纳米ZrO_(2)的改性及其对硅烷防腐涂层的影响

硅烷材料作为一种绿色环保材料受到了广泛的关注。然而采用溶胶-凝胶法制备的硅烷涂层存在涂层厚度薄、脆性大、交联密度低等缺点,难以为金属材料提供有效的防腐保护,严重限制了硅烷涂层在防腐领域的应用。本研究采用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对平均晶粒尺寸约为20 nm的纳米氧化锆(ZrO_(2))进行了改性,探究了改性对ZrO_(2)粉体晶粒尺寸以及晶型的影响。此外,研究了改性ZrO_(2)添加量对硅烷涂层微观形貌以及防腐性能的影响。根据动电位极化曲线的结果,改性ZrO_(2)的加入可以显著提高硅烷涂层的防腐性能。采用X射线衍射、动态光散射、透射电镜、热重分析和扫描电镜对改性后的ZrO_(2)进行了表征。当改性ZrO_(2)的添加量为10%时,ZrO_(2)/硅烷复合涂层的腐蚀电位从未添加改性ZrO_(2)时的-0.591 V显著提升至-0.149 V。

微纳米α-Al_(2)O_(3)改性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化对不锈钢硬度及耐蚀性的影响

通过微纳米α-Al_(2)O_(3)改性丙烯酸树脂-有机硅烷复合而成的无铬钝化液作用于不锈钢基板表面,探究其在不锈钢表面形成的微纳米α-Al_(2)O_(3)钝化膜对不锈钢表层性能的影响。通过表面硬度测试、扫描电镜测试,分析基板表面特征。同时,通过涂层附着力测试和电化学测试,探究涂层的粘结强度和基板的耐蚀性能。结果表明,经微纳米α-Al_(2)O_(3)改性的无铬钝化液使不锈钢板材的耐蚀性显著提升,同时对其表面硬度的提升效果达到80%。

KH-151硅烷改性纳米ZrO_(2)对铝合金表面环氧树脂涂层防护性能的影响

在6061铝合金表面制备了硅烷改性纳米ZrO_(2)环氧树脂涂层,采用电化学测试和腐蚀试验,研究了纳米ZrO_(2)添加量对硅烷改性纳米ZrO_(2)环氧树脂涂层防护性能的影响,并对比了不同转化处理工艺下涂层的物理性能和防护性能。结果表明:当纳米ZrO_(2)添加量为100 mg/L时,硅烷改性纳米ZrO_(2)环氧树脂涂层试样的极化电阻为2 719Ω·cm^(2)、自腐蚀电流密度为2.528×10^(-6) A·cm^(-2);在经不同转化处理工艺处理的涂层中,硅烷改性纳米ZrO_(2)环氧树脂涂层的平均厚度为55μm,涂层剥离面积比例为5%,附着力达到1级,极化电阻最大,自腐蚀电流密度最小,涂层防护性能最佳。

改性油基TiO_(2)纳米流体的稳定性优化

为了制备出具有高稳定性的TiO_(2)/油纳米流体,通过控制改性剂种类、改性剂用量、改性温度三个变量设计了正交实验来探究改性TiO_(2)纳米颗粒的最佳方案。在9组正交实验中,吸光度结果表明,在50℃条件下使用2mL十六烷基三甲氧基硅烷改性TiO_(2)纳米颗粒,制备出的纳米流体具有最好的稳定性,在室温条件下放置10周后依旧能够保持稳定。通过接触角测试发现,该方法制备出的TiO_(2)纳米颗粒与去离子水之间的表面接触角从12.4°增加到143.3°,具有极强的疏水亲油性,有利于TiO_(2)纳米颗粒在导热油中的分散。此外,对正交实验结果进行分析,得出:最佳改性剂剂量为1mL,最佳改性剂种类为十六烷基三甲氧基硅烷,最佳改性温度为50℃。改性剂种类对纳米流体稳定性结果的影响最大,改性剂剂量对纳米流体稳定性的影响最小。

填料对单组分硅烷改性聚醚密封胶浸水后性能的影响研究

考察了纳米碳酸钙、重钙及其表面处理对单组分硅烷改性聚醚密封胶浸水后性能的影响。结果表明:纳米碳酸钙和重钙复配可以改善密封胶的外观状态和加工性能,制得的密封胶更均匀细腻,挤出性变好;硬脂酸改性纳米碳酸钙与硬脂酸改性重钙复配制备的密封胶综合性能优势明显。

AA6061-T6铝合金表面纳米Y_2O_3改性硅烷膜的耐蚀性

采用动电位极化曲线，电化学阻抗谱（EIS）和中性盐雾试验（NSS）研究了溶液中加入不同含量纳米Y2 O3对铝合金AA6061-T6表面硅烷膜耐蚀性的影响，采用扫描电镜（SEM）对其形貌进行了观察。结果表明，在1，2-双-三乙氧基硅烷（BTSE）溶液中加入少量纳米Y2 O3可提高硅烷膜在3．5％ NaCl溶液中的耐蚀性。硅烷膜对铝合金的保护只起到物理屏障作用。纳米Y2 O3抑制了电化学腐蚀过程中阴极还原反应的发生，但不影响电极反应的动力特征。SEM表明在BTSE硅烷溶液中添加10～20 mg/L的纳米Y2 O3后，硅烷膜表面变得平滑致密。

铝合金表面硅烷改性纳米TiO2环氧树脂涂层的耐蚀性能研究

为了提高铝合金的防护与耐蚀性能,采用涂覆法在铝合金表面制备了不同含量KH-560硅烷改性纳米TiO2的环氧树脂涂层,考察了纳米TiO2粒子添加量对环氧树脂涂层耐蚀性能的影响。通过SEM形貌和Ti元素测试结果表明,100 mg/L KH-560改性纳米TiO2的环氧树脂得到的涂层厚度约为50μm,涂层表面均匀致密,表现出最佳的防护性能。不同试样浸泡在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS)表明,KH-560改性的纳米TiO2能够显著提高环氧树脂涂层对铝合金的耐腐蚀性能。

乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷原位改性纳米SiO_2的制备与表征

以正硅酸乙酯为原料,通过改进的St.o.ber法制备纳米SiO2悬浮液,利用乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷对纳米SiO2粒子进行原位表面改性,考察偶联剂用量、反应时间和反应温度对产品亲油化度和吸水率的影响,利用红外光谱、紫外-可见分光光度计、透射电镜和水接触角等手段对改性前后的样品进行表征。结果表明,改性纳米SiO2的分散性得到改善,疏水性明显增强;较优的合成条件确定为:改性剂用量为总反应溶剂用量的8%,78℃回流反应6 h。

纳米CeO2改性有机硅烷转化膜的耐蚀性

为了提高铝合金表面有机硅烷转化膜的耐蚀性,采用浸渍涂层法在铝合金表面制备了纳米CeO2改性有机硅烷(KH-560)转化膜,采用极化曲线和交流阻抗谱分别考察了纳米粒子添加量和硅烷浓度对转化膜耐蚀性能的影响。电化学测试表明,经5%硅烷溶液KH-560改性预处理后,铝合金显示出良好的耐蚀性能,其中,KH-560经0.015%的CeO2改性后,膜层的阻抗值较高;SEM形貌显示,膜层更均匀致密,膜层的耐蚀性能得到很大的改善。这是由于添加的纳米粒子作为腐蚀抑制剂,渗透到硅烷基质中,起到了积极的耐蚀防护作用。

聚乙烯咔唑/乙烯基三乙氧基硅烷改性碳纳米管气敏传感器的制备及性能研究

该文以乙烯基三乙氧基硅烷改性碳纳米管为导电填料,以N-乙烯基咔唑为聚合单体,采用原位溶液聚合方法,在引发剂偶氮二异丁腈作用下聚合制得聚乙烯咔唑/乙烯基三乙氧基硅烷改性碳纳米管复合导电胶糊(PVK/VTEO-MWCNT-OH).通过红外光谱测其化学结构,通过扫描电镜观察聚合物包覆碳纳米管情况.研究结果表明:聚乙烯咔唑包覆在碳纳米管上,改善了碳纳米管的分散性.用制得的复合导电胶糊涂覆在电极片上,制得气敏传感元件,并测其在不同的有机溶剂中的气敏响应性.实验结果表明:制备的气敏传感薄膜对四氢呋喃蒸汽响应强度最好.

硅烷偶联剂IPTS改性纳米ZnO的制备及性能研究

以纳米ZnO、乙醇酸乙酯、异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)为原料,通过脱水缩合制备了一种新型的硅烷偶联剂改性ZnO纳米粒子(I-ZnO)。采用FT-IR、XRD、TG、粒径分析、抑菌圈法等手段表征改性前后纳米ZnO的结构与性能,并探究了不同用量的硅烷偶联剂IPTS对纳米ZnO分散效果的影响。结果表明,I-ZnO(3)(IPTS用量为纳米ZnO用量的25%)样品的分散效果最好,ZnO纳米粒子团聚体的平均粒径最小,为396.9nm,粒径分布系数为0.081。I-ZnO(3)表面有IPTS最大包覆量为4.66%,同时与未改性纳米ZnO相比,I-ZnO(3)具有更优良的抗菌性能。

极性小分子助剂对六甲基二硅氮烷改性纳米SiO_2的作用机理

选择水、乙醇作为助剂,利用六甲基二硅氮烷(HMDS)在气固流化床中对纳米SiO2进行表面改性处理,采用FT-IR、TEM等多种手段表征了HMDS对纳米SiO2的改性效果。水和乙醇的引入能有效提高HMDS对纳米SiO2的改性效果及纳米SiO2的疏水程度,改善其在有机相中的分散性。极性小分子助剂在HMDS改性纳米SiO2中的作用机理分析表明:水可以促进HMDS水解,又可以补充纳米SiO2的表面羟基;乙醇一方面与纳米SiO2发生酯化反应,另一部分作为分散HMDS的溶剂。

硅烷/纳米CeO_(2)·ZrO_(2)复合膜层的制备及其性能研究

针对低温多效海水淡化过程中金属换热管路的腐蚀问题,采用硅烷(APS)、纳米氧化锆(ZrO_(2))及纳米氧化铈(CeO_(2))在铝合金表面制备硅烷/纳米ZrO_(2)·CeO_(2)复合膜层,研究其抑制金属腐蚀的效果。结果表明,当纳米ZrO_(2)、纳米CeO_(2)添加浓度为50 mg/L时,复合膜层的综合性能较好;通过动电位极化法和电化学阻抗法探究了复合膜层在不同温度下的耐蚀性能,结果表明硅烷/纳米ZrO_(2)·CeO_(2)复合膜层的防护效果较单一硅烷膜层有明显提升。随着溶液温度的升高,硅烷/纳米ZrO_(2)·CeO_(2)复合膜层的耐蚀性能降低较少,纳米ZrO_(2)、纳米CeO_(2)的协同作用使得硅烷膜更能适应高温高盐环境。

硅烷化纳米SiO_2改性酚醛泡沫的性能表征

采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO_2,并通过加入硅烷偶联剂1,1,3,3-四甲基二硅氧烷对纳米SiO_2进行硅烷化,用硅烷化后的纳米SiO_2制备改性酚醛树脂(PR1～PR6),将改性酚醛树脂制成相应的酚醛泡沫(PF1～PF6)。采用FT-IR、TGA/FT-IR和TGA等方法对酚醛树脂的性能进行表征和检测。测试结果表明:改性后的酚醛树脂成功引入硅烷化的纳米SiO_2,并与树脂发生了化学交联反应,形成Si—O—Si和Si—O;游离酚测试结果显示,随着纳米SiO_2含量的增加游离酚含量急剧下降,正硅酸四乙酯(TEOS)含量相同而硅烷偶联剂含量不同时对游离酚含量影响不大,当硅脂为3.22 g,硅烷偶联剂为2 g时与PR4组成时其效果最好;羟甲基含量检测结果显示随着纳米SiO_2含量的增加,羟甲基含量迅速增加至高值;机械性能测试显示,当硅脂质量分数为0.5%(以酚醛树脂的质量计),硅烷偶联剂为0.3%时,PF4的弯曲强度和抗压强度较PF1分别提高了73.3%和83.4%,较好地提高了泡沫的机械性能。

载硅烷和BMP-2的多孔钛表面构建及其成骨活性评价

目的探究钛材纳米多孔表面载硅烷和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)的制备方法和制备表面促成骨能力评价。方法采用碱热处理、硅烷化修饰和BMP-2固定,构建硅烷和BMP-2修饰的纳米多孔表面,扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱和水接触角检测分别表征制备过程中表面形貌、元素、官能团和亲水性的变化,免疫荧光观察固定的BMP-2,细胞活性测试和细胞荧光染色分析表面促成骨细胞黏附和增殖能力,碱性磷酸酶活性评估促细胞成骨能力。结果材料表征手段证实硅烷和BMP-2成功固定在纳米多孔钛表面,细胞评价证实制备表面不但显著增强成骨细胞的黏附和增殖,而且大幅提升成骨细胞的成骨活性。结论该修饰方法构建的表面对成骨细胞具有更好的相容性,有望改善钛基种植体的骨整合能力。

乙烯基三乙氧基硅烷改性SiO_2纳米粒子的研究

本文利用乙烯基三乙氧基硅烷对SiO2 纳米粒子表面进行改性 ,考察了偶联剂的用量对粒子表面润湿性的影响 ,同时利用红外光谱、透射电镜对改性前后的纳米粒子进行了表征。

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。

六甲基二硅胺烷改性纳米二氧化硅

采用干法改性工艺,以六甲基二硅胺烷(HMDS)为改性剂,氮气为保护气,对纳米二氧化硅表面进行改性,并分别讨论了反应温度、反应时间等因素对改性效果的影响。采用粉体在液体石蜡中的流动性、浸润性、透射电镜、红外光谱分析等手段表征二氧化硅的改性效果。

γ-巯丙基三甲氧基硅烷对纳米二氧化硅表面接枝改性的研究

采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)对纳米二氧化硅表面进行接枝改性,研究KH590用量、反应时间和反应温度等对纳米二氧化硅相对接枝率和粒径的影响;采用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对改性前后的纳米二氧化硅进行表征。结果表明:KH590通过水解后与二氧化硅粒子表面的羟基发生反应,成功接枝到纳米二氧化硅表面;其最佳工艺条件为:KH590用量为二氧化硅质量的15%,反应温度为80℃,反应时间为10 h,其相对接枝率达到10.3%;与未改性纳米二氧化硅相比,其平均粒径明显变小,分散性及亲油性明显变好。

单晶硅表面有机硅烷/Ag_2O纳米微粒复合自组装膜的制备和表征

利用分子自组装成膜技术 ,在单晶硅表面制备了有机硅烷 /Ag2 O纳米微粒复合膜 .应用接触角测定仪、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析表征了薄膜的组成和结构 .结果表明 ,通过硅烷偶联剂 3 氨丙基 三乙氧基硅烷在单晶硅基底表面的成功组装 ,获得了较为均匀的硅烷化表面 ,而Ag2 O纳米微粒可在硅烷化表面成功地进行组装 。