非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO2的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响,设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO2(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO2(SP组)3组试件,对其展开疲劳后的单轴压缩试验,以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度,作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标,并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明:3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升,S组在提高混凝土强度方面表现最为明显;而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲,PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力,有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏,相当于延长了混凝土的破坏过程;而纳米SiO2则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区,提高了混凝土的抗压强度,相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。

纳米SiO2／Ni基复合镀层的研究现状与展望

介绍了纳米复合镀的特点,阐述了纳米SiO2/N i和纳米SiO2/N i-P复合镀层的研究现状,主要就纳米SiO2对复合镀层性能的影响进行了说明,分析了复合镀层的表面形貌和能谱数据,举例说明了纳米SiO2复合镀层在实际中的应用,并对纳米复合镀层的发展前景进行了展望。

纳米SiO2分散液对水泥基材料性能的影响及机理

对团聚粒径较大的沉淀纳米SiO2微粉进行湿法球磨,制备纳米SiO2分散液,研究了掺纳米SiO2分散液对新拌和硬化水泥基材料性能的影响及机理。结果表明:纳米SiO2掺量为1%时,随球磨时间延长,其促进水泥水化、改善新拌水泥砂浆流动性和对硬化水泥砂浆的增强效果均渐趋显著,其原因是由于球磨处理可有效减小纳米SiO 2团聚粒径,改善其吸钙能力和填充效应;纳米SiO2掺量增加到2%时,其对砂浆流动性和强度的进一步改善未见明显效果,其原因可能是由于掺量较高时,其发挥填充效应所需纳米SiO2出现冗余,而硬化团聚颗粒本身因强度和弹性模量较小,反而成为硬化水泥石中的薄弱环节。

RAFT法在纳米SiO2表面接枝PBA及其对POM的改性研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法在纳米二氧化硅(SiO2)表面接枝聚丙烯酸丁酯(PBA),并采用透射电镜(TEM)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)及热重分析仪(TGA)等手段研究纳米SiO2及SiO2-PBA复合粒子的添加对聚甲醛(POM)结晶性能及热稳定性的影响.结果表明:用RAFT聚合方法有少量的PBA接枝于纳米SiO2表面;纳米SiO2及SiO2-PBA复合粒子的添加不改变聚甲醛的晶型;粒子的添加使用POM结晶温度、熔点和结晶度升高;且粒子的添加均使POM热稳定性提高.

纳米SiO2对PVA基复合涂膜包装材料成膜透湿性能的影响

为改善聚乙烯醇(PVA)涂膜的阻湿保鲜效能特性,该文采用添加纳米SiO2对PVA基复合涂膜包装材料进行改性,应用响应曲面方法研究SiO2、硬脂酸、戊二醛对三元复合涂膜材料成膜效能特性的影响及交互作用。结果表明:加入纳米SiO2改性可有效提高PVA基复合涂膜包装材料的阻水、阻湿性能,优化组成膜透湿率8.18g/(m2.d)比对照组(不添加纳米SiO2的PVA复合膜)降低26.61%(p<0.05);硬脂酸、戊二醛对复合涂膜材料成膜透湿率的影响与纳米SiO2存在显著的交互作用,每100mL0.05g/mL的PVA溶液中纳米SiO2添加量在小于0.05g范围内随着SiO2含量增大,复合涂膜材料成膜透湿率随硬脂酸、戊二醛的比例增加而降低,阻湿性能提高。

SiC作为纳米SiO2多孔绝热材料红外遮光剂的试验研究

中高温环境下纳米SiO2多孔绝热材料对红外热辐射近于透明,而导致其绝热性能变差。针对这一问题,将SiC微粉作为红外遮光剂引入绝热材料中,测定了不同粒度和掺加量试样的有效消光系数。结果发现,在波长为2.5～7.0μm红外辐射波段,SiC微粉的引入能使材料有效消光系数大幅提高。无遮光剂试样的有效消光系数为1.9～12.6m2/kg,而加入质量分数25%中位粒径3.029μm的SiC微粉(SiC03)后,试样有效消光系数达到52.7～58.8m2/kg。背温试验结果证明了纳米SiO2多孔绝热材料中引入SiC后,其隔热性能得到明显改善。

纳米SiO2／氟硅改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

采用具有低表面能特性的有机硅单体、有机氟单体对丙烯酸树脂进行改性合成,探讨了软硬单体比例、硅单体用量对树脂性能的影响,用接触角测量仪对树脂涂膜与水及甘油的接触角进行了测量,计算了其表面能。当软硬单体比值为1.2,硅单体含量为9.0%时制备的树脂性能最好。同时,探讨了微米级颜填料、纳米SiO2加入量对防污涂料性能的影响。结果表明,当树脂加入量为55.9%、微米级颜填料加入量为16.2%、纳米SiO2加入量9.3%时,防污涂料性能最好,其表面能为2.90 mN/m,附着力2级,耐冲击性50 cm。

硼砂协同纳米SiO2、TiO2交联改性PVA基膜材料及其透湿和抑菌性分析

为提高聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基涂膜保鲜材料的阻湿性能,以水蒸气透过系数(water vapor permeability,WVP)为响应值,采用响应面法研究硼砂协同纳米SiO2、TiO2交联改性PVA基膜材料对WVP的影响。结果表明:硼砂协同纳米SiO2、纳米TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的WVP(P<0.05),硼砂与纳米SiO2及TiO2添加量对WVP有显著的交互作用(P<0.05);以膜材料WVP最低为响应值,优化成膜工艺条件为纳米SiO2添加量0.033 g/100 mL、纳米TiO2添加量0.042 g/100 mL、硼砂添加量0.032 g/100 mL,此条件下WVP为(9.729±0.074)mg/(m·d·kPa),比PVA单膜降低了44.68%。优化的PVA基复合膜抑菌性提高,可以使大肠杆菌菌落总数降低1个数量级。

柔性触觉传感器用导电橡胶的纳米SiO2改性技术

分析了纳米SiO2的特性及其对柔性触觉传感器改性技术的机理。文中通过进行纳米材料对柔性触觉传感器用敏感材料导电橡胶的掺杂实验,研究了添加纳米SiO2对导电橡胶的导电性、电阻蠕变特性和温度稳定性的影响结果,并分析了其对触觉传感器的线性、滞后、重复性的改善。并通过对添加不同含量和未添加纳米粒子的材料的性能对比,获得了纳米SiO2的添加质量份数为3%时的触觉传感器综合特性指标较好。实验结果表明了纳米材料对柔性触觉传感器材料的良好改性作用。

纳米SiO2及TiO2改性复合涂膜提高松花蛋的保鲜效果

为研究松花蛋的涂膜保鲜，该文采用纳米SiO2和TiO2分别对聚偏二氯乙烯（polyvinylidene chloride，PVDC）和聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）基蜂蜡石蜡复合涂膜材料进行功能改性并涂膜松花蛋，测定并分析贮藏过程中松花蛋质量损失率、含水率、菌落总数、质构和颜色等感官品质指标的变化，研究其对松花蛋的保鲜效果及感官品质的影响。结果表明：在温度22℃，相对湿度75%±2%条件下贮藏12周后，与未涂膜组相比，2种膜液均显著抑制水分的散失（P〈0.05），纳米改性PVDC基复合膜使质量损失率降低29.9%，纳米改性PVA基复合材料使质量损失率降低32.1%；未涂膜组松花蛋的菌落总数为涂膜组的9～10倍；2种膜液均增强松花蛋的质构（降低硬度和咀嚼性，提高黏度），显著提高质地感官评分值（P〈0.05），同时显著抑制 pH 值和游离碱度的降低（P〈0.05）；涂膜组松花蛋的颜色较深，风味和滋味感官评价值较高（P〈0.05），还原糖和游离氨基的含量较低（P〈0.05），褐变强度较强且美拉德反应中间产物的量较多（P〈0.05），表明不同复合涂膜材料可增强美拉德反应，促进风味物质的产生，研究结果为松花蛋涂膜保鲜技术的应用提供理论参考。

CE／纳米SiO2复合材料的力学性能和耐磨性研究

采用模塑成型法制备了不同配比的氰酸酯树脂(CE)/纳米SiO2复合材料,通过力学性能测试、磨损率测试和扫描电子显微镜(SEM)表征,发现纳米SiO2对复合材料的力学性能和耐磨性具有显著的协同改性作用。相对纯CE而言,当纳米SiO2经偶联剂SEA-171表面处理后,且其质量分数为3.0%时,CE/纳米SiO2复合材料的缺口冲击强度提高了83.58%,弯曲强度提高了18.42%,耐磨性提高了77%。

纳米SiO2-矿渣-水泥复合胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀试验

为研究纳米二氧化硅-矿渣-水泥复合胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能,将砂浆试件浸泡在不同温度下的3%硫酸钠溶液中进行侵蚀试验,以抗折强度和抗蚀系数作为指标对其抗蚀性进行评价,并与普通硅酸盐水泥和抗硫酸盐水泥试件进行对比。采用微观分析方法对腐蚀产物的成分进行分析。研究结果表明:纳米二氧化硅-矿渣-水泥复合胶凝材料在不同温度下均具有优异的抗硫酸盐侵蚀能力,随着纳米二氧化硅掺量的增加,抗蚀性能增强;随着温度的降低,试件的侵蚀速率加快,270d的抗蚀系数及抗折强度逐渐降低。养护温度的改变导致腐蚀产物的成分发生变化,5℃养护条件下腐蚀产物中钙矾石及碳硫硅钙石均存在,但以后者为主。

纳米SiO2对甲基乙烯基硅橡胶结构和性能的影响

采用沉淀法和气相法纳米SiO2补强硅橡胶,考察纳米SiO2的添加量和比表面积对结合橡胶量、橡胶吸附层厚度以及硅橡胶补强力学性能的影响.通过溶胀平衡实验计算填料补强能力参数C值,并通过扫描电镜观察填料纳米SiO2在硅橡胶中的分散状态.结果表明:填料添加量对硅橡胶力学性能的影响效果显著,当质量比为0.4时,补强橡胶具有较好的力学综合性能,结合橡胶量增大至49.24%,吸附层厚度增至6.87 nm.对于气相法纳米SiO2,增大填料比表面积有利于提高结合橡胶量,改善填料的补强效果,补强硅橡胶热稳定性也相应提高,此外填料的C值也随之增大,进一步验证了填料的补强效果增强.

纳米SiO2掺杂对高交联度环氧树脂热力学性能影响的分子动力学模拟

为从微观角度分析纳米SiO2掺杂对环氧复合材料性能的影响,以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)、甲基四氢苯二甲酸酐(MTHPA)分别作为环氧树脂基体和固化剂,基于分子动力学(molecular dynamics,MD)的方法建立了高交联度90%的纯环氧树脂和粒径为1.5 nm、2.0 nm的SiO2/EP复合模型,分析纳米SiO2掺杂对环氧复合材料的微观结构影响及热力学性能的提升效果,并且对比纳米SiO2粒径大小对材料性能提升的影响。研究发现,纳米SiO2的掺杂能提高环氧复合材料的热力学性能,粒径1.5 nm的纳米SiO2对环氧复合材料的提升效果更加显著。其中,掺杂粒径1.5 nm的纳米SiO2对环氧复合材料玻璃化转变温度的提升幅度为29.78 K,杨氏模量提高16.83%,剪切模量提高6.02%,体积模量提高4.20%。同时,纳米SiO2的掺杂改变了环氧复合材料的微观结构参数,内聚能密度有明显的提高,自由体积占比和均方位移均有不同程度的降低,粒径为1.5 nm的纳米SiO2对材料的微观结构影响更明显;但纳米SiO2的掺杂并未明显改变复合材料的全原子的径向分布函数。

纳米SiO2含量对铜基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金法制备了添加纳米SiO2的铜基粉末冶金摩擦材料,经湿式摩擦材料摩擦性能试验机测试,研究了纳米SiO2添加量对摩擦材料的摩擦系数、磨损率和耐热系数的影响。结果表明:随纳米SiO2质量分数从0增加到1.5%,材料的动摩擦系数先减小后增加,静摩擦系数无明显变化;耐热系数逐步提高;磨损率则先减小后增加;纳米SiO2质量分数为0.75%的材料性能最佳。研究认为:纳米SiO2对铜基湿式摩擦材料的摩擦学性能有显著影响,添加适量的纳米SiO2可使材料具有高而稳定的摩擦系数、优异的耐磨性和耐热性等综合性能。

聚氨酯弹性体／纳米SiO2复合材料的力学性能研究

采用预聚体的方法制备了聚氨酯弹性体(PUE)/纳米SiO_2复合材料,通过Al(OH)_3对纳米SiO_2表面改性以及超声波分散的方法来提高纳米SiO_2在PUE基体中的分散性,并考查了表面处理前后的纳米SiO_2对PUE/纳米SiO_2复合材料力学性能的影响。结果表明:改性后的纳米SiO_2能均匀分散于PUE基体中,复合材料的力学性能明显提高;纳米SiO_2的用量对PUE/纳米SiO_2复合材料的力学性能影响较大,并且当纳米SiO_2的质量分数为2%和3%时,复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到最大。

PP／POE-g-GMA／纳米SiO2复合材料性能研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝POE/纳米二氧化硅(PP/POE-g-GMA/纳米S iO2)复合材料,研究了材料的力学性能、动态力学性能与结晶性能。结果表明:5%的POE-g-GMA和3%的氨基功能化纳米S iO2(S iO2-g-NH2)具有明显的协同增韧效应,冲击强度提高157%,使PP出现较大的低温损耗模量峰和内耗峰;POE-g-GMA和纳米S iO2对PP的结晶均有促进作用,S iO2-g-NH2的异相成核作用更明显;POE-g-GMA能诱导PPβ晶的形成,添加纳米S iO2使β晶含量降低。

温石棉、纳米SiO2、硅灰石及人造纤维粉尘的细胞毒性研究

以温石棉、纳米SiO_2、硅灰石及人造纤维(陶瓷纤维、玻璃纤维、岩棉)6种粉尘为受试物,采用噻唑蓝比色法(MTT)检测染毒72 h后V79细胞的存活率,并通过吉姆萨染色观察细胞形态学差异,评价6种粉尘对细胞的影响。结果表明,不同质量浓度的矿物粉尘(100μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL、600 μg/mL、800 μg/mL、1 000 μg/mL)作用72 h后,V79存活率下降,细胞增殖受到抑制并出现大量细胞坏死,呈现出剂量-效应关系,且对细胞存活的影响从大到小排列为纳米SiO_2、玻璃纤维、温石棉、陶瓷纤维、硅灰石、岩棉;形态学观察发现接触纳米SiO_2的V79细胞很难找到完好的,形态变化最为严重,岩棉粉尘对V79细胞形态影响比其他5种粉尘弱,多数细胞形态正常,6种粉尘对细胞形态学的影响从大到小分别为纳米SiO_2、玻璃纤维、陶瓷纤维、硅灰石、温石棉、岩棉。

纳米SiO2分离富集-火焰原子吸收法测定水中痕量银

研究了纳米SiO2分离富集-火焰原子吸收法测定水中痕量银的新方法。考察了溶液pH、吸附时间、洗脱条件和干扰离子等因素对Ag+分离富集的影响,确定了纳米SiO2对Ag+吸附的最佳条件。结果表明:在pH 4.1时,纳米SiO2能定量吸附银,吸附在纳米SiO2上的Ag+可用0.5 mol/L HCl+0.5 mol/L硫脲定量洗脱。该法对银的检出限为0.77 ng/mL(3σ,n=11);线性范围为0.005～1.5μg/mL,对0.5μg/mL的Ag+标液进行7次测定,RSD为3.6%,回收率在94.0%～101.5%之间;方法可用于环境水样中痕量银的测定。