纳米SiO_2-聚乙二醇分散体系的分散性及流变行为研究

为了减轻个体防刺装甲质量、增加其穿着舒适性,人们尝试将具有剪切增稠作用的剪切增稠液体(STF)用于改性防护织物.理想的STF取决于流体的分散性与流变行为.本文选用市售国产纳米SiO2、聚乙二醇(PEG)及硅烷偶联剂A1120,采用球磨方法配制分散体系,通过考察球磨时间、分散剂用量等因素考察该体系的分散性和流变性.流体的分散性与流变行为影响因素实验结果表明:延长球磨时间和增加分散剂含量,可有效防止纳米SiO2团聚,提高其分散性;当分散剂含量较低时,随着球磨时间延长、分散剂含量增加、分散相含量增加,纳米SiO2-聚乙二醇分散体系都具有明显的先剪切变稀后剪切增稠的效果;而当分散剂含量过大时,体系则是先剪切增稠后剪切变稀.

聚乙二醇对纳米SiO2水悬浮液分散稳定性的影响

通过沉降试验主要研究了聚乙二醇对纳米SiO2水悬浮液分散稳定性的影响，研究发现：聚乙二醇的分子量和含量、悬浮液的pH值及超声分散功率、所含电解质的浓度对纳米SiO2水悬浮液的分散稳定性都有显著影响。红外光谱分析表明：聚乙二醇是以氢键吸附在纳米SiO2颗粒表面，2者并没有发生化学反应。

高分子改性纳米氧化镁的制备和表征

采用溶胶-凝胶法,以MgCl2·6H2O和NH4OH为原料,以聚乙二醇(PEG)为改性剂进行了纳米MgO的改性研究,并用X-射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)及比表面分析仪(ASAP2020)对产物进行了表征。结果表明,PEG不但控制了纳米MgO粒子的形状和大小,还使粒子的结晶度、分散性提高,并且基本上无团聚现象。

改性纳米SiO_2及其树脂基复合材料的性能研究

对纳米SiO_2连续进行两步法改性,首先接枝PEG400,然后共聚自制低分子量PET,采用NMR、热失重仪、X射线光电子扫描仪对其结构进行了表征。采用熔融混合法分别制备了未改性纳米SiO_2、两种改性纳米SiO_2、低分子量PET与PET树脂的复合材料,利用SEM、毛细管流变仪对复合材料的性能进行了研究。结果表明:PEG400成功接枝到纳米SiO_2粉体表面,且自制低分子量PET共聚到了一元接枝纳米SiO_2上;改性后的纳米SiO_2粉体在PET树脂中的分散性得到改善;纳米SiO_2粉体通过PEG400和低分子量PET改性后可提高PET树脂的表观黏度,改善PET树脂的脆性。

不同粒径剪切增稠液的制备及流变性能研究

分别以直径12nm、2μm的SiO_2作为分散相,聚乙二醇-200(PEG-200)作为分散介质,通过机械和超声震荡的方式制备不同体系的剪切增稠液(STF)。采用透射电镜观察纳米SiO_2粒子的外观形貌及团聚情况,采用流变仪测试STF的稳态流变性能。结果表明:直径12nm的SiO_2粒子团聚现象明显,直径2μm的SiO_2粒子没有团聚现象;STF黏度随着剪切速率的增加呈现先变稀、再增稠的现象,表现为非牛顿流体特性;随着纳米SiO_2含量的增加,STF的临界黏度随之增加,而临界剪切速率则随之下降;直径12nm的SiO_2粒子制备的STF体系剪切增稠效果好于2μm。