正硅酸锂氚增殖材料结构改性及机械性能研究

三元锂陶瓷可作为聚变堆候选固态氚增殖材料。其中,硅酸锂(Li_(4)SiO_(4))锂密度较高,释氚性能良好。然而,Li_(4)SiO_(4)烧结较为困难,力学性能亟待改善。针对这一问题,研究提出通过中子倍增元素Pb、Zr添加的方式,调控陶瓷烧结特性及微细结构,以提高陶瓷致密度、改善机械性能。向前驱体溶液中以硝酸铅[Pb(NO_(3))_(2)]形式添加2 wt.%、5 wt.%和8 wt.%Pb元素,通过微波辅助溶液燃烧合成法得到陶瓷粉体。X射线衍射分析显示,陶瓷中Pb的有效成分为PbO。当向陶瓷中添加2 wt.%Pb元素后,陶瓷的致密度有所提高。在氧气氛围下,经1273 K烧结后相对致密度可达90%。对陶瓷的抗弯强度进行了测试,结果显示Pb添加可在一定程度上改善陶瓷的机械性能。因而,PbO虽然能够改善陶瓷的烧结致密化过程,但难以显著提高Li_(4)SiO_(4)的力学性能。向Li_(4)SiO_(4)添加10 wt.%ZrO_(2)后,Zr主要以Li_(2)ZrO_(3)形式存在。陶瓷晶粒得到明显细化,陶瓷的相对致密度为86.19%,其抗弯强度与致密度成正向关系。在此基础上,制备了Li_(4)SiO_(4)-10 wt.%ZrO_(2)微球,其抗压溃力可达40.76 N。

正硅酸四乙酯制备二氧化硅气凝胶及其性质研究

多孔网状纳米材料二氧化硅气凝胶具有密度低、比表面积大等特点,在隔热保温材料、吸附剂、催化剂载体等方面有着广泛的应用。本研究以正硅酸四乙酯为硅源通过控制水量来制备四种前驱体,不同的前驱体在相同的制备条件下一步合成二氧化硅气凝胶。该方法具有工艺时间短、溶剂使用量少、能耗低等特点。采用红外光谱、热重分析、X射线衍射和接触角测量对制备的二氧化硅气凝胶进行性质表征。结果表明不同水量制备的疏水性无定型二氧化硅气凝胶热稳定性存在差异性,适宜的水量有助于气凝胶热稳定性的提高。

电子级正硅酸乙酯制备技术研究进展

正硅酸乙酯兼顾无机材料和有机材料的性能,广泛应用于化工、电子电气等诸多领域。重点介绍了电子级正硅酸乙酯的应用领域,比较了工业级正硅酸乙酯与电子级正硅酸乙酯的产品组分、颗粒度以及杂质含量。针对工业级正硅酸乙酯与电子级正硅酸乙酯质量上的差距,综述了目前国内外电子级正硅酸乙酯制备工艺的研究进展,包括络合分离、吸附和离子交换、组合精制等技术,这些技术均以工业级正硅酸乙酯为原料,通过有效去除正硅酸乙酯中的水分、氯离子、金属离子和其他杂质等,获得电子级正硅酸乙酯产品。通过对比各种提纯方法,展望了电子级正硅酸乙酯提纯技术的发展方向。

正硅酸乙酯水解过程的半经验量子化学研究

通过半经验量子化学方法研究了正硅酸乙酯的最优化分子几何结构并推断了催化水解机理。通过用MNDO方法求得正硅酸乙酯在不同条件下水解反应过程的位能曲线,研究了不同催化剂对正硅酸乙酯水解反应过程的影响。计算结果表明,碱催化过程是一个放热过程,硅原子可从原先的4配位的正四面体结构向6配位的八面体结构转变。而在酸性条件下,水合质子作为亲电试剂,可以使正硅酸乙酯的烷氧基质子化,从而增加了正硅酸乙酯的亲电能力。质子化后的正硅酸乙酯容易被亲核试剂所进攻,进攻过程是一个SN2亲核取代反应过程。计算结果表明,在有氟离子参与的反应过程中,氟离子对正硅酸乙酯亲核进攻所形成的6配位结构易与亲核试剂水分子发生亲核反应。这些结论对实验研究将起到很重要的指导意义。

正硅酸乙酯水解-缩合过程的动态激光光散射研究

利用动态激光光散射(DLS)研究了酸催化正硅酸乙酯水解-缩合过程中溶胶粒子形成的特征,并结合红外光谱进行了分析。研究表明,当H2O/TEOS=8∶1时,反应温度在60℃以下的正硅酸乙酯水解缩合过程中,粒径存在明显的先增大后减小现象,并在不同阶段存在着相互缔合的活性羟基体系;红外研究表明,硅氧网络也在不断扩大。由此可以得到正硅酸乙酯溶胶-凝胶过程中活性溶胶粒子的形成过程和特征,对进一步在活性二氧化硅溶胶粒子表面键接形成复合材料起着重要的指导意义。

正硅酸乙酯溶胶-凝胶过程动力学

本文利用高分辨核磁共振仪（1HNMR）和凝胶色谱仪（GPC）研究正硅酸乙酯（TEOS）水解和水解产物缩聚动力学。首次得出水解速度常数和（?）Si—OEt浓度关系,并且测定出水解反应动力学级数。同时还测定了水解产物聚合过程中聚合物分子量的动态分布,发现当溶液H2O/TEOS】4时,,在聚合后期,分子量分布图上出现2个高聚物分布峰。聚合反应类型是缩聚反应,反应机理和弱酸性水溶液中硅酸相似,HCl抑制缩聚反应。

3种共溶剂对正硅酸乙酯水解的影响

研究正丁醇,异丙醇,乙醇3种不同的共溶剂对正硅酸乙酯水解沉淀过程和溶胶 凝胶过程反应时间和产率的影响·利用红外和透射电子显微镜研究水解得到的二氧化硅的结构和表面形貌·由研究结果发现,无论是正硅酸乙酯水解沉淀过程还是溶胶 凝胶过程,随着共溶剂烷基链的增长,反应时间减少,产率增大·红外结果说明,沉淀过程和溶胶 凝胶过程得到的二氧化硅的结构相同·透射电子显微镜结果表明,不同共溶剂在不同的水解过程中得到的粒子的大小不一样·

TS-1分子筛的合成 Ⅰ.^(29)Si和~1H NMR研究正硅酸乙酯的水解

利用２９Ｓｉ和１ＨＮＭＲ方法研究了ＴＳ１分子筛合成过程中正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）的水解行为．１ＨＮＭＲ结果表明，ＴＥＯＳ在四丙基氢氧化铵（ＴＰＡＯＨ）溶液中的水解速度快于在四乙基氢氧化铵（ＴＥＡＯＨ）中的水解速度．ＴＥＯＳ水解后的２９ＳｉＮＭＲ谱显示，ＴＥＯＳ在ＴＰＡＯＨ中水解产生的聚合硅酸根物种的分布与在ＴＥＡＯＨ中的类似，都存在着单体、二聚、三聚及环聚等硅酸根物种的平衡，但ＴＥＯＳＴＥＡＯＨ体系中低聚硅酸根物种的浓度明显大于ＴＥＯＳＴＰＡＯＨ中的浓度．向水解后的样品中添加水，可促使多聚硅酸根物种转化为低聚物种．大量异丙醇的加入将导致单聚和二聚硅酸根物种的高聚．钛酸四丁酯加入到ＴＥＯＳＴＰＡＯＨ水解体系中得到的２９ＳｉＮＭＲ结果明显不同于ＴＥＯＳＴＥＡＯＨ水解体系．

酸催化正硅酸乙脂溶胶-凝胶二氧化硅薄膜的制备

针对正硅酸乙脂 (TEOS)溶胶 -凝胶工艺制备的二氧化硅凝胶薄膜在热处理过程中出现的龟裂现象 ,通过控制TEOS水解条件 ,使反应体的最初水解中间体以任意三维方向线状聚合 ,再水解时能形成线状 -粒状结构二氧化硅溶胶 .水解体系中引入的有机添加剂丙三醇与水解中间体结合后 ,改变了二氧化硅的聚集状态 ,而聚乙烯醇使二氧化硅溶胶具有无机 -有机网状结构 .通过该工艺制备的二氧化硅溶胶易于成膜 ;所形成的二氧化硅薄膜结构均匀 ,厚度可控 ,表面致密 ,其折射率为 1 5 43～ 1 5 80 ,热导率为 0 3W / (m·K) .

采用正硅酸四乙酯/十八烷基胺制备涤纶疏水织物

采用传统方法对涤纶进行碱减量处理,再用聚丙烯酸对涤纶进行预处理以增加涤纶后续反应位点,然后利用正硅酸四乙酯在酸性条件下易水解碱性条件下易缩聚,以及涤纶耐酸碱的特性,对涤纶选择了先酸后碱一浴法采用直接加布工艺进行了表面粗糙整理。十八烷基胺具有长烷基链,整理织物后可降低织物表面能量。经碱减量/聚丙烯酸/正硅酸四乙酯/十八烷基胺处理后的涤纶织物具有疏水性能,静态水接触角达116°。SEM照片显示处理后织物与未处理织物相比较,处理织物表面粗糙程度明显增加。

正硅酸乙酯改性的GPMS有机-无机材料研究

为了考察正硅酸乙酯(TEOS)对材料性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备了TEOS改性的γ-环氧丙基醚丙基三甲氧基硅烷(GPMS)有机-无机杂化材料,并用浸渍法使其在玻璃基体上成膜.利用红外光谱、核磁共振谱和原子力显微镜对GPMS-TEOS杂化材料的结构进行了表征,采用差热分析仪、纳米硬度测试仪和扫描分光光度计等对其物化性能进行了测试.结果表明,制得的材料具有纳米级倍半硅氧烷结构,TEOS的含量对杂化体系性能有较大影响;当TEOS质量分数为15%～20%时,杂化体系的热稳定性、硬度和模量等性能最佳,并且具有良好的透光性.

基于甲基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯的聚碳酸酯耐磨涂层

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)水解聚合产物作为主要成膜物质,引入正硅酸乙酯(TEOS)水解产物硅溶胶作为无机增强物,采用溶胶凝胶法在聚碳酸酯(PC)表面形成耐磨涂层。结果表明:PC表面形成了Si—O—Si的交联网络结构。通过测试耐磨实验前后光学性能的变化研究表面涂覆涂层的聚碳酸酯的耐磨性能与涂层组分之间的关系。当涂层原料MTMS和TEOS的摩尔比为2∶1时,聚碳酸酯的耐磨性能达到最优,500次摩擦后雾度为13.22%,为纯PC的56.21%。

正硅酸乙酯的水解缩聚反应及多孔SiO_2粉体的制备

详细描述了正硅酸乙酯的水解缩聚反应过程,简要介绍了影响反应过程的相关因素;综述了气凝胶和有序介孔SiO2材料这两种以该反应为基础的、具有代表性的多孔SiO2粉体的制备,特别是对多孔SiO2微球的制备进行了比较。指出以正硅酸乙酯的水解缩聚反应为基本过程制得的SiO2粉体中无序排列的孔是普遍存在的,如在反应过程中引入模板剂或采用其它手段,无序排列的孔可变为有序的。

正硅酸乙酯对锐钛矿型二氧化钛多孔薄膜的室温制备及性能的影响

为在室温下制备具有良好多孔性的结晶二氧化钛(TiO2)薄膜,利用异相凝聚的方法将锐钛矿晶型TiO2溶胶粒子包覆在苯丙乳液粒子表面,并添加正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)制得涂膜液。通过浸渍提拉法制备薄膜,随后在超声波振荡条件下,以甲苯为溶剂,将薄膜中的苯丙乳液粒子选择性地溶解去除获得多孔结构。对薄膜的表面形貌及光催化性能进行了考察,并分析了TEOS对薄膜制备及性能的影响。结果表明:添加TEOS的加入能提高涂膜液的成膜性,适量的TEOS有利于形成具有密集孔洞的TiO2薄膜。随TEOS添加量的提高,薄膜趋于平整,薄膜的透光率增大;光催化活性则随TEOS添加量先增大、后减小,其变化规律主要由薄膜多孔性,薄膜中TiO2含量以及薄膜的表面羟基数量等因素所决定。

正硅酸乙酯对有机无机杂化膜结合强度的影响

采用溶胶 -凝胶法水解缩合 3-缩水甘油醚基丙基三甲基硅烷 (GPMS)和正硅酸乙酯 (TEOS) ,制备了TEOS改性的 3-缩水甘油醚基丙基倍半硅氧烷 ,用凝胶渗透色谱GPC进行了表征和确认 ,浸渍法使其在玻璃基体上成膜 .用划痕法通过MTSNanoIndenterXP纳米压痕仪测试了有机 -无机杂化膜的结合强度和划痕形貌 ,测试结果表明 :适当添加TEOS可提高有机 -无机杂化膜的膜基结合强度 ,W(TEOS) 15

正硅酸四乙酯用量对丙烯酸酯水性分散体和相应水性漆性能的影响

以正硅酸四乙酯为辅助原料,采用无皂自由基聚合方法制备了高性能的丙烯酸树脂水性分散体。在其他组分和反应条件不变的情况下,考察了正硅酸四乙酯的使用量对丙烯酸酯水性分散体和相应的水性漆的性能影响规律。结果表明,正硅酸四乙酯加入量为40 g时,所得到丙烯酸树脂水性分散体和相应水性漆在抗冲击性能、硬度、附着力和耐水性方面的综合性能最好。

正硅酸乙酯改性牙科复合树脂填料的表征及其弯曲强度

为验证正硅酸乙酯溶胶-凝胶法对硼酸铝晶须改性的作用,采用正硅酸乙酯溶胶-凝胶法对硼酸铝晶须和纳米SiO2混合物进行表面改性,然后高温烧结使颗粒在晶须表面熔附,合成有固位形的增强填料。将改性填料加入牙科树脂中制作标准试件,检测试件弯曲强度选择最佳有机改性的比例,然后应用傅里叶变换红外光谱和能谱分析进行表征,扫描电镜观察复合填料SiO2颗粒与硼酸铝晶须熔附情况。结果显示采用正硅酸乙酯溶胶-凝胶法改性硼酸铝晶须可以显著提高硼酸铝晶须-SiO2颗粒牙科复合树脂的弯曲强度,随着正硅酸乙酯用量增加,复合树脂弯曲强度呈递增趋势。正硅酸乙酯水解后在填料表面形成了Si-O网络。

正硅酸乙酯水解过程的研究进展

本文综述了近几年来正硅酸乙酯水解、缩合反应历程的研究进展 ,并讨论了影响反应速率和反应历程的因素。

正硅酸乙酯水解SiO_2改性酚醛泡沫的制备与表征

通过正硅酸乙酯在碱性条件下水解生成的SiO2粒子改性酚醛泡沫。利用SEM和TEM对泡沫体进行了观察,同时测试了不同正硅酸乙酯添加量对泡沫冲击强度和压缩强度的影响,并通过热失重分析了改性酚醛泡沫的热稳定性。结果表明:正硅酸乙酯水解生成的SiO2和泡沫体有良好的亲和性,大部分SiO2晶粒尺寸在1μm左右,当正硅酸乙酯的添加量为2%时,泡沫有较好的压缩强度和冲击强度,比纯酚醛泡沫分别提高了40%和63%。同时泡沫的热稳定性有了一定的提升。

单分散二氧化硅体系制备中正硅酸乙酯水解与成核及颗粒生长的关系

用透射电镜对乙醇介质中氨催化下正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）水解制各单分散二氧化硅微粒过程中颗粒的生长过程进行了跟踪，通过对ＴＥＯＳ的水解速率与成核及颗粒生长速率间关系的研究，发现水解是整个反应的控制步骤，影响水解的因素也同样影响成核及颗粒的生长。