纳米SiO_(2)复合粒子/有机硅低聚物透明超疏水复合涂层的制备及其性能

将Stöber法制备的胶体SiO_(2)粒子溶液与粉体SiO_(2)粒子进行物理共混得到SiO_(2)复合粒子溶液,以三乙氧基甲基硅烷(MTES)与正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体制备的酸性有机硅低聚物为黏结剂,使用3-氨丙基三甲氧基硅(KH540)与全氟癸基三甲基氧硅(PFDT)对其进行改性,通过喷涂法在玻璃基底上制备出SiO_(2)复合粒子/酸性有机硅低聚物复合透明超疏水涂层。考察了SiO_(2)复合粒子、酸性有机硅低聚物、KH540及PFDT对复合涂层的影响。结果表明,当SiO_(2)复合粒子溶液由粒径为110 nm的胶体SiO_(2)粒子溶液与粒径为50 nm的粉体SiO_(2)粒子(其用量为胶体SiO_(2)粒子溶液质量的1%)组成、SiO_(2)复合粒子溶液与酸性有机硅稀释液质量比为4∶1、KH540与PFDT的添加量(以混合液总质量计,下同)均为1%时,制备的复合涂层在可见光波长范围内透光率可达88%,静态接触角达155°,在800目砂纸上磨损60 cm后仍能保持超疏水性能,具有良好的自清洁性。

醋酸纤维素水性高分子/SiO_(2)纳米复合皮革涂饰剂的制备

以A50为亲水剂,通过转换反应位点和反应官能团,调节分子链软硬段比例,引入纳米SiO_(2)提升乳液涂膜综合性能,制备WSCDA/SiO_(2)纳米复合乳液。结果表明,亲水剂A50用量为10.8%(质量分数),复合乳液及涂膜性能最优。最优条件下合成的复合乳液的平均粒径为109.5nm,粒径分布均匀,涂膜表面致密光滑,柔韧性、附着力、耐水性、耐黄变性、机械性能和热稳定性良好。WSCDA/SiO_(2)纳米复合乳液成膜时,在涂膜表面形成许多小“乳突”,产生荷叶效应,提高涂膜耐水、耐介质及耐黄变等性能。

Influence of heat treatment on microstructures and micro-hardness of n-SiO2/Ni composite coating

The n-SiO2/Ni composite electro-brush plating coating was prepared on the 1045 steel substrate. SEM and TEM were utilized to analyze the surface and cross-section morphologies or the microstructures of the composite coating before and after heat treatment, as well as a micro-hardness tester was used to measure the micro-hardness before and after heat treatment. The results show that the entrance of nano SiO2 particles into composite coating makes the micro-hardness higher. After heat treatment, due to the obstruction to growth of Ni crystals from nano particles, the composite coating still possesses a higher micro-hardness than that of common Ni-base coating.

纳米SiO_(2)/桐油基环氧树脂复合材料的制备及性能

通过制备环氧化桐油酸甲酯,并将其与E51环氧树脂共混,得到桐油基环氧树脂。再用硅烷偶联剂KH-570改性纳米SiO_(2),并以不同的质量比添加到桐油基环氧树脂中,探究不同纳米SiO_(2)含量在力学性能、接触角以及耐磨损性能上对桐油基环氧树脂复合材料的影响。结果表明:质量比为6%的纳米SiO_(2)的桐油基环氧树脂复合材料的拉伸和冲击强度都得到了提高,冲击强度较未加入纳米SiO_(2)提高了53.3%,水接触角也从93.3°提高到104.76°,并且添加纳米SiO_(2)之后复合材料的耐磨损性能也随之增强。

纳米SiO_(2)/聚偏二氯乙烯复合涂膜对溏心蛋保鲜效果

通过纳米SiO_(2)/聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)乳液涂膜溏心蛋,并测定贮藏过程中溏心蛋理化指标和感官品质的变化,研究其对溏心蛋贮藏保鲜效果。结果表明:在贮藏期间经纳米SiO_(2)/PVDC涂膜的溏心蛋在失重率、蛋清蛋黄盐分含量变化方面稳定性高于其余各组,同时该组溏心蛋菌落总数超标时间相比其余3组延长1~2周。而经涂膜处理的各组溏心蛋的蛋清和蛋黄pH值稳定性明显高于对照组,但是在蛋清持水力和蛋黄黏度方面各组无明显区别。综合各品质指标变化和感官评定结果,纳米SiO_(2)/PVDC复合涂膜组在维持溏心蛋色香味稳定方面效果最明显。

PE-BW-SiO_(2)复合包装膜对草鱼保鲜效果的研究

目的开发一种具有优良理化性能,并能有效应用于草鱼保鲜的新型活性包装膜。方法采用聚乙烯为基膜材料,以蜂蜡和纳米SiO_(2)为活性成分,采用熔融共混和造粒吹膜工艺制备PE-BW-SiO_(2)复合包装膜。测定包装膜的力学性能、阻隔性能和疏水性能,并研究它在4℃贮藏条件下对草鱼的保鲜效果。结果通过添加BW-SiO_(2)活性成分,包装膜的力学性能、阻隔性能和疏水性能得到提高。其中,BW-SiO_(2)添加量(质量分数)为2%的包装膜的力学性能、阻隔性能等综合性能达到最佳水平。将不同包装膜包装的草鱼置于4℃下贮藏11 d,结果表明,与纯PE包装膜相比,添加BW-SiO_(2)功效因子的复合PE包装膜对草鱼的保鲜效果更好,能够减缓鱼肉的水分流失和脂质氧化反应,有效延缓鱼肉的腐败变质进程,从而延长鱼肉的贮藏期。结论PE-BW-SiO_(2)复合包装膜具有良好的理化性能和保鲜效果,它有效地阻隔了外界水分的渗透和氧气的进入,从而减缓了水分流失和脂质氧化反应,同时还能防止微生物的滋长。此包装膜有效延缓了草鱼的腐败变质进程,在4℃下贮藏时将草鱼的货架期延长至11 d。

纳米SiO_(2)粒子表面接枝共聚合物微球的制备及其吸附Cu^(2+)性能

采用KH570对纳米SiO_(2)进行改性,将其作为Pickering乳液的稳定剂;利用反相(Pickering)乳液聚合法制备SiO_(2)@丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)共聚物复合微球,并对改性前后纳米SiO_(2)以及复合微球的结构、形貌及质量损失进行了表征;探究pH值、温度和单体比例对复合微球吸附Cu^(2+)效果影响,并对吸附过程进行动力学和吸附等温线拟合。结果表明,改性后的纳米SiO_(2)亲油性增强,提高稳定乳液的能力;Cu^(2+)吸附实验表明,复合微球吸附的最佳pH值为6,且吸附量随着AA用量增加而增大;复合微球吸附Cu^(2+)的过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。

PE/纳米SiO_(2)复合改性沥青性能研究

为了实现塑料高效回收利用,促进道路建设行业低碳绿色发展。本研究采用2%,4%,6%聚乙烯(PE)和0.2%纳米SiO_(2)制备PE/SiO_(2)复合改性沥青,进行常规性能、储存稳定性、流变性能等试验,并与4%SBS改性沥青进行对比。结果表明:PE/SiO_(2)复合改性可改善沥青的高温性能,PE掺量越大,性能提高越明显。当PE掺量大于4%时,PE/SiO_(2)复合改性沥青高温性能优于4%SBS改性沥青。PE降低了沥青的不可恢复蠕变柔量,提高了蠕变恢复率,改善了沥青高温抗变形能力和弹性恢复能力。掺入0.2%纳米SiO_(2)后PE/SiO_(2)复合改性沥青的软化点差减小,一定程度上改善了PE改性沥青的储存稳定性。但是PE对沥青的低温性能有负面影响。

纳米SiO_(2)微球/含氟丙烯酸酯涂层的制备及耐融雪盐腐蚀性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)及其他丙烯酸酯类单体为原料,采用半连续乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯共聚乳液,将其与一定量的表面硅烷改性的纳米SiO_(2)微球、适量的颜填料和助剂机械搅拌均匀,得到纳米SiO_(2)微球/含氟丙烯酸涂料。FT-IR、XRD测试表明,表面硅烷改性的纳米SiO_(2)微球晶型未发生改变。复合涂层的力学性能、耐化学介质腐蚀性能和耐融雪盐腐蚀性能等结果表明,当纳米SiO_(2)微球掺量为3%时,复合涂层的综合性能最佳。其铅笔硬度为5 H,黏结强度为1.88MPa,耐冲击高度超过50 cm,涂层接触角可达110°,吸水率仅为0.72%,耐酸碱盐腐蚀率分别为17%、11%、11%。与未改性的含氟丙烯酸涂层和市售的涂层相比,在设定的融雪盐腐蚀条件下,复合改性涂层腐蚀前后的色差、光泽度、表面状况保持稳定,混凝土试件的抗压强度和碳化深度的下降均减缓。

改性纳米SiO_(2)增强聚丙烯酰胺基凝胶的性能研究

为提升聚丙烯酰胺基水凝胶的综合性能,增加其可用性,用KH-570改性纳米SiO_(2),制得毫米级的改性纳米SiO_(2)复合聚丙烯酰胺基凝胶颗粒。并与丙烯酰胺和丙烯酸发生共聚反应,形成共聚物,探究改性纳米SiO_(2)添加量对复合凝胶的吸水倍率、强度、溶解时间以及残留率的影响。结果表明,改性纳米SiO_(2)添加量在15%~17%时,复合凝胶颗粒的吸水倍率和强度在各温度段有较大提升;凝胶完全溶解后,残留物为纳米SiO_(2),对环境无害,有望应用在石油开采领域,减少对环境的破坏。

纳米SiO_(2)-壳聚糖/脱脂豆粕复合膜的制备及保鲜性能测定

为了改善脱脂豆粕蛋白膜的性能,添加化学性能稳定,能够改善薄膜透明度和力学性能的壳聚糖,以及提高阻水率和改善薄膜脆性较和延伸性的纳米二氧化硅等,制备纳米SiO_(2)-壳聚糖/脱脂豆粕复合膜,并对壳聚糖膜或脱脂豆粕膜以及复合膜的抗氧化和抗菌性能进行测定。试验结果显示,在8%(w/v)的脱脂豆粕中加入浓度为0.05%(v/v)的丙三醇、0.06 g的纳米SiO_(2)、4.0%(w/v)浓度的壳聚糖、0.1%浓度的亚硫酸钠条件下制备的复合膜,透光率为80.41%,水蒸气透过率为5.384 g·mm/h·m^(2)·kPa,水溶性为28.36%。自由基清除率为8.53%,抗菌率为18.68%,自由基清除率和抗菌性与壳聚糖膜或脱脂豆粕膜相比较得到显著提升,可以为食品的保鲜提供一定理论依据。

AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒的可控制备及其光催化特性

以正硅酸乙酯(TEOS)和AgNO_(3)为前驱体,通过共溶胶双水解的方法制备出了AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能量色散X射线光谱仪探究了不同Ag离子浓度对复合纳米颗粒微结构的影响,并对相关影响机理进行了讨论,最后对其光催化性能进行了研究。结果表明:Ag离子浓度对复合纳米颗粒的结构及分散性有着决定性的影响。当Ag离子浓度较低时,基体SiO_(2)颗粒的球形度较好且分散性很好;负载的AgO纳米颗粒分布相对均匀且粒径在2~4 nm内。Ag离子浓度的增加使SiO_(2)颗粒的球形度逐渐变差,粒径逐渐减小,团聚效应增强,最后形成了不规则的块状团聚体;AgO纳米颗粒随着负载量逐渐增多,分布密度和粒径也逐渐增大,并且分散的纳米颗粒相互连接,由点状分布逐渐向面状分布转变。在可见光照射下,AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒对罗丹明B(RhB)的降解率约为94.8%。实验结果表明,AgO/SiO_(2)复合纳米颗粒是一种有效的光催化剂,在光催化领域有着潜在的应用价值。

PVA纤维和纳米SiO_(2)对水泥基复合材料性能影响研究

通过复掺PVA纤维和纳米SiO_(2)到水泥基复合材料中,研究不同PVA纤维掺量(1.0%、1.5%、2.0%)和纳米SiO_(2)掺量(1.0%、1.5%、2.0%)下水泥基复合材料的抗折性能、抗压性能和抗硫酸盐侵蚀性能,并利用SEM扫描电镜分析了水泥基复合材料的微观形貌,探讨了PVA纤维和纳米SiO_(2)对各方面性能的作用机理。结果表明:水泥基复合材料的28 d抗折强度和抗压强度均随着PVA纤维体积掺量和纳米SiO_(2)掺量的增加逐渐增大,当二者掺量均为2.0%时,抗折强度最高为11.34 MPa,抗压强度最高为70.2 MPa。随着PVA纤维体积掺量和纳米SiO_(2)掺量的增加,水泥基复合材料干湿循环后的质量损失率逐渐减小,抗压强度耐蚀系数逐渐增大,当PVA纤维体积掺量和纳米SiO_(2)掺量均为2.0%时,质量损失率最低为0.827%,抗压强度耐蚀系数最高为0.995。

铁基软磁复合材料的SiO_(2)包覆研究进展

软磁复合材料在诸多领域有着重要的应用,随着技术的发展,对软磁复合材料的性能要求也在不断提高中。为了满足在高频率和高功率工况下的应用需求,需要开发低损耗、高磁导率的软磁复合材料。SiO_(2)作为绝缘包覆介质具有高电阻率和高热稳定性,能够通过多种方法包覆在磁粉颗粒上,因此在新型软磁复合材料开发领域得到广泛的应用。总结了溶胶凝胶法、化学液相沉积法、反相微乳法、化学气相沉积法、双层包覆法和改性树脂包覆法在铁基软磁复合材料的SiO_(2)绝缘包覆上的应用,归纳了上述各绝缘包覆方法的特点,并按其特点进行了分类,指出了当前SiO_(2)绝缘包覆面临的一些问题,并对未来绝缘包覆方法的发展进行了展望。

Q235碳钢表面SiO_(2)/PDMS超疏水涂层的制备及防腐性能研究

目的提高Q235碳钢的耐腐蚀性能。方法在Q235表面先提拉聚二甲基硅氧烷(PDMS),预固化后再次提拉含疏水气相二氧化硅的PDMS分散液,完全固化后在Q235表面构建一个SiO_(2)/PDMS超疏水涂层。通过扫描电镜、激光共聚焦显微镜、能谱、接触角、砂纸磨损、划格试验对涂层的形貌、结构和表面性质进行分析;采用电化学工作站对涂层的耐腐蚀性和耐久性进行评价。结果SiO_(2)纳米粒子被镶嵌在PDMS中,在Q235表面形成了一种微纳粗糙结构,平均粗糙度为2.2μm;涂层表面能仅为5.6 mJ/m^(2),接触角为152.6°;涂层机械稳定性和结合力优异,砂纸磨损15个周期及划格试验30个周期后,仍保持超疏水。电化学研究表明,在Q235表面引入SiO_(2)/PDMS后,阻抗提升了2个数量级,电容降低了6个数量级;腐蚀电位正向移动了0.4192 V,腐蚀电流密度降低了3个数量级;涂层对Q235的防腐效率高达99.8%,呈现出优异的耐腐蚀性。在腐蚀液中浸泡一周后,SiO_(2)/PDMS涂层仍保持超疏水和优异的耐腐蚀性,表明涂层耐久性良好。结论以PDMS为疏水层,纳米SiO_(2)为填料构筑粗糙表面,通过条件控制实现防腐底层和超疏水表层间的界面融合,从而引入稳定的SiO_(2)/PDMS超疏水涂层,提高了Q235的耐腐蚀性和耐久性。本研究为在金属表面构筑稳定的超疏水涂层提供了一种方法,有望拓展金属在恶劣环境中的应用。

PTFE-SiO_(2)复合涂层电子发射特性及抑制放电

目的调控空间电子器件有机介质聚四氟乙烯(PTFE)表面的二次电子发射系数(SEY)接近1,以降低表面电荷沉积速率,减少静电放电(ESD)的发生。方法通过磁力搅拌将PTFE分散液和SiO_(2)粉末混合均匀,制备不同浓度配比的PTFE-SiO_(2)混合溶液,将混合溶液旋涂在覆铜板表面,在80℃烘箱中加热4h得到复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)对涂层表面形貌进行观察,采用局域漏电流法对复合涂层的二次电子发射系数进行测试,通过MATLAB对表面电势进行仿真计算,在SEM中对复合涂层放电特性进行测试。结果从SEM图可以看出,随着SiO_(2)浓度的增大,复合涂层表面SiO_(2)颗粒变得密集。从SEY测试结果可以看出,在SEY>1的能量区间内,复合涂层的SEY随SiO_(2)浓度的增大而逐渐降低,当SiO_(2)质量分数大于15%后,涂层的SEY基本保持不变;在SEY<1的能量区间内,当SiO_(2)浓度为15%时,复合涂层的SEY达到最大值。表面电势仿真计算结果及放电测试结果显示,复合涂层能有效降低表面电荷沉积速率及增大放电阈值。结论当SiO_(2)颗粒质量分数为15%时,复合涂层SEY的调控效果最显著,SEY最大值从2.0变化到1.6,10keV能量下的SEY从0.6变化到0.8。当SiO_(2)颗粒质量分数大于15%时,复合涂层能有效降低真空器件PTFE表面电荷沉积速率,提高放电阈值,减少静电放电的发生。因此,这是一种有效提高航天器电子器件可靠性和工作时间的表面处理方法。

纳米SiO_(2)复合对Mg_(3)Sb_(2)基材料热电性能的影响

Mg3(Sb,Bi)2基热电材料由于其优异的热电性能和较低的成本近来受到广泛的关注.本研究通过将纳米SiO_(2)复合进成分为Mg3.275Mn0.025Sb1.49Bi0.5Te0.01的基体相中,考察其热电输运性能的变化及机制.结果表明,当SiO_(2)复合进Mg_(3)Sb_(2)基材料中时,由于引进大量的微小晶界,能有效地散射声子,促使晶格热导率降低,优化热输运性能,如SiO_(2)体积含量为0.54%时,室温时热导率由复合前的1.24 W/(m·K)降至1.04 W/(m·K),降幅达到15%;同时其对电子也产生强烈的散射作用,导致迁移率和电导率大幅下滑,结果表现为近室温区功率因子剧烈衰减,恶化了电输运性能.电性能相对于热性能较大降低幅度使得材料在整个测试温区的热电优值没有得到改善.纳米SiO_(2)作为Mg_(3)Sb_(2)基热电材料复合物来调控热电性能是有效的备选物质,可结合其他手段改善输运特性,如在晶界处适当修饰,降低载流子传输的晶界势垒,能够提升该体系的综合热电性能.

纳米SiO_(2)包覆对温压FeSiB非晶磁粉芯软磁性能的影响

为了改善有机粘结剂在粉末颗粒表面形成的绝缘包覆膜在热处理过程中易破损的现象,引入纳米SiO_(2)作为绝缘剂弥补这一缺陷,研究纳米SiO_(2)的添加量对磁粉芯性能的影响。结果表明:在120℃、800 MPa的温压成形条件下,随着纳米SiO_(2)的添加量增加,磁粉芯的磁导率逐渐下降;且在测试频率为50~2000 kHz范围内,磁粉芯的有效磁导率μe均具有良好的频率稳定性;在测试频率为50~400 kHz范围内,磁粉芯的磁损耗Ps和矫顽力Hc随着频率的增高而增高,且添加量越多,磁损耗和矫顽力均越低。当纳米SiO_(2)的添加量为2.0 wt%时,磁粉芯有相对较好的软磁性能。

PNB/nano-SiO_(2)复合材料的制备与性能

制备了纳米二氧化硅(nano-SiO_(2))负载乙酰丙酮二氯化钯催化剂(记作负载钯催化剂),并以三五氟苯硼[B(C6F5)3]为助催化剂,通过一步原位聚合法制备了聚降冰片烯/nano-SiO_(2)(PNB/nano-SiO_(2))复合材料。通过改变聚合工艺,实现对聚合行为的调控。结果表明:当负载钯催化剂为10μmol,B(C6F5)3为0.20 mmol,聚合温度为60℃,聚合物活性为1.02×10^(6) gPNB/(molPd·h)时,PNB/nano-SiO_(2)复合材料中的SiO_(2)粒子分散良好、分布较均匀,体系相容性较好。制备的PNB/nano-SiO_(2)薄膜拉伸强度随着SiO_(2)含量增加而提高,且透明性较好。

纳米SiO_(2)/SBR复合改性沥青性能研究

为研究纳米SiO_(2)/SBR复合改性沥青的性能,通过针入度试验、软化点试验、延度试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁蠕变试验(BBR),分析改性沥青的基本性能、高温流变性能以及低温抗裂性能。试验结果表明:纳米SiO_(2)的加入,使得SBR改性沥青的针入度降低,软化点、延度升高;同时SBR改性沥青的车辙因子有所提高,高温性能得到改善;SBR改性沥青的蠕变劲度模量S值最小,蠕变速率m值最大,说明纳米SiO_(2)可以改善沥青的低温性能。