纳米二氧化硅-壳聚糖杂化材料在水基钻井液中的应用研究

首先制备了纳米二氧化硅-壳聚糖杂化材料,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR),热重分析(TGA),动态光散射(DLS)和Zeta电位对产物进行了表征.此外,还将纳米二氧化硅,壳聚糖和纳米二氧化硅-壳聚糖杂化材料应用于水基钻井液中,进一步考察了其对于水基钻井液性能的影响.结果表明,相比于纳米二氧化硅和壳聚糖,纳米二氧化硅-壳聚糖杂化材料可有效增大水基钻井液的粘度,在2.0%的加量下可将水基钻井液的滤失量从25.2 mL降低至8.2 mL,降滤失效果显著.同时,还利用了扫描电镜(SEM)对上述几种水基钻井液的泥饼的微观形貌进行了分析,结果显示纳米二氧化硅-壳聚糖杂化材料可有效封堵泥饼的微裂缝,形成高质量的泥饼.这对于井壁稳定和减少钻井事故有着重要的意义.

新型壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料的制备与性能

在纳米S iO2颗粒表面引入羟丙基氯活性基团,得到功能化S iO2颗粒,再将羟丙基氯化的S iO2颗粒交联固定在壳聚糖上,制备了一种新型的壳聚糖/纳米S iO2杂化材料(简称杂化材料);通过傅里叶变换红外光谱、透射电镜、扫描电镜方法对杂化材料进行表征,采用热重(TG)分析研究杂化材料的热性能;考察了杂化材料的沉降速率和对金属离子Ca2+和M g2+的吸附能力。电镜分析结果表明,杂化材料微粒为纳米尺度的无机S iO2加强化的微粒,S iO2颗粒分散在材料中,形成均匀的表面;TG分析结果表明,杂化材料的热性能有所提高;沉降实验测得壳聚糖和杂化材料作为吸附剂的沉降时间分别为130.3,68.5s,表明杂化材料的沉降速率比壳聚糖的沉降速率快了近一倍;杂化材料对金属离子Ca2+和M g2+的吸附量分别可达到0.289 3,1.445 6mm ol/g。

纳米二氧化硅-姜黄素杂化材料的制备及防霉性能

采用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)将具有生物活性的植物多酚姜黄素接枝在纳米二氧化硅上得到二氧化硅-姜黄素有机无机杂化材料。用红外光谱、XRD对产物结构进行了必要表征。元素分析仪确定了产物中被接枝的二氧化硅量为28.5%(质量比)。并选用黑曲霉和青霉作供试菌种,对其防霉性能和对霉菌的光毒性作了一定研究。研究结果表明:姜黄素通过APTES能接枝在纳米二氧化硅表面,并得到含希夫碱(C=N)官能团有机无机杂化材料;制备的杂化材料对青霉和黑曲霉均表现出较好的抗菌效果,特别是对黑曲霉表现更强的抗菌防霉性能,且对黑曲霉有较优异的光毒性反应。

聚丁二烯型聚氨酯弹性体/纳米二氧化硅有机-无机杂化材料的制备与性能

采用预聚体法制备了一系列不同纳米二氧化硅(Silica)含量的聚丁二烯型聚氨酯弹性体(PUE)/Silica有机-无机杂化材料。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对聚氨酯预聚体(ITPB)、Silica和不同Silica含量的杂化材料进行了表征,并对杂化材料的热稳定性及形貌进行了研究。结果表明,成功制备了PUE/Silica有机-无机杂化材料,Silica质量分数为12%时,ITPB的—NCO反应完全;PUE/Silica有机-无机杂化材料的热稳定性明显优于纯PUE;Silica质量分数为6%以下时,Silica在PUE基体中的分散较好,随着Silica含量增加,其在PUE基体中的团聚现象愈来愈严重。

溶胶-凝胶法制备紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯／环氧丙烯酸酯／纳米二氧化硅杂化材料

以正硅酸乙酯(TEOS)制备SiO2溶胶,γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为硅烷偶联剂,通过溶胶-凝胶法制备聚氨酯丙烯酸酯/环氧丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料。采用场发射扫描电镜(FESEM)以及热失重方法进行分析。结果表明,TEOS与(PUA+EA)质量比为0.4∶1时,树脂中二氧化硅颗粒粒径最小,大约在80 nm～100 nm,分散均匀,当配比达到0.6∶1时,二氧化硅出现团聚现象。杂化材料热失重温度达到350℃,热分解温度为143.8℃,比纯树脂体系提高了将近1倍。

溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化薄膜

采用溶胶-凝胶体系,通过甲基三乙氧基硅烷在聚酰胺酸溶液中水解和缩聚原位产生二氧化硅纳米粒子,制备出了聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化薄膜,并讨论了不同质量分数的二氧化硅对薄膜性能的影响.为了增强两相之间的结合力和相容性,在实验中加入了一定量的偶联剂.对制备成的薄膜采用红外光谱、原子力显微镜等进行结构表征,并讨论了结构与性能的关系.实验证明,纳米杂化材料的性质不但与每一组分的性质有关,还与组成材料的两相之间相的形态和界面性质紧密相关,偶联剂对聚酰亚胺/二氧化硅体系两相间的相容性、分散性具有改善作用;杂化薄膜的电性能随二氧化硅的质量分数增加有所提高.

聚甲基丙烯酸丁酯-二氧化硅杂化材料的制备及性能

用硅酸钠制备了聚硅酸溶胶,作为制备有机/无机杂化材料的无机组分前驱物,以甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,通过溶胶-凝胶技术与甲基丙烯酸丁酯制得两相间有共价键结合的透明聚甲基丙烯酸丁酯/二氧化硅杂化材料。用红外光谱、透射电镜、TG和DSC等对杂化材料进行了表征,热失重分析表明,杂化材料的热稳定性随SiO2含量的增加而提高,且杂化材料的玻璃化温度Tg也有一定的提高,同时杂化材料的透光率可达80%,硬度比纯PBMA有很大的提高。

纳米二氧化硅目标杂化聚酰亚胺复合材料膜的制备与性能表征

原位聚合制备了纳米二氧化硅(SiO2)目标杂化聚酰亚胺(PI)复合材料膜。实验表明,采用溶胶 凝胶法原位聚合制备的纳米SiO2 PI杂化膜在SiO2含量达到20wt%时,仍然是透明的,而且根据电镜观察,SiO2粒子在PI基体中均匀分散。随着SiO2含量的增加,杂化PI复合材料膜的耐热性、动态力学性能、拉伸性能均有不同程度的提高,且吸湿性降低。分析表明,SiO2前驱体在反应初期即被"固定"在聚酰胺酸大分子链的羧基(-COOH)上,然后在酰亚胺化过程中原位生成纳米SiO2粒子,SiO2粒子表面上的大量高活性硅羟基(-Si-OH)与PI大分子链上的羰基(>C=O)形成氢键而实现目标杂化。

水性聚氨酯/纳米二氧化硅杂化材料的研究进展

介绍了制备水性聚氨酯(WPU)/纳米Si O2(二氧化硅)杂化材料的几种方法(如纳米Si O2表面改性法、溶胶-凝胶法和原位聚合法等),特别综述了采用化学接枝改性法制备纳米Si O2和溶胶-凝胶法制备共价键连接的杂化材料的研究进展。最后对WPU/纳米Si O2杂化材料的发展方向提出了建议。

细乳液聚合法制备疏水性纳米二氧化硅-丙烯酸酯杂化乳液

采用细乳液聚合法制备了疏水性纳米二氧化硅-丙烯酸酯杂化乳液,研究了杂化乳液薄膜的应力-应变性能,并通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜及凝胶渗透色谱对杂化乳液进行了表征。结果表明:杂化乳液薄膜的拉伸强度、扯断伸长率明显优于纯丙烯酸酯乳液薄膜;在杂化乳液中,二氧化硅被丙烯酸酯包裹,两相的相容性很好;杂化乳液的相对分子质量及其分布基本不随着疏水性二氧化硅用量的增加而变化,与纯丙烯酸酯乳液相当。

甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷-醋酸乙烯酯共聚物/二氧化硅杂化材料的制备和性能研究

通过溶胶凝胶法制备了甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷醋酸乙烯酯/二氧化硅杂化聚合物材料;用紫外光谱(UV),傅立叶红外光谱(FT-IR)对聚合物进行了结构表征;溶胶抽提结果表明杂化材料体系中凝胶的含量很高;SEM观察了杂化材料的形貌;示差扫描量热法(DSC)、热重法(TG)测试分析了材料的热稳定性。

聚酰亚胺/二氧化硅纳米杂化材料制备

通过溶胶 凝胶方法 (sol gel) ,利用已水解的正硅酸乙酯 (TEOS)与芳香族的聚酰胺酸 (PAA)溶液混和 ,制备出了不同二氧化硅含量的杂化薄膜。在实验中 ,首次采用偶联剂来提高无机组分二氧化硅与有机组分聚酰胺酸的相容性 ,制备各种二氧化硅含量的有机 -无机透明的杂化薄膜。扫描电镜分析结果表明 ,杂化膜的微观相结构与二氧化硅的含量、偶联剂的加入有关。

原位聚合法制备UV固化聚氨酯丙烯酸酯/纳米二氧化硅杂化材料及其性能研究

利用异氰酸酯基与羟基反应的特性,采用原位聚合法,先将纳米二氧化硅(nano-Si O2)接枝到六亚甲基二异氰酸酯三聚体表面,再与丙烯酸羟丙酯反应合成聚氨酯丙烯酸酯(PUA)/nano-Si O2低聚物。将所制备的低聚物与紫外光(UV)固化技术结合制备杂化材料。讨论了nano-Si O2含量对杂化材料的透明性、耐热性、机械性能等的影响,并通过傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电子显微镜及热重分析对杂化材料的结构和性能进行了表征和测试。结果表明,当nano-Si O2的加入量为1.35 g时,杂化材料的综合性能达到最佳,其光固化时间为40 s,透光率达到95%以上,硬度达6H,耐磨性提高15%以上,耐热性提高15℃以上。

聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅杂化材料制备与性能

采用溶胶 -凝胶技术 ,以硅酸钠为原料制备聚硅酸 /四氢呋喃溶胶 ,再与甲基丙烯酸甲酯 (MMA)及少许偶联剂 (甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 (MPTMS) )混合 ,经聚合、缩合和溶胶 -凝胶过程制备了有机 /无机两相间有— C—Si—O—键的杂化材料——聚甲基丙烯酸甲酯 /二氧化硅 (PMMA/Si O2 )。用红外光谱、透射电镜分析了杂化材料的结构 ;用 TGA和 DSC测试了材料的热性能及体系中 Si O2 含量对材料性能的影响。结果表明 ,制备的 PMMA/Si O2 杂化材料中 ,有机 /无机两相间的相容性好 ,不产生相分离 ,材料透明 ,透光率可达 80 %左右 ,且杂化材料的热稳定和玻璃化转变温度 (Tg)都比纯

溶胶凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜固定辣根过氧化酶的H_2O_2电化学生物传感器的研制

利用溶胶 凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机复合杂化膜,用于对辣根过氧化酶进行固定,制得测定H2O2的电流型生物传感器。以1mmol/LK4Fe(CN)6作为电子媒介体。研究了各种因素如壳聚糖与二氧化硅的比率、pH、温度、工作电位等对传感器响应电流的影响。计时电流法测定H2O2的线性范围为2.0×10-6～6.8×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。测得酶催化动力学参数米氏常数Km=0 87mmol/L。用该法对实际样品进行了测定。

聚醋酸乙烯酯二氧化硅杂化材料的制备与性能研究

以硅酸钠在HCl溶液中的水解 ,经四氢呋喃 (THF)萃取 ,制备聚硅酸溶胶 ,再与聚醋酸乙烯酯(PVAC)的THF溶液混合 ,经溶胶—凝胶过程制备了PVAC/SiO2 有机 /无机杂化材料。用扫描电镜 (SEM) ,红外光谱 (IR) ,X射线衍射 ,热失重及透光率等的分析测试 ,对制备的PVAC/SiO2 杂化材料进行了结构与性能的研究。结果表明 :本法制备的杂化材料中SiO2 在PVAC的基体中分布均匀 ,SiO2 在非晶态的PVAC中亦呈无定形态 ,杂化材料的硬度、软化温度和热分解温度都比纯PVAC有较大的提高 ;SiO2 含量少于 40 %的杂化材料其断裂伸长率、屈服强度和断裂强度也比纯PVAC提高 ;另外 ,还发现在制备过程中加入少许偶联剂KH 5 70后 ,杂化材料中的有机 -无机相间的相容性增加 ,不易发生相分离 。

聚醚型氨酯酰亚胺/二氧化硅杂化材料的合成与性能研究

利用Sol Gel共聚合反应制备出聚醚型氨酯酰亚胺 (PUI) /二氧化硅 (SiO2 )杂化材料 .利用NMR、FTIR、TG、DSC及SEM等测试手段对性能进行了基本表征 .FTIR研究结果发现在 10 0℃下能同时完成有机相PUI的亚胺化和无机相SiO2 凝胶网络的Sol Gel转变 .TG及SEM发现SiO2 含量为 9wt%时SiO2 聚集相粒径在 0 2～1 0 μm之间 ,耐热性明显提高并达到最佳 ;发现SiO2 含量的增加其颗粒粒径不断增大 ,并不断聚集成大粒径SiO2 相 ,有机和无机相分离明显 .DSC研究显示 ,SiO2 相的引入 ,对杂化材料聚醚软段富集相的Tg 不产生明显影响 .

聚酰亚胺-二氧化硅杂化膜的制备与表征

采用溶胶 凝胶法制备了两类具有不同二氧化硅含量的聚酰亚胺 二氧化硅 (PI SiO2 )杂化膜 ,并用SEM ,IR ,TG DTA ,氮吸附和气体渗透性能测试等手段对该膜材料的表面形貌、结构、热性能、孔径分布和气体渗透性能进行了表征 .结果表明 ,PI SiO2 膜材料中SiO2 粒子的分散良好 ,与有机相之间存在着分相和键联 ;膜材料的玻璃化温度θg 均随SiO2 含量的增加而升高 .相比之下 ,在酸性条件下制备的T系列杂化膜比在碱性条件下合成的S系列杂化膜对θg 的影响更大一些 ;杂化膜具有较好的气体渗透性能和亲水性能 ,其H2 O/N2 和H2 O/CH4

聚四氟乙烯/二氧化硅杂化材料的性能研究

为解决纳米粒子在聚四氟乙烯(PTFE)树脂中难分散均匀的问题,使用PTFE乳液通过原位溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了聚四氟乙烯/二氧化硅(SiO2)杂化材料,并对其性能进行了表征与研究.研究表明:杂化材料的拉伸强度在SiO2含量为1.05%(记为FS-2)时达到最大值20.96 MPa,为纯PTFE的两倍;断裂伸长率随着SiO2含量的增加而降低,硬度逐渐升高,接触角由121°降至79°.由SEM结果发现,试样FS-2中SiO2的粒径仅为100 nm左右,但随着SiO2含量的增加,粒径变大.杂化材料的耐热性较PTFE有一定提高,当杂化材料中SiO2含量达到5.00%时,热分解温度由纯PTFE的503℃上升至528℃.

聚氨酯/二氧化硅杂化材料-粘土纳米复合材料

Cheol P．等将有机物改性层状硅酸盐掺杂到一种有机，无机杂化材料中成功制得杂化粘土纳米复合材料。层状硅酸盐分散到末端含有氨基酸低聚物烷氧基硅烷和四乙氧基硅烷的杂化材料中。利用TEM和WXRD证实这种复合材料分散性非常均一，牯土主要以层状形式存在于复合材料中。研究发现，含质量分数5％层状粘土的复合材料膜的存储模量比相应的空白材料在玻璃化温度以上时要高300％，在室温时高30％。研究还发现，室温下复合材料的拉伸强度和伸长率随着牯土填充量的增加有稍微减小。这种利用无机和有机部分的羟基同粘土层边缘的羟基反应为层状粘土的有效分散提供了一种非常好的方法。