备了线性低密度聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油脂(LLDPE-g-GMA)。傅立叶红外光谱的分析确定了接枝反应的发生,并根据Lambert-Beer定律定量了接枝率。研究了接枝反应的两个主要影响因素(单体和引发剂过氧化二异丙苯(DCP)的加入量)对接枝率的影响。分析了接枝反应过程中体系扭矩的变化,进而阐明了接枝反应的机理。对接枝产物包括熔融指数和结晶行为等性能的研究证实了这一反应机理。结果表明,当固定LLDPE/GMA/DCP=100/8/1时,可以制备较高接枝率且综合性能优异的LLDPE-g-GMA。     

梭形纳米二氧化钛溶胶的制备及其抗菌性能和细胞毒性

采用水热合成法制备了纳米二氧化钛溶胶,通过XRD、TEM和FT-Raman对所得溶胶中纳米粒子的晶形、大小及形貌进行了表征,并探讨了该溶胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗抑性能以及对原代培养的小鼠腹腔巨噬细胞的毒性效应。结果表明,所得溶胶中纳米二氧化钛粒子均为梭形锐钛型纳米二氧化钛,宽平均为20nm,长平均为100nm。溶胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率在作用4h后均达到90%以上,抑菌率达到90%以上的溶胶质量浓度为1000mg/L。溶胶加入细胞培养液中后能明显影响巨噬细胞的生长形态,24h后巨噬细胞都呈现出不同程度的回缩变形,细胞间隙增大,巨噬细胞内颗粒物随纳米TiO2颗粒浓度的升高而增多,细胞折光性下降;在24h内对巨噬细胞的生长具有一定的增殖作用,在48h内都呈现一定的抑制作用,且存在剂量-效应关系,随着纳米TiO2浓度的升高,其对巨噬细胞的生长抑制越显著。     

纳米功能材料的高通量合成与筛选

针对纳米功能材料的高通量制备与合成，综述了基发展与应有现状，分析了纳米功能材料合成与制备当中的主要问题，提出高通量技术的技术关键，并提出相应的解决措施。