硅烷修饰粘土对橡胶的补强作用

采用福建高岭土、伊利石类粘土矿粉，经酸活化处理后，用１％硅烷偶联剂对其进行表面修饰，并利用ＩＲ光谱对亲水性粘土矿物的表面修饰方式进行初步的探讨，修饰后的粘土矿粉作为补强填补应用于橡胶体系，改善了填料与橡胶基体之间的复合性能，从而提高补强效果和室温硅橡胶的存放稳定性。     

硅烷偶联剂对粘土表面改性研究

应用硅烷偶联剂对粘土填料进行表面处理,可改善填料与橡胶基体界面的物化性质,提高补强度。本文应用红外分光光度计,研究硅烷偶联剂对高岭土、伊利石等粘土矿粉的表面改性作用。指出这些粘土矿粉经偶联剂处理后的红外吸收光谱,在铝羟基振动频带的吸收峰发生明显变化,偶联剂分子的水解基团与粘土表面的活性基团发生键合,使粘土表面有效改性。这种改性的粘土填料对橡胶有较好的补强效果。     

高岭土作橡胶填料的研究

高岭土经煅烧、粉碎、表面改性处理后可制取橡胶补强填料．经改性处理对补强性能影响的实验研究表明：高岭土由于其本身性质的特殊性，极易在表面进行接枝改性；过320目筛；经含量为3％的处理剂表面改性后的高岭土填料对橡胶具有较好的补强作用，可完全替代碳酸钙或陶土，产生较好的补强效果，也可部分替代炭黑，降低生产成本．表6，参3     

石墨烯改性白炭黑填料对天然橡胶性能的影响

白炭黑(主要成分为纳米SiO₂,nano-SiO₂)由于易于制取、绿色环保等优点,现被广泛用于橡胶补强中,但是白炭黑因为结构上的特点,导致其在橡胶中的分散性和补强能力比炭黑差。利用硅烷偶联剂改善白炭黑在橡胶中的分散性,并研究改性白炭黑和石墨烯(GE)的协同补强作用对天然橡胶(NR)的影响。使用助分散剂单宁酸(TA)修饰的石墨烯与使用硅烷偶联剂KH570改性的白炭黑通过迈克尔加成反应得到杂化填料(KS-TGE),与天然橡胶充分混合制得KS-TGE/NR复合材料。经过测试,白炭黑经过改性后不仅改善了其在橡胶中的分散性,并且其和石墨烯制得的杂化填料与天然橡胶共混后,天然橡胶的力学性能得到提升。与未改性的nano-SiO₂/NR相比,改性后的复合材料拉伸强度最高提升36.3%,断裂伸长率最高提升79.5%,此外KS-TGE/NR仍能保持优异的弹性和动态力学性能。     

活性白土性质及若干应用探讨

活性白土是膨润土经硫酸活化处理而得。酸处理条件明显地影响了活性白土的化学组成和结构状态。对其控制并制备化学组成和结构都适宜的活性白土,能与有机胺类化合物和硅烷偶联剂及结晶紫内脂等有机分子作用,发生层间吸附、键合、吸电子等作用。应用这些性质,可将粘土矿物制备成橡胶、环氧树脂补强填料及无碳复写纸显色剂。     

活性硅酸钙填充丁苯橡胶复合材料性能研究

以活性硅酸钙、炭黑、白炭黑为原材料,使用硅烷偶联剂对其进行改性,采用熔融共混法制备丁苯橡胶复合材料,研究了改性剂种类、添加量、硅酸钙填充量、与炭黑、白炭黑配合比例对丁苯橡胶复合材料硫化性能、力学性能的影响.研究表明：添加硅酸钙后,复合材料的硫化性能得到优化;在与白炭黑或炭黑配合填充时,可明显缩短硫化时间、降低最小扭矩,提高了胶料的压延性能和生产效率;在低拉伸率范围内,硅酸钙表现出优异的补强性能,可替代或部分替代昂贵的炭黑、白炭黑等传统填料,以降低橡胶制品的经济成本.     

高岭土/PVC复合电缆料的制备与性能研究

采用硬脂酸、硅烷偶联剂和自制的含有三甲氧基硅烷侧基的大分子表面处理剂,分别处理了煅烧高岭土、添加一定比例纳米级的煅烧高岭土,与活性CaCO3混合填充PVC树脂,制备改性电缆料.研究了不同表面处理剂和不同比例的纳米级高岭土对电缆料的电学性能、拉伸性能和低温冲击脆性的影响.三种实验结果表明,采用大分子表面处理剂处理添加含1%-3%的纳米级高岭土填充的PVC电缆料,各项性能最佳.     

SiO2/EPDM复合材料微观形态与动态力学性能的关系

利用DMTA方法研究了分散剂、硅烷偶联剂以及二者并用对二氧化硅增强乙丙橡胶复合材料动态力学性能的影响,采用扫描电镜和橡胶加工分析仪测试了填料在橡胶基体中的分散和填料在基体中形成的填料网络结构,利用结合胶测试研究了复合材料中填料橡胶之间的相互作用程度。实验结果表明:按照空白样和采用分散剂、硅烷偶联剂、分散剂+硅烷偶联剂对SiO₂进行表面处理,填料在橡胶基体中的分散程度提高,填料填料的相互作用逐渐弱化,填料网络结构逐渐减弱,橡胶复合材料在低应变下的储能模量逐渐降低,抗滚动阻力性能逐渐提高。同时,结合胶含量逐渐提高,玻璃化转变峰逐渐变宽,复合材料的抗湿滑性能逐步提高分散剂与硅烷偶联剂并用改性二氧化硅对橡胶复合材料性能提高有协同作用。     

硅烷偶联剂r-MPS的用量对ZrO2-SiO2填充齿科复合树脂性能的影响

本研究的目的是研究硅烷偶联剂-MPS的不同用量对纳米ZrO2-SiO2混合填充齿科复合树脂的填充量和物理机械性能的影响. 以硅溶胶和乙酸锆为原料,在酸性条件下合成ZrO2-SiO2复合粒子,采用硅烷偶联剂-MPS对ZrO2-SiO2实现表面改性,与双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)和双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯(TEGDMA)树脂基质共混制备齿科复合树脂. 采用红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重法(TGA)、激光粒度分布仪(LPA)等实验手段对改性前后纳米ZrO2-SiO2的表面结构和在有机树脂基质中的分散稳定性进行分析. 结果表明,通过硅烷偶联剂-MPS表面改性后,无机粒子表面覆盖了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒聚程度,使其在有机树脂中的分散性提高. 改性后的ZrO2-SiO2与树脂基质共聚,由此制得的复合材料的机械性能得到提高. 结论 表面处理增强了纳米ZrO2-SiO2与复合树脂基质的相容性,且对无机填料的填充量和复合树脂的机械性能有较显著的影响.     

HAF/NR复合材料中填料/基体界面相互

采用含有吡啶官能团的分子对高耐磨炭黑粒子(HAF)原位接枝改性调控填料/基体界面相互作用.采用Ayala参数定量计算填料/基体界面相互作用,研究了界面相互作用对天然橡胶(NR)补强性能的影响.复合材料的拉伸应力-应变曲线表明,填充接枝炭黑的复合材料具有更高的力学性能,其原因是炭黑接枝增强了填料-基体界面相互作用,削弱了填料-填料相互作用.     

高比表面积煤系高岭土材料的制备及其结构表征

高比表面积改性煤系高岭土具有优异的性能,现已被广泛地应用于多种行业。本文以内蒙煤系高岭土为原料,将其高温煅烧制得偏高岭土后,再经盐酸改性用以制备高比表面煤系高岭土材料;通过X射线衍射(XRD)、差热-热重分析(DTA-TGA)和N2吸附-脱附等手段对改性前后煤系高岭土的晶体结构及比表面积进行了表征,实验考察了煅烧温度、煅烧时间、盐酸用量、盐酸浓度及反应时间对煅烧煤系高岭土比表面积的影响,确定了酸改性煤系高岭土的最佳工艺条件;在最佳工艺条件下制备的盐酸改性煤系高岭土材料的比表面积高达465 m2/g。     

高岭土的表面处理

本文介绍了采用金属偶联剂对高岭土进行包膜改性的试验。对偶联剂作了择优挑选；确定了新的工艺条件及配方；将产品应用于橡胶制品并进行了性能测试。试验表明新工艺操作方便、设备简单，产品质量好、成本低，可取代目前能耗高、价格高的同类产品。     

阳离子表面活性剂与高岭石的相互作用机理

采用十二胺阳离子表面活性剂为捕收剂,考察了高岭石的可浮性随pH值的变化情况.通过对高岭石不同解理面的化学组成分析及其与十二胺作用的量子化学计算分析,建立了高岭石在不同pH值条件下与十二胺的作用模型,解释了阳离子作用下高岭石的浮选行为.碱性矿浆中,高岭石颗粒的端面和层面均带负电,各解理面间产生静电斥力而使矿粒充分分散;阳离子十二胺在高岭石的(001)面优先吸附,使高岭石的各表面亲水性不同,从而在亲水力的作用下使颗粒发生疏水絮凝,减少了矿物的疏水表面,使矿物难以被浮选.在酸性条件下,矿浆中存在大量游离的离子,高岭石的(001)面吸附H 而使其表面性质与{001}面性质相似,十二胺能够较均匀地吸附在高岭石的各个解理面上.此外,高岭石颗粒的端面带正电,层面带负电,二者之间静电引力作用使矿粒发生絮凝,减少了高岭石矿粒的总表面积,增加了捕收剂的吸附密度.2种因素共同作用,使高岭石在pH值较低的矿浆中表现出较好的可浮性.     

高岭石胶体的降氟作用机理

含氟溶液的高岭石吸附实验表明，其吸附能力与溶液的pH值呈现显著的负相关关系。在酸性条件下，高岭石的吸氟量较大，降氟率较高，降氟率较高；随着pH值的增大，其吸氟能力大大降低；而在碱性条件下，高岭石基本不具有吸氟能力。高岭石的吸氟量还受高岭石用量和含氟溶液浓度的影响。高岭石吸附氟主要是由于体系pH值降低，高岭石表面带正电荷而吸附F^-离子；另外，随着NaF浓度的提高，体系ζ电势减小，发生絮凝作用，高岭石携带F^-离子沉淀下来。     

六偏磷酸钠在铝土矿浮选中的作用

通过浮选试验、吸附量测试、动电位测试,研究了六偏磷酸钠对一水硬铝石和高岭石2种矿物浮选行为的影响以及其作用机理.结果表明六偏磷酸钠对这2种矿物均有抑制作用,当捕收剂用量增大时,被六偏磷酸钠抑制的一水硬铝石的可浮性逐渐变好,而高岭石则变化不大．其主要原因在于六偏磷酸钠与捕收剂油酸钠在这2种矿物表面存在竞争吸附,而油酸钠在一水硬铝石表面的吸附能力强于在高岭石表面的吸附,使得在一定捕收剂用量下,六偏磷酸钠抑制高岭石的上浮而不抑制一水硬铝石,这为2种矿物的浮选分离提供了依据;此外,六偏磷酸钠对矿物表面的动电位影响较大,增大了矿物之间的静电排斥力,有利于矿泥的分散,增强了浮选分离的选择性．     

聚氧化乙烯絮凝微细粒高岭石强化赤铁矿反浮选脱硅机理研究

通过矿物浮选试验并结合激光粒度测试、扫描电镜(SEM)、矿物Zeta电位及XPS等检测方法对赤铁矿反浮选过程中聚氧化乙烯絮凝细粒高岭石的行为及机理进行了研究.矿物絮凝浮选试验表明：添加聚氧化乙烯可以提高高岭石的单矿物回收率和人工混合矿分离效率,促进赤铁矿和高岭石反浮选分离.激光粒度测试和扫描电镜检测结果表明：聚氧化乙烯不絮凝赤铁矿,但絮凝高岭石颗粒,使其表观粒径增大.Zeta电位测试和XPS分析表明：聚氧化乙烯在高岭石颗粒表面发生化学吸附,并使其Zeta电位正移.因此,开展聚氧化乙烯对硅酸盐矿物絮凝的研究对赤铁矿和高岭石反浮选分离具有意义.     

高岭石层间尿素-水体系的分子动力学模拟

用分子动力学（MD）方法对尿素-高岭石和尿素-水-高岭石两个体系进行模拟,计算结果表明,在300K时,高岭石平衡层间距随着尿素分子的增多不断增大,增幅逐渐减小;尿素在水溶液中的摩尔分率在0.58左右时高岭石平衡层间距有最大值。尿素在高岭石片层间成双层分布,分别通过O=C键和N—H键与高岭石表面原子形成氢键。水在层间主体相成三层分布,有部分水分子吸附在高岭石表面上。     

Sb(Ⅲ)在高岭土表面的吸附及氧化?

研究了Sb(Ⅲ)在高岭土表面的吸附及氧化.研究结果表明Sb(Ⅲ)在高岭土表面的吸附反应为快速反应.吸附在高岭土表面的Sb(Ⅲ)易被氧化为Sb(V),一部分Sb(V)会从高岭土表面解吸进入溶液中.溶液的pH值对Sb(V)的解吸有显著的影响,且pH越高,Sb(V)越容易从高岭土表面解吸.吸附前后高岭土样品的X-射线光电子能谱(XPS)的分析表明,高岭土表面的≡Al—OH、≡Mg—OH及≡Si—OH基团参与了Sb的吸附.     

微波辐射-ZnCl2活化柚子皮制备活性炭

以废料柚子皮为原料,ZnCl2为活化剂,采用微波辐射法制备了活性炭．采用正交实验研究了活化剂浓度、微波功率和活化时间对活性炭得率和吸附性能的影响．同时采用美国ASAP-2020吸附仪测定了所制备活性炭的Na吸附脱附等温线和孔径分布,采用红外光谱分析了样品的表面官能团,采用扫描电镜观察了样品的表面形貌．结果表明：ZnCl2质量浓度为50％,微波功率为850W,活化时间为8min工艺条件下制得的活性炭碘吸附值为1024mg／g;亚甲基蓝吸附值为160mL／g,产率为34．5％;比表面积为1490mm／g,总孔容为1．574cm^3／g,平均孔径为4．225nm．该活性炭为中孔型,比市售活性炭有更加发达的孔隙结构及更多的表面含氧基团,吸附性能优于市售活性炭．     

1MAS NMR spectra of kao linite/formamide intercalation compound

The high spinning speed 1H magic angle spinning nuclear magnetic resonance (1H MAS NMR) technique was employed to distinguish the two groups of surface hydroxyls of kaolinite and investigate the intercalation mechanism of kaolinite/formamide compound. The proton chemical shifts of the inner hydroxyl and inner surface hydroxyl of kaolinte are in the range of δ-1.3-0.9 and δ 2.4-3.0 respectively. After formamide intercalation three proton peaks were detected. The proton peak of the inner surface hydroxyls of the intercalation compound shifts to high-field with δ 2.3-2.7, which is assigned to the formation of the hydrogen bond between the inner surface hydroxyl and formamide carbonyl group. Whereas, the proton peak of the inner hydroxyl shifts to δ-0.3 toward low-field, that is attributed to van der Waal's effect between the inner hydroxyl proton and the amino group proton of the formamide which may be keyed into the ditrigonal hole of the kaolinite. The third peak, additional proton peak, is in the range of δ5.4-5.6, that is ascribed to the hydrogen bond formation between the amino group proton of formimide and SiO4 tetrahedral oxygen of the kaolinite.