原位复合纳米SiO_2改性脲醛木塑复合材料制备

以原位复合纳米SiO2改性脲醛树脂为填充体,人工速生杨木为基体,通过真空加压浸渍法制得木塑复合材料。各种木塑复合材料的主要性能——增重率、抗吸水性、顺纹和恒纹压缩强度分别提高49％、38％、68％和83％。扫描电镜照片显示纳米SiO2改性脲醛完整地填充在杨木基体导管以及孔状结构中。傅立叶红外光谱(FTIR)分析纳米SiO2改性脲醛与杨木基体的固化反应表明,木塑复合材料中木质素C=O吸收峰1 750 cm-1完全消失,木质素COO-吸收峰1 645 cm-1增强而且发生偏移,充分证明纳米SiO2改性脲醛树脂填充体与木材基体之间发生了化学键合作用而使木塑复合材料各项力学性能得以增强。

超声波在纳米SiO_2与脲醛树脂共混中的应用

采用超声波分散法制备了性能良好的纳米SiO2/UF树脂,探讨了纳米SiO2用量、超声分散时间等因素对脲醛树脂(UF)游离甲醛含量、胶合强度的影响.性能测试表明:超声波分散是降低纳米粒子团聚的简单而有效的方法;随着纳米SiO2加入量的增加,经超声波分散后,纳米SiO2/UF树脂游离甲醛含量降低;经合适时间的超声波分散后,其压制的胶合板胶合强度显著提高.

纳米SiO_2改性脲醛树脂的研究

在纳米SiO2改性脲醛树脂研究中,探讨了纳米SiO2用量、纳米SiO2表面处理剂、分散工艺等因素对UF树脂黏度、游离甲醛含量、胶合强度的影响。性能测试结果表明:改性后的UF树脂黏度增大,游离甲醛含量下降,胶合强度显著提高。用1%硅烷偶联剂KH-550处理的纳米SiO2(HTSi-04)对UF树脂改性效果显著;采用树脂合成后机械共混的分散工艺的改性效果最好。

纳米SiO_2和CaCO_3改性脲醛树脂甲醛含量及性能研究

采用质量分数1%硅烷偶联剂KH一570处理纳米SiO2和纳米CaCO3表面,通过间歇式超声波震荡法将纳米SiO2和纳米CaCO3加入脲醛树脂进行改性;研究了纳米SiO2和CaCO3用量对脲醛树脂游离甲醛、粘度、固化时间、拉伸剪切强度的影响.结果表明:纳米SiO2、CaCO3用量对相同F/U摩尔比脲醛树脂的性能有不同程度的影响.当纳米SiO2用量小于质量分数1.5%时,用量越大,游离甲醛含量越低,粘度越大,拉伸剪切强度越大,对固化时间影响不大,而纳米SiO2用量超过质量分数1.5%时,游离甲醛含量不再下降;随着纳米CaCO3的加入量的增加,游离甲醛含量也越低,粘度越大,拉伸剪切强度变化不大,树脂的固化时间延长,加入量大于质量分数7%时,树脂不能固化.因此纳米CaCO3加入量控制质量分数5%时,树脂性能最佳.

纳米SiO_2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的制备及性能

利用原位聚合法制备了以纳米SiO_2改性脲醛树脂为壁材、十二醇为芯材的相变微胶囊。考察了芯壁质量比、固化终点pH和纳米SiO_2质量分数对微胶囊包封率和芯材质量分数、渗透率的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)等分别对微胶囊相变材料的表面形貌、粒径和热性能进行了表征。研究结果表明,纳米SiO_2改性脲醛树脂/十二醇相变微胶囊的最佳制备条件为:芯壁质量比为1∶2、固化终点p H=1.5~2、纳米SiO_2质量分数为3%。制备的微胶囊为表面光滑的球形,粒径大小为1.85~5μm,包封率和芯材质量分数分别为62.5%和79.3%,相变潜热为148.4 J/g。

纳米SiO2增强脲醛树脂机械性能的分子模拟研究

介电材料广泛应用于现代电网,但容易出现开裂现象,引起局部放电、电树枝等危害。将芯材为双环戊二烯,壁材为脲醛树脂(PUF)的自修复微胶囊掺杂进介电材料,可实现材料的自修复。但PUF微胶囊硬度不足,其机械性能需要增强。文中采用分子模拟方法建立3组模型,每组分别包括一个纯PUF模型和一个掺杂纳米SiO2的PUF模型,经过计算后分析其密度、自由体积分数、机械性能,建立PUF/SiO2界面相互作用模型以挖掘其内部机理。结果发现,掺杂纳米SiO2有利于增大PUF材料的密度,减小自由体积分数、增强其机械性能。原因是PUF链上的极性原子和纳米SiO2表面的羟基、O原子之间存在氢键相互作用。文中采用分子模拟技术揭示了纳米SiO2增强PUF机械性能的内部机理。

脲醛树脂与纳米二氧化硅复合改善木材性能的研究

为提高三倍体毛白杨木材的多项性能,该研究以脲醛(UF)树脂和纳米SiO2为主要改性剂,并使用偶联剂和阻燃剂,制成5种木材处理剂,利用减压—加压的方法浸渍处理杨木,并通过加热使处理剂在木材中固化,制成UF--SiO2--Wood复合材料.以尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性和硬度作为主要指标对复合材料的性能进行评价,考察了处理剂对杨木性能的影响.结果表明,此5种处理剂均能提高木材的抗吸水性、阻燃性,并显著提高了木材的硬度,纳米SiO2的添加对木材硬度的提高有显著作用;除UF--C--SiO2共缩聚物外,其他4种处理剂均不同程度地提高了木材的尺寸稳定性.UF与纳米SiO2复合处理杨木可以提高杨木的综合性能.

原位生成纳米SiO_2/丙烯酸树脂皮革涂饰剂的研究

该研究用乳液聚合法原位合成了纳米S iO2/丙烯酸树脂复合涂饰剂。考察了单体配比,体系pH,引发剂、乳化剂及正硅酸乙酯(TEOS)用量等因素对乳液性能的影响,并分析表征了纳米复合涂饰剂的宏观、微观结构,测试了聚合物膜的物理机械性能以及用于皮革涂饰后革样的各项性能。结果为:透射电镜(TEM)观察发现,粒径小于100 nm的S iO2颗粒均匀分散于纳米复合涂饰剂乳液内,且无明显团聚现象;差示扫描量热(DSC)分析得出,纳米S iO2的加入使丙烯酸树脂的玻璃化温度(Tg)提高了12.2℃;傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,纳米复合涂饰剂中形成了—S i—O—S i—结构。纳米S iO2/丙烯酸树脂复合涂饰剂应用于皮革涂饰后,其各项性能较丙烯酸树脂涂饰有明显提高,如透水汽性提高了7.42%,透气性提高了7.33%,耐干、湿擦性能均提高一级。

原位聚合法制备环氧树脂/纳米SiO_2灌封材料的性能研究

采用原位聚合法制备了环氧树脂/纳米S iO2灌封材料。用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、差热扫描量热法(DSC)等方法研究了材料的结构与性能。结果表明,环氧树脂/纳米S iO2灌封材料的冲击强度和弯曲强度随纳米S iO2含量而变化,当其含量为3%(质量分数)时二者出现最大值,与纯环氧树脂固化物相比冲击强度和弯曲强度分别提高了98%和112%。同时纳米S iO2的加入也使灌封材料的电性能和热性能得到改善,线膨胀系数明显降低,环氧树脂的粘度稍有增加。

原位聚合制备尼龙6/纳米SiO_2复合材料研究

对原位聚合制备尼龙6/纳米SiO_2进行研究。结果表明,无论是否对纳米SiO_2复合材料进行偶联化处理,其表面均将在原位聚合过程中与尼龙6产生接枝;SiO_2表面接枝物的生成,可在某种程度上造成体系结晶程度的降低,但复合体系的力学性能主要由SiO_2粒子的分散程度、粒子和基体之间的相界面性质等因素决定;采用经偶联剂处理并具有较小粒径和较大比表面积的SiO_2对尼龙6进行复合,可使复合体系的力学性能指标达到较高的水平,且硅烷偶联剂的最佳用量为SiO_2的3％左右。

环氧树脂/超支化聚酯/纳米SiO_2复合材料的制备及性能

采用超支化聚酯与聚硅酸溶胶共混改性环氧树脂,制备了环氧树脂/超支化聚酯/纳米SiO2三元共混体系纳米复合材料。研究了超支化聚酯/聚硅酸溶胶增韧改性环氧树脂固化体系的力学性能及热性能,通过X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)等测试手段对材料的微观相态结构与性能进行了表征。结果表明,超支化聚酯/聚硅酸的加入使纳米复合材料的力学性能和热性能得到明显提高。当纳米SiO2的含量为1%(质量分数,下同)时冲击强度比纯环氧树脂提高了10.48kJ/m2,材料的起始热分解温度也提高了27℃。

纳米SiO_2/环氧树脂复合材料性能研究

以纳米 Si O2 作为增强材料 ,制备纳米复合材料 ,研究了不同的纳米 Si O2 含量对纳米复合材料性能的影响 ,采用透射电镜对纳米 Si O2 粒子的分布进行了表征 ,采用正电子湮没技术 (PAL S)测试了自由体积的尺寸及浓度。结果表明 ,当纳米粒子 Si O2 含量为 3%时 ,自由体积浓度最小 ,纳米复合材料的性能最佳。

纳米SiO_2改性环氧树脂及其复合材料性能研究

先采用机械搅拌和超声分散方式在环氧树脂中分散纳米SiO2微粒,通过扫描电镜表征断面的形貌来分析纳米SiO2分散效果,再采用力学性能测试,研究纳米SiO2对环氧树脂及其玻璃纤维增强复合材料性能的影响,结果表明,超声分散效果明显优于机械搅拌分散;纳米SiO2含量对分散效果、环氧树脂及其复合材料力学性能具有显著影响;采用超声分散的1%(质量分数)纳米SiO2改性环氧树脂浇铸体的弯曲强度比未改性的提高了21.2%,其玻璃纤维增强复合材料的弯曲和拉伸强度分别提高了9.7%和7.9%,但层间剪切强度则降低了10.6%。

原位聚合法制备共聚POM/SiO_2纳米复合材料结构与性能表征

以三聚甲醛和1,3-二氧戊环为单体,以氟化硼乙醚络合物为引发剂,用原位聚合方法制备共聚POM/SiO2纳米复合材料。使用FESEM和FT-IR研究纳米复合材料的微观形貌和组成,并且使用DSC及XRD等研究纳米复合材料的结晶行为。结果表明:纳米SiO2粒子在POM基体中分散均匀,且达到了纳米级的分散;纳米SiO2粒子的存在未影响共聚POM的分子链结构,POM高分子链与纳米SiO2表面的高能活性点发生了作用(例如氢键、配位键等),但并未发现化学作用的证据;共聚POM/SiO2纳米复合材料的熔点升高;部分纳米粒子充当了成核剂使结晶加快、球晶尺寸减小,还有部分纳米粒子的存在阻碍了片晶的生长,破坏了球晶的对称性。

纳米SiO_2及无机盐改性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜的耐蚀性能

为了提高丙烯酸树脂类钝化膜的耐蚀性能,以三甲基氯硅烷对纳米SiO2进行表面改性,制成分散液后与硅烷偶联剂KH-563、丙烯酸树脂及无机盐Ni(CH3COO)2等复配成无铬钝化液,对热镀锌板进行复合钝化。采用红外光谱测试了改性纳米SiO2的结构,采用粒度仪分析其粒径;利用扫描电镜和能谱分析了复合钝化膜的微观形貌和成分;采用电化学及中性盐雾试验分析了复合钝化膜的耐蚀性能。结果表明:纳米SiO2改性后,表面能降低,分散性良好;改性纳米SiO2与丙烯酸树脂发生交联作用,形成了网状结构,提高了复合钝化膜的致密性;复合钝化耐蚀性能较丙烯酸树脂钝化膜及热镀锌板显著提高。

原位乳液聚合制备的聚丙烯酸丁酯/纳米SiO_2复合粒子的形貌和形成机理

通过吸附于水相分散纳米SiO2粒子表面的2,2’-偶氮（2-脒基丙烷）二氢氯化物（AIBA）的引发作用,进行丙烯酸丁酯（BA）的原位乳液聚合,制备聚丙烯酸丁酯（PBA）/纳米SiO2复合乳胶粒。分别采用透射电镜观察复合粒子的形貌,高速离心分离/超声分散和氢氟酸腐蚀表征复合胶乳中PBA乳胶粒与纳米SiO2粒子的结合程度。发现有纳米SiO2粒子聚集于复合乳胶粒表面,复合粒子表面粗糙,呈“草莓形”结构;当复合粒子中SiO2质量分率为14.6%-22.6%时,60%左右的纳米SiO2富集于复合粒子表面,30%左右被包覆在复合粒子内部,另有少量游离于水相。采用原位乳液聚合得到的复合粒子中纳米SiO2与聚合物的结合牢度远大于以AIBA为引发剂合成的PBA乳液与纳米SiO2分散液直接混合所能达到的结合牢度。认为在原位乳液聚合过程中,由于纳米SiO2粒子表面锚固的PBA量的不同,引起SiO2粒子的亲水/亲油性和与PBA的相容性也不相同,导致出现以上的SiO2的分布特性和复合粒子形貌。

基于欠膨胀射流的SiO_2/环氧树脂纳米复合材料制备方法研究

为实现在不添加分散剂的情况下将纳米粒子均匀分散在液相物料中,提出了一种基于欠膨胀射流的液相物料纳米粉添加分散方法.该方法利用欠膨胀射流将纳米粒子以气-粉微气泡的形式分散到液相物料内部,并利用微气泡受高频挤压爆破释放的能量,以及气泡膨胀过程产生的超声波效应和高拉伸场效应来实现纳米粉在液相物料中以纳米尺度粒子分散.设计了相应的分散系统,进行了无分散剂下纳米SiO2/环氧树脂添加分散实验.通过TEM和Tg测试对实验样品进行了表征,结果表明,分散相粒径在15～30nm之间,SiO2纳米颗粒均匀地分散在环氧树脂中.Tg温度比只经过一般高速机械搅拌得到的复合材料提高了约18℃.该方法解决了SiO2纳米粉颗粒在环氧树脂中的团聚问题.

纳米SiO_2/环氧树脂复合材料性能研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2/环氧树脂复合材料。通过冲击强度测试、SEM分析、DSC测试以及红外光谱分析、对材料的冲击性能耐热性能及其固化行为进行了探讨。实验结果表明,不同类型的纳米SiO2/环氧树脂复合材料其冲击性能都比纯环氧树脂固化物要好,并且都在纳米SiO2含量为4%时为最佳;纳米SiO2的加入也能有效提高材料的玻璃化转变温度;而且纳米SiO2的比表面积越大,其冲击性能和耐热性能越好。

原位生成纳米SiO2／橡胶复合材料的制备及性能研究

采用原位生成技术制备了纳米SiO2/橡胶复合材料,研究了生胶的结构、反应时间、催化剂、偶联剂种类及用量对SiO2生成量及其增强橡胶硫化胶性能的影响。结果表明:生胶的结构对SiO2的生成量有较大的影响,不同生胶中生成SiO2量的顺序为NR>IIR>SBR>BR>NBR。随着反应时间的增加,SiO2的生成量增加,72h后基本达到恒定值,偶联剂的种类对SiO2生成量影响不大。当Si-69的用量为2g/100gNR、催化剂为乙二胺、反应时间为72h时,效果最佳。原位生成纳米SiO2填充橡胶硫化胶的性能优于机械共混法填充橡胶硫化胶的性能。

环氧树脂/纳米SiO_2复合材料摩擦学性能与正电子湮没谱的研究

利用超声波和偶联剂处理的方法,将不同比例的纳米SiO_2与环氧树脂相复合,制备了环氧树脂/纳米SiO_2复合材料并测定了其显微硬度。用摩擦磨损试验机评价了试样在干摩擦条件下的摩擦学性能,用正电子湮没寿命技术(PALT)测试了试样的微观结构。结果表明,纳米SiO_2可有效地改善环氧树脂的摩擦性能;摩擦后试样的自由体积孔穴尺寸比摩擦前大,随着SiO_2含量的增加,自由体积孔穴尺寸呈增大趋势,而自由体积孔穴浓度呈减少趋势。