A NOVEL ZWITTERIONIC SILANE COUPLING AGENT FOR NONTHROMBOGENIC BIOMATERIALS

A novel silane coupling agent bearing sulfobetaine group, N,N-diethyl-N-（3-sulfopropyl）-aminopropyl- trimethoxysilane （DESATS）, was first designed, synthesized and characterized. Its solution property was studied by means of dynamic light scattering. DESATS was successfully bonded onto the surface of the glass and proved by ESCA. Platelet adhesion assay in vitro indicated that the nonthrombogenicity of glass slide modified with DESATS is greatly improved.

Special epoxy silicone adhesive for inertial confinement fusion experiment

The effects of toughener and coupling agent on special epoxy silicone adhesive were discussed by researching the surface morphology characters, thermal properties and shear strength of the adhesive. The results indicate that silicone coupling agent (KH-550) can improve the shear strength of the epoxy silicone adhesive effectively. The mass fraction of the toughener in the epoxy silicone adhesive plays an important role in its properties. When the mass fraction of the toughener is less than 14%, the shear strength of the adhesive is low. When the mass fraction of the toughener is over 33%, thermal properties and shear strength of the adhesive decrease with the increasing of the toughener. The mass fraction of toughener of 25% results in good integral properties of the epoxy silicone adhesive. The morphologic analysis indicates that the micro-phase separation exists in the epoxy molecular chain and the silicone molecular chain of the epoxy silicone adhesive.

乳液成型制备二氧化硅/聚四氟乙烯复合薄膜及其性能优化

聚四氟乙烯(PTFE)由于优异的介电性能已成为高频通讯的重要载体,通常将其与无机填料复配以提高其力学性能。但是,受限于PTFE极低的表面能,无机填料与其界面作用极差,难以在传统车削或压延成膜的强应力作用下实现高填充复合薄膜材料的成型。因此文中尝试以尺寸更小,界面可灵活构筑的PTFE乳液为基体、二氧化硅(SiO_(2))为无机填料,通过SiO_(2)表面改性对SiO_(2)/PTFE复合膜材料性能强化,研究无机粒子表面改性对复合材料分散、界面及力学性能等的影响。研究发现,当偶联剂质量分数为5%时,SiO_(2)/PTFE复合薄膜(80μm)力学性能最优,拉伸强度由SiO_(2)改性前的4.35 MPa增加至5.33 MPa、断裂伸长率由38.2%增加至134.0%。为提高PTFE/SiO_(2)界面强度、制备高性能PTFE复合薄膜材料提供了新方法。

有机硅及钛酸酯改性碳纤维树脂基复合材料力学性能研究

为了增韧纯环氧树脂基碳纤维复合材料,改善其力学性能,采用VARTM成型工艺制备有机硅改性碳纤维树脂基复合材料,使用傅里叶红外光谱仪、电子万能试验机、落锤式冲击试验机和SEM研究了改性后的环氧树脂官能团和化学键以及复合材料的拉伸、弯曲、冲击性能,并对其断口进行分析。结果表明:当有机硅质量分数为2%,钛酸酯偶联剂添加质量分数为0.4%时,复合材料的各项力学性能达到最佳,拉伸强度为751.55 MPa,提高了111.4%;弯曲强度为1023.64 MPa,相比未改性的复合材料提高了69.6%;冲击韧性为88.51 kJ·m^(-2),比纯环氧树脂碳纤维复合材料提高了61.3%。

硅改性聚氨酯耐高温涂料的研究进展

阐述聚氨酯的组成和热降解行为;列举聚氨酯耐高温改性的方法,分析纳米二氧化硅的作用机理、有机硅的改性原理以及有机硅、硅烷偶联剂改性蓖麻油聚氨酯形成聚合物互穿网络的方法;综述硅改性聚氨酯的耐高温性能的方法和研究进展。

具有氨基化致密二氧化硅壳层相变胶囊的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了以正十八烷(C_(18))相变材料为芯材、二氧化硅(SiO_(2))为壳材的相变纳米胶囊(NEPCM),引入硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对SiO_(2)表面进行功能化处理,此外APTES的引入促进正硅酸乙酯(TEOS)水解缩合形成致密SiO_(2)壳层。研究了不同芯/壳质量比对NEPCM的微观形貌、相变焓值的影响规律,同时,对NEPCM的热循环稳定性,防泄漏性,热稳定性,对建筑内部温度调节等性能也进行了详细的研究。结果表明,随着核/壳质量比的变化,NEPCM相变焓值随着改变。在核/壳质量比为1/1.3时,所制备的纳米胶囊的相变焓值最高,达到了140.57 J/g,包覆率达到61.6%;与此同时,由于有致密SiO 2壳材的保护,相较于纯C 18,NEPCM具有良好的防泄漏性,在经过150次冷热循环后其焓值仅下降0.13%,具有优良的热循环稳定性和耐久性。此外,当NEPCM用于建筑热管理时,其有效地把室内温度到达峰值温度的时间延缓了385 s,并将峰值温度降低了9℃,表明NEPCM具有优良的蓄热调温性能。与此同时,APTES的引入使NEPCM外壳功能化,其表面氨基与有机聚合物的官能团之间的高效相互作用为高效制备纳米复合材料提供了广阔的应用前景。

一种支链型氨基改性增深硅油的制备及其乳液应用

新功能氨基硅烷偶联剂DT-N609与八甲基环四硅氧烷(D4)和封头剂六甲基二硅氧烷(MM)在氢氧化钾碱胶的催化作用下,通过本体聚合反应制得一种支链型氨基改性增深硅油原油。通过不同系列乳化剂的选择,优选出一种复合乳化剂,探讨了原油与复合乳化剂不同比例对增深效果和稳定性的影响。结果表明,新型氨基硅烷偶联剂DT-N609是一种可用于制备增深硅油原油的新功能硅烷偶联剂,优选原油和复合乳化剂质量比5∶1时进行工业化大生产,产品增深效果好、质量稳定,深得市场好评。

KH-560和玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响

为进一步提高硅树脂涂层的力学性能与服役温度,研究了硅烷偶联剂KH-560和低熔点玻璃粉对硅树脂涂层热防护性能的影响。采用高温型固体材料动态弹性性能测试仪、万能电子拉伸机、膨胀仪、燃气热冲击实验系统表征涂层的弹性模量、结合强度、热膨胀系数、烧蚀、隔热、热冲击性能;采用红外光谱仪、发射扫描电子显微镜及其附带的能谱分析涂层组成、表面微观形貌、元素含量。结果表明:随着KH-560含量的增加(0~3%),硅树脂涂层的弹性模量和结合强度先增加后减少。当加入2.0%KH-560时,在常温下涂层的弹性模量和结合强度达到最大值,分别为24.10 GPa、4.40 MPa,这主要是因为KH-560使得硅树脂和金属基底之间的键合以及填料与硅树脂之间的键合增强。掺入110%的玻璃粉时,能够有效改善硅树脂涂层在800℃的热稳定性和抗热震性能,这是由于熔化的玻璃粉可填补硅树脂分解所产生的孔隙,从而阻止硅树脂进一步氧化分解。此外,玻璃粉含量为110%的硅树脂涂层具有良好的隔热和烧蚀性能。

加成型液体硅橡胶用白炭黑改性研究进展

气相法白炭黑作为一种性能优异的补强填料,在硅橡胶领域有着广泛的应用,但白炭黑在基体中的分散性不佳会影响其补强效果,一定程度上限制了其应用。介绍了白炭黑的补强机理及改性方法,并对未来白炭黑的研究方向进行了展望。

有机硅改性环氧树脂的研究进展

本文从物理和化学改性两个方面重点综述了官能基聚硅氧烷、硅烷偶联剂、POSS及其他有机硅改性环氧树脂的研究进展。结合材料科学的发展需求,提出水性和光固化环保型有机硅改性环氧树脂将是今后的发展方向。

长链烷基酯改性氨基硅烷偶联剂及其应用探究

以N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(KH792)、十八酸正丁酯、正丁醇为原料,制备了一种长链烷基酯改性氨基硅烷偶联剂,并对其结构进行了表征;还将其用于脱甲醇型透明胶粘剂的制备,探究了改性氨基硅烷偶联剂对脱甲醇型透明胶粘剂力学性能、耐热抗黄变性能及对玻璃、PET塑料、PC塑料、阳极氧化铝型材粘接性能的影响。结果表明:KH792经十八酸正丁酯改性后,—NH2变为活性稍低的—CONH—,虽然氨基活性有所减弱,但是仍然对胶粘剂的表干加快和交联密度提升起到促进作用;但因没有活性质子,碱性减弱,并且具有除水功能,因而可提高胶粘剂的耐黄变及储存稳定性。长链烷基酯改性氨基硅烷偶联剂对大多数基材具有较好的粘接效果,尤其是对非极性材质的塑料表现出优越的粘接性能。

硅酮密封胶改性对比及在建筑幕墙施工中的应用性能研究

在密封胶基础原料中掺入纳米活性分子碳酸钙和重钙粉作为辅助混合料,制备建筑用硅酮密封胶试样。分析硅酮密封胶由于KH-590和KH-792的加入各项性能指标所产生的变化,确定1%掺量硅烷偶联剂KH-792为最佳密封胶制备比例。结果表明:其表干和固化时间、粘接强度和力学性能指标均表现优良。与聚硫密封胶和聚氨酯密封胶相比,硅酮密封胶的吸水率分别降低了43.2%和32.4%,在紫外线老化测试进行至28 d时,粘接强度分别提高了7.93%和15.25%,拉伸强度分别提高了22.45%和13.2%,腐蚀面积分别减少了64%和47%,具有较强的应用性。

碱处理对球形硅微粉性能的影响

使用硅烷偶联剂进行表面改性是1种工业上常用的球形硅微粉表面改性方法。然而球形硅微粉在生产过程中经过的高温球化工艺使其表面呈现化学惰性,需要一定的表面处理才能有更好的改性效果。为探究碱处理对球形硅微粉表面改性各项性能的影响,选用NaOH对球形硅微粉表面进行处理,通过表面形貌和表面接触角来确定最佳处理时间;选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)两种硅烷偶联剂对碱处理前后球形硅微粉进行表面改性并表征了吸油值、活化指数和接触角;将改性球形硅微粉与环氧树脂复合制成样品进行力学性能与导热系数测试。结果表明:碱处理后用3%质量分数的KH570、KH560分别对球形硅微粉进行改性,此时球形硅微粉的活化指数分别为78.9%、28.7%,接触角分别为126.51°、117.28°,吸油值分别为25.95%、26.70%;制得复合样品的弯曲强度分别提升18.2%、25.9%,冲击强度分别提升2.5%、21.6%,导热系数分别提升6.32%、11.82%。碱处理对KH560、KH570改性球形硅微粉的改性效果及其制成复合样品的力学导热性能均有提升。

模拟地热水中微/纳米SiO_(2)环氧涂层耐蚀阻垢性能研究

采用硅烷偶联剂(KH550)对微纳米SiO_(2)颗粒进行改性,将改性后的微纳米SiO_(2)颗粒添加到环氧树脂涂层,得到微纳米SiO_(2)/环氧复合涂层。利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)对改性前后的微纳米SiO_(2)颗粒进行表征分析,结果表明,硅烷偶联剂成功接枝在SiO_(2)颗粒表面。考察不同微纳米SiO_(2)配比下复合涂层的硬度、附着力、耐酸耐碱、接触角等性能参数,结果表明,复合涂层中微纳米SiO_(2)颗粒添加量为5%时,涂层的硬度最佳,耐酸碱侵蚀性能最好;接触角最大,有着最佳的疏水性能。通过旋转挂片实验观察复合涂层在模拟地热水中随时间增长的腐蚀形貌,SEM结果表明,不锈钢片附着的微纳米SiO_(2)/环氧复合涂层没有开裂、涨泡、脱落等破损现象,结垢物质基本不附着。利用电化学阻抗谱和极化曲线分析复合涂层的耐蚀阻垢性能,结果表明,附着复合涂层的不锈钢片在模拟地热水中浸泡30 d后,腐蚀电流密度比原片减小了2个数量级,表现出较好的防腐能力。通过分析复合涂层防腐阻垢机理,结果表明复合涂层是通过微米与纳米SiO_(2)颗粒形成的复合粒子,在金属表面有机结合,延缓腐蚀离子的渗透,抑制结垢晶核堆积,主要通过物理屏蔽的方式阻隔模拟地热水中离子对金属基底的腐蚀,起到对金属表面的防护作用。

硅烷化氧化石墨烯/有机硅复合涂层的制备及性能

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对氧化石墨烯(GO)进行改性,制得硅烷化氧化石墨烯(KGO),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)表征了它的结构。将KGO与有机硅树脂(SR)复合,在Q235钢表面制得KGO/SR复合涂层,采用电化学阻抗谱研究了该涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并测试其耐中性盐雾性能。结果表明:KGO在SR基体中具有良好的分散性,提高了涂层的致密性,令KGO/SR复合涂层具有良好的防护性能。

硅烷偶联剂对热硫化绝缘硅橡胶性能的影响探析

以甲基乙烯基硅橡胶为基料,气相法白炭黑为补强填料,氢氧化铝为阻燃填料,羟基硅油为结构化控制剂,添加硅烷偶联剂和硫化剂制得热硫化硅橡胶。研究了硅烷偶联剂种类和用量对硅橡胶力学性能、硫化特性、加工性能的影响。结果表明,加入硅烷偶联剂后能明显提升硅橡胶的拉伸强度和硬度,降低断裂伸长率、硫化速率和上辊操作性,产生明显的气味。含有乙烯基的硅烷偶联剂在加入后会提高胶料最高扭矩值;随着硅烷偶联剂用量的提升,硅橡胶拉伸强度先升后降,硫化速率逐步降低,上辊操作性下降,胶料气味不断增大;综合考虑各项性能,硅烷偶联剂推荐使用γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷,其较佳用量为2份。

硅氧烷化合物在溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料中的应用进展

溶聚丁苯橡胶(SSBR)/白炭黑复合材料是制备高性能绿色轮胎的重要原料,硅氧烷化合物中的烷氧基可以与白炭黑表面的硅羟基发生反应,为构建SSBR与白炭黑之间的化学界面结合提供了有利因素。综述了不同种类的硅氧烷化合物在SSBR/白炭黑复合材料制备与改性中的应用进展,重点介绍了硅氧烷单体用作官能化封端剂和硅烷偶联剂的相关研究,为硅氧烷化合物的设计和研究提供了参考。

简单且大尺寸超疏水硅橡胶涂层的制备

采用疏水气相纳米二氧化硅构建粗糙结构,双组分室温硫化硅橡胶(RTV-2)作为黏合剂增加涂层的机械性能,制备的涂层水接触角达到155.5°,滚动角达到8°。加入硅烷偶联剂(KH-570)对涂层疏水改性后,涂层水接触角达到160.5°,滚动角达到4°。采用自清洁实验、机械性能实验、耐气候老化实验对涂层性能进行了测试,结果表明涂层具有良好的自清洁、机械性能高、耐气候老化等优点。涂层实验步骤简单、药品经济型高、不需要高温固化。室温下2h可以完成涂层制备的全过程,适用于大尺寸制备。实验方案为超疏水涂层商用化提供了一定的思路。

偶联剂改性无机硅系阻燃剂对粘胶纤维性能的影响研究

采用4种偶联剂对无机硅系阻燃剂进行了表面改性,然后用于制备阻燃粘胶纤维。研究了用于表面改性的偶联剂种类及用量、纺丝时改性无机硅系阻燃剂用量对粘胶纤维性能的影响。结果表明,采用N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH 602)改性无机硅系阻燃剂的粘胶纤维的物理力学性能和阻燃性能较佳。KH 602的较佳用量为1.0%,改性无机硅系阻燃剂的较佳用量为20%,此时制得的粘胶纤维干断裂强度为2.56 cN/dtex,湿断裂强度为1.40 cN/dtex,干断裂伸长率为21%,回潮率为9.0%,超长率为0.3%,极限氧指数为33.0%,垂直燃烧等级为V-0,燃烧成炭性能良好,无熔滴现象。

硅烷偶联剂折光率的全息定量构效关系研究

建立了85个硅烷偶联剂折光率的全息定量构效关系(HQSAR)模型。当设置参数fragment distinction为“A、B、C、H、DA”、fragment size为“4~7”、holograms length为“151”时可建立最优HQSAR模型。采用外部测试集验证和留一交叉验证两种方法评估了模型的预测能力和稳健性。外部测试集验证的RMSRE、RMSEP、Q2F3、CCC分别为0.916、0.013、0.924、0.936,留一交叉验证的RMSRE、RMSECV、q2cv和R2分别为1.364、0.020、0.659和0.829。验证结果表明建立的HQSAR模型稳健可靠,可用于预测硅烷偶联剂的折光率。此外,通过所得HQSAR模型的分子贡献图可知,硅烷偶联剂中苯基和氧原子上长链烷基的存在会提高折光率。