纳米二氧化硅改性及其在丁基橡胶中的应用

对改性的纳米二氧化硅分别用红外光谱和XPS进行表征,测定大气和氨氛围下硫化胶的交联密度,研究硫化胶的物理交联密度和化学交联密度对力学性能的影响,结果发现,随着纳米二氧化硅填充量的增加,总交联密度增大,当纳米二氧化硅填充量大于1.0%时,物理交联密度增大,化学交联密度开始减小,力学性能提高;当填充量提高至3.5%后,力学性能增至最大,随后开始缓慢降低。

聚甲醛/可反应性纳米SiO_2复合材料的等温结晶及热分解行为

采用熔融共混法制备了聚甲醛(POM)/可反应性纳米二氧化硅(RNS)复合材料。通过差示扫描量热仪研究了RNS对POM等温结晶行为的影响,利用热重分析仪研究了该材料的热分解变化,用Avrami方程和Hoffman-Laurititzen理论进行了分析。结果表明,RNS在POM结晶过程中起到了异相成核作用,结晶速率常数K增大,半结晶时间t1/2降低,表面自由能下降,Avrami指数n有所降低,说明RNS改变了POM的结晶和生长过程,RNS提高了POM复合材料的热稳定性,其中,添加5%RNS的POM复合材料起始分解温度提高了32℃,用FOW法和Fried-man法计算其分解过程的表观活化能均高于POM,这说明RNS与POM之间存在着较强的相互作用,RNS既是POM的成核剂又是热稳定剂。

SiO2含量和共混方法对NR／PP共混型热塑性弹性体的影响

采用两种共混方法制备天然橡胶(NR)/聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)热塑性弹性体,采用透射电镜(TEM)、动态热机械(DMA)分析、橡胶加工分析仪(RPA)和力学性能测试研究了共混方法和SiO2的填充量对NR/PP/SiO2热塑性弹性体力学性能、形态结构和流变行为的影响。研究结果表明,当纳米SiO2的填充量较低(<3phr),共混方法对SiO2的分散影响较大,当SiO2主要分散在PP基体相中时,其对热塑性弹性体的补强作用明显;随着纳米SiO2的填充量的增加(≥3phr)时,SiO2趋向于分散在NR相中,共混方法对SiO2的分散影响不大。

纳米SiO_2对硅酸盐水泥水化放热特性的影响

以硅灰为对比,利用微量热仪研究了纳米SiO2对硅酸盐水泥24 h内水化历程、水化放热特性的影响.研究结果表明:掺入纳米SiO2的水泥试样24 h内水化历程也可划分为类似于纯硅酸盐水泥水化的5个阶段;纳米SiO2的掺入,促使诱导期、加速期和减速期的出现提前,缩短了诱导期持续的时间;提高了水化开始时的放热速率,使第二放热峰的出现提前,增大了水化放热量.

无皂沉淀法制备聚乙烯醇缩丁醛

通过无皂沉淀法，以纳米二氧化硅替代表面活性剂，将丁醛通过高压均质机分散到聚乙烯醇水溶液中，制备了缩醛基含量75％以上，溶液黏度与市售树脂相当的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）树脂（平均聚合度1700）。所得的PvB树脂粉末由粒径小于10μm的原始颗粒团聚而成，证明反应是在微小体积内进行；纳米二氧化硅黏附在颗粒的表面，起到了很好的物理隔离的作用，有效的抑制了PVB的团聚。无皂沉淀法减少了树脂洗涤用水的消耗，并且有利于树脂品质的提高。优化的反应条件为：聚乙烯醇和丁醛质量比为1；（0．60-0．65），反应起始温度20℃，梯度升温速度为5℃／30min，pH=1．3，分散剂纳米二氧化硅用量为体系的0．07％。

纳米SiO_2对聚醋酸乙烯乳液的粒子形态和力学性能的影响

采用原位聚合法制备了聚醋酸乙烯/纳米SiO2复合乳液,对乳胶粒的形态、复合乳液的力学性能进行了表征。结果表明,复合乳液力学性能有较大提高、微观形态更趋复杂,并对其机理进行了一定的分析。

纳米二氧化硅的制备与表征

以碱性硅溶胶和无机酸为原料，以水和甲醇为反应介质，加入适宜的分散剂，反应体系在适宜的反应温度和pH值下反应一定时间，经过真空脱水干燥和超细筛分得到稳定的纳米二氧化硅粉体。该方法的最佳工艺条件是：反应温度为50℃、pH=7.5～8．0、反应体系的浓度为10-20％、反应时间为45min。实验结果表明：制得纳米SiO2粉体的粒径为20～40nm，比表面积大、分散性好，纯度在99％以上。该方法工艺简单、实用性强，适宜工业化生产。

可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合法制备PMMA/SiO_2有机/无机杂化材料

以二硫代苯甲酸异丁腈酯(CPDB)为链转移剂,过氧化引发基团纳米SiO2为引发剂,在80℃的甲苯溶液中进行了甲基丙烯酸甲酯(MMA)的可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合.结果表明,该聚合具有活性自由基聚合的特征,聚合物接枝层的分子量基本可控,单体转化率与分子量具有一定的线性关系,ln([M]0/[M])与反应时间成线性正比关系.通过TEM、AFM对杂化粒子进行了表观形貌分析.

硅胶-丙烯酸酯杂化细乳液性能结构研究

通过细乳液聚合方法成功制备了二氧化硅/丙烯酸酯杂化高分子乳液。考查了杂化乳液聚合物和共混乳液聚合物的力学性能差异,当硅胶含量相同时,杂化乳液聚合物均好于相应的共混乳液聚合物。在TEM照片上,杂化乳液中二氧化硅镶嵌在丙烯酸酯内部,共混乳液中二氧化硅杂乱分布;在SEM照片上,杂化乳液中二氧化硅分布均匀,共混乳液中二氧化硅团聚明显;XPS谱图上,共混乳液比相应的杂化乳液的硅含量要高。

环氧树脂/硅基-纳米SiO_2涂层的制备及防腐蚀性能

采用硅氢加成反应制备了2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷(ETEO),用ETEO对纳米SiO_2进行表面接枝得到新型硅基纳米SiO_2(ETEO-SiO_2),并制备环氧树脂/ETEO-SiO_2复合涂层.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氢核磁共振谱(~1H NMR)与X射线光电子能谱分析(XPS)对ETEO和ETEO-SiO_2进行了表征.场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察到ETEO-SiO_2涂层横截面粗糙,ETEO-SiO_2具有良好分散性.接触角分析表明ETEO-SiO_2涂层疏水性提高.利用电化学阻抗实验与盐雾实验研究了复合涂层的防腐蚀性能,结果表明,添加ETEO-SiO_2纳米粒子后涂层的防腐蚀性能远优于纯环氧树脂和纳米SiO_2复合环氧树脂涂层,当ETEO-SiO_2纳米粒子添加量达到4%(质量分数)时,防腐蚀性能最佳.纳米SiO_2表面接枝ETEO后,ETEOSiO_2纳米粒子与环氧树脂基体之间的相容性增加,分散稳定性提高,涂层更加致密,减少了腐蚀介质所需的扩散通道并抑制腐蚀反应过程的进行,提高了复合涂层的防腐蚀性能.

纳米粒子增强聚合物环境稳定性的研究进展

聚合物的老化行为及防老化研究是聚合物材料的基础科学问题和热点领域之一。本文详细介绍了聚合物材料常见的热氧老化和光氧老化的过程和机理、防老化原理和方法、各种抗老化助剂的种类以及评价方法等,重点介绍了本课题组近几年来使用纳米粒子作为抗老化助剂的研究成果,主要包括纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米氧化锌等。