硅改性聚氨酯耐高温涂料的研究进展

阐述聚氨酯的组成和热降解行为;列举聚氨酯耐高温改性的方法,分析纳米二氧化硅的作用机理、有机硅的改性原理以及有机硅、硅烷偶联剂改性蓖麻油聚氨酯形成聚合物互穿网络的方法;综述硅改性聚氨酯的耐高温性能的方法和研究进展。

加成型液体硅橡胶用白炭黑改性研究进展

气相法白炭黑作为一种性能优异的补强填料,在硅橡胶领域有着广泛的应用,但白炭黑在基体中的分散性不佳会影响其补强效果,一定程度上限制了其应用。介绍了白炭黑的补强机理及改性方法,并对未来白炭黑的研究方向进行了展望。

有机硅改性环氧树脂的研究进展

本文从物理和化学改性两个方面重点综述了官能基聚硅氧烷、硅烷偶联剂、POSS及其他有机硅改性环氧树脂的研究进展。结合材料科学的发展需求,提出水性和光固化环保型有机硅改性环氧树脂将是今后的发展方向。

硅烷偶联剂TPTS和表面活性剂PEG-400协同改性白炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

使用酰基硫代烷基三烷氧基硅烷(TPTS)和表面活性剂PEG-400(简称PEG-400)协同改性白炭黑,通过乳液复合法制备白炭黑/天然橡胶(NR)复合材料,研究TPTS与PEG-400的配比对复合材料性能的影响。结果表明:与未改性白炭黑复合材料相比,改性白炭黑复合材料硫化速率提高,白炭黑自聚集现象减弱,加工性能改善,物理性能提高;当TPTS/PEG-400质量比为6/2时,改性白炭黑对NR的补强效果最为理想,复合材料的拉伸强度提高33.6%,300%定伸应力提高47.4%;在TPTS与PEG-400总用量恒定的情况下,随着PEG-400用量的增大,复合材料的滚动阻力呈降低趋势,但抗湿滑性能也会有所下降,通过TPTS和PEF-400的协同改性可以使复合材料在抗湿滑性能和滚动阻力间取得合适的平衡点。

碱处理对球形硅微粉性能的影响

使用硅烷偶联剂进行表面改性是1种工业上常用的球形硅微粉表面改性方法。然而球形硅微粉在生产过程中经过的高温球化工艺使其表面呈现化学惰性,需要一定的表面处理才能有更好的改性效果。为探究碱处理对球形硅微粉表面改性各项性能的影响,选用NaOH对球形硅微粉表面进行处理,通过表面形貌和表面接触角来确定最佳处理时间;选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)两种硅烷偶联剂对碱处理前后球形硅微粉进行表面改性并表征了吸油值、活化指数和接触角;将改性球形硅微粉与环氧树脂复合制成样品进行力学性能与导热系数测试。结果表明:碱处理后用3%质量分数的KH570、KH560分别对球形硅微粉进行改性,此时球形硅微粉的活化指数分别为78.9%、28.7%,接触角分别为126.51°、117.28°,吸油值分别为25.95%、26.70%;制得复合样品的弯曲强度分别提升18.2%、25.9%,冲击强度分别提升2.5%、21.6%,导热系数分别提升6.32%、11.82%。碱处理对KH560、KH570改性球形硅微粉的改性效果及其制成复合样品的力学导热性能均有提升。

硅烷化氧化石墨烯/有机硅复合涂层的制备及性能

采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对氧化石墨烯(GO)进行改性,制得硅烷化氧化石墨烯(KGO),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)表征了它的结构。将KGO与有机硅树脂(SR)复合,在Q235钢表面制得KGO/SR复合涂层,采用电化学阻抗谱研究了该涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并测试其耐中性盐雾性能。结果表明:KGO在SR基体中具有良好的分散性,提高了涂层的致密性,令KGO/SR复合涂层具有良好的防护性能。

偶联剂改性无机硅系阻燃剂对粘胶纤维性能的影响研究

采用4种偶联剂对无机硅系阻燃剂进行了表面改性,然后用于制备阻燃粘胶纤维。研究了用于表面改性的偶联剂种类及用量、纺丝时改性无机硅系阻燃剂用量对粘胶纤维性能的影响。结果表明,采用N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH 602)改性无机硅系阻燃剂的粘胶纤维的物理力学性能和阻燃性能较佳。KH 602的较佳用量为1.0%,改性无机硅系阻燃剂的较佳用量为20%,此时制得的粘胶纤维干断裂强度为2.56 cN/dtex,湿断裂强度为1.40 cN/dtex,干断裂伸长率为21%,回潮率为9.0%,超长率为0.3%,极限氧指数为33.0%,垂直燃烧等级为V-0,燃烧成炭性能良好,无熔滴现象。

硅烷偶联剂的种类与结构对二氧化硅表面聚合物接枝改性的影响

在超细二氧化硅表面接枝聚合改性工艺的基础上,通过透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱等检测手段,并结合模型计算,研究了硅烷偶联剂(silanecouplingagent)对超细二氧化硅表面聚合物接枝改性的影响及其机理。认为硅烷偶联剂KH570和KH858都是有效的预处理剂,硅烷偶联剂的种类对改性影响很大。由于KH570中含有的双键与羰基形成了离域П44键,使其双键结合力减弱;而在KH858中由于硅原子的供电子效应,使其双键结合力有所加强;使用KH570预处理的超细二氧化硅表面含有的聚合物更多,分散性更好。KH570更适合用作超细二氧化硅表面接枝聚合改性的预处理剂。

高导电镀银玻璃微珠/硅橡胶复合材料的结构与性能

探讨了镀银玻璃微珠(SGB)的表面改性、粒径和用量对SGB甲/基乙烯基硅橡胶(VMQ)复合材料的导电性能、力学性能及相态结构的影响,考察了SGB/VMQ复合材料导电网络的影响因素。结果表明,采用硅烷偶联剂改性SGB,可以改善SGB/VMQ复合材料的力学性能和加工性能,其中使用乙烯基三乙酰氧基硅烷(牌号为A-151)还能使其导电性能保持不变。SGB的粒径越大,用量越多,SGB/VMQ复合材料的导电性能越好,当其粒径为41μm、用量300份时,填充的VMQ具有优良的力学性能和导电性能。在满足形成导电通路的前提下,应尽可能地减少SGB的用量,以改善材料的力学性能。

硅烷偶联剂对介电弹性体复合材料电-机转化敏感度的影响

利用硅烷偶联剂KH550、KH570对无机纳米TiO2粒子进行表面改性,经机械共混及压延成型方法制备出3种界面结构的TiO2/室温硫化硅橡胶(RTV)介电弹性体复合材料。利用FTIR及DSC研究TiO2纳米粒子的表面改性情况,并研究不同硅烷偶联剂对复合材料介电性能和力学性能的影响。结果表明:KH550改性TiO2掺杂的复合材料较纯TiO2或KH570改性掺杂的复合材料其功能性明显提高。采用KH550改性TiO2使得复合材料拥有更高的介电常数,更低的弹性模量,使电-机转化敏感度较未改性前提高了57.4%。

硅微粉对有机硅电子灌封胶性能的影响

以端乙烯基硅油为基胶、含氢硅油为交联剂、硅微粉为填料制得有机硅电子灌封胶。研究了经硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)处理后的硅微粉及用量对有机硅电子灌封胶的黏度、力学性能、导热性能和电学性能的影响。结果表明,硅微粉经硅烷偶联剂处理后有利于提高有机硅电子灌封胶的性能,当采用KH-570质量浓度为50%的KH-570乙醇溶液处理后的硅微粉用量为180份时,灌封胶具有较好的综合性能。此时,灌封胶的黏度为4 150 mPa·s,拉伸强度为3.73 MPa,断裂伸长率为61%,热导率为0.63 W/m·K,相对介电常数为3.96,体积电阻率为2.86×1014Ω·cm。

有机硅改性酚醛树脂的研究进展

综述了改性酚醛树脂的种类以及有机硅改性酚醛树脂的机理和方法;从物理共混改性和化学共聚改性两个方面介绍了有机硅改性酚醛树脂的研究现状,并展望了未来的发展趋势。

挤出型镀银铝粉/硅橡胶导电复合材料的制备与性能研究

研究硅烷偶联剂对镀银铝粉的表面改性及镀银铝粉用量对镀银铝粉/硅橡胶导电复合材料性能的影响。结果表明,采用硅烷偶联剂A-171,A-172和A-187对镀银铝粉进行表面改性后复合材料不交联,而采用硅烷偶联剂A-137和A-151对镀银铝粉进行表面改性后复合材料可以硫化,其中硅烷偶联剂A-151的改性效果较好,最佳用量为15份。随着镀银铝粉用量的增大,复合材料的拉伸强度、拉断伸长率和体积电阻率减小,且出现逾渗现象,高导电复合材料镀银铝粉的最佳用量为280份。

硅烷偶联剂对二氧化硅填充硅橡胶界面及性能的影响

研究了硅烷偶联剂六甲基二硅氮烷(HMDS)、KH-570与Si O2增强体系在甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中的应用,同时考察了硅烷偶联剂的种类对MVQ复合材料界面及拉伸性能的影响。结果表明,Si O2经HMDS和KH-570表面处理后与MVQ的界面作用增强。相比于HMDS,含有KH-570的复合材料体系,Si O2能与MVQ分子发生化学作用,因此界面区域的相互作用进一步增强,吸附橡胶分子层厚度从16.065 nm增加到21.217 nm,硫化后复合材料具有更好的拉伸性能。

无机掺杂纳米粒子/天然乳胶纳米复合材料的制备及耐热老化性能研究

目前,有关纳米碳酸钙和纳米二氧化硅共同填充并协同增强天然乳胶(NRL)的研究鲜有报道。利用十二烷基三甲氧基硅烷(DDES)分别对纳米碳酸钙和纳米二氧化硅2种颗粒状无机纳米粒子进行表面改性,采用乳胶共混法制备改性无机纳米粒子/天然乳胶纳米复合材料,并对制备所得的复合材料进行不同时间的热氧老化。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、接触角测定仪(CAMI)研究了改性前后纳米颗粒的结构和性能变化。采用橡胶加工分析仪(RPA)和扫描电镜(SEM)对天然乳胶复合材料的力学性能和微观结构进行了测试分析。结果表明:DDES的硅氧烷基团与颗粒状无机纳米粒子表面的羟基反应,在M-CaCO3、M-SiO2表面形成DDES接枝改性层,修饰后的纳米颗粒均匀地分散在天然乳胶中,并形成填料-乳胶交联网络结构;其中2种改性无机纳米粒子共同填充制备的CaCO3/SiO2/NRL样品性能较优,断面形貌均匀,储能模量(G’)大;经70℃,480 h热氧老化后拉伸强度及撕裂强度保持率分别为81.45%、38.54%,表现出优异的耐热氧老化性能。

异氰酸酯硅烷处理石英布／PSA树脂复合材料的影响

设计并选用一种分子结构中带有异氰酸酯基的硅烷偶联剂对石英布进行了表面处理,对比了石英纤维改性对含硅芳炔树脂复合材料部分力学、介电及耐热性能等的影响。结果表明:偶联剂处理石英纤维后,偶联剂与石英纤维表面发生化学键合,明显改善石英纤维与含硅芳炔树脂的界面粘接,复合材料的层间剪切强度比未处理的提高了24.7%,弯曲强度提升了12.4%,偶联剂的加入不会降低复合材料的T g和介电性能。

偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对天然橡胶复合材料性能的影响

以天然胶乳浸润槟榔纤维,制备天然橡胶(NR)复合材料,研究偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维对NR复合材料性能的影响。结果表明:与未改性槟榔纤维的NR复合材料相比,偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR复合材料的物理性能、耐溶剂性能和抗湿滑性能改善,剪切模量减小,滚动阻力提高;偶联剂Si69-纳米氧化锌改性槟榔纤维的NR复合材料的综合性能优于偶联剂Si69和纳米氧化锌单独改性槟榔纤维的NR复合材料。

硅烷偶联剂对多孔硅的稳定化研究

为了将多孔硅应用于含能材料的制备,采用电化学双槽腐蚀法制备了平均孔径4.3 nm,厚度超过100μm的不龟裂多孔硅薄膜,利用硅烷偶联剂(KH550,KH560,KH570)对此多孔硅薄膜进行表面处理,采用红外光谱(FTIR)技术研究了三种硅烷偶联剂对多孔硅处理前后红外光谱的变化。结果显示,三种硅烷偶联剂均大大降低了多孔硅表面的Si—Hx键的数量,使不稳定的Si—H键转化成更加稳定的Si—OR键。其中KH550和KH570消除悬挂键的效果优于KH560。

改性硅微粉在天然橡胶中的性能研究

硅微粉用双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)和钛酸酯进行表面改性,将其添加到天然橡胶中,探讨了改性硅微粉对复合材料性能的影响。结果表明,Si69和钛酸酯改变了硅微粉的表面结构,分散性有很大程度的提高;Si69改性的硅微粉用量为20份时,天然橡胶的综合性能最佳。

碳化硼的改性及其在有机硅树脂中的应用

为了提高碳化硼粉体与有机硅树脂的相容性,采用硅烷偶联剂KH-550对碳化硼粉体进行了表面改性,研究了表面改性的工艺条件及改性的碳化硼粉体对有机硅涂层性能的影响。通过接触角的测定,确定了改性工艺。偶联剂用量为碳化硼粉体质量的5.0%,改性温度为80℃,改性时间为3 h。红外光谱分析表明,偶联剂在粉体表面产生了有效吸附,改变了粉体的表面性质。涂层机械性能、扫描电镜和交流阻抗测试的结果表明,改性的碳化硼粉体与有机硅树脂具有很好的相容性。