纳米碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料的微结构及界面行为

选择微米、亚微米和纳米级碳酸钙增韧聚氯乙烯复合材料,研究了填料粒度对聚氯乙烯（PVC）复合材料微观结构、材料力学性能及界面行为的影响。结果发现少量CaCO3填充PVC复合材料使体系的加工流动性变好,大粒径颗粒填充PVC复合材料的流动性能更好。纳米CaCO3／PVC复合材料断面出现大量的拉丝结构。采用纳米CaCO3填充PVC可使材料产生脆韧转变,显著提高PVC复合材料的韧性;微米CaCO3对PVC基本上没有增韧作用,拉伸强度随着填充量的增加而下降,而且粒径越大拉伸性能下降的趋势也越大。引入了TPT方程的半经验参数B对不同粒径的CaCO3填充PVC复合材料的界面粘接情况进行定量描述,发现碳酸钙颗粒粒径越小,界面作用越大。     

聚氯乙烯／超细碳酸钙的研究进展

本综述了近十年来，国内外碳酸钙填充聚氯乙稀(PVC)的研究进展。介绍了碳酸钙的表面处理，微米和蚋米级碳酸钙改性PVC的物理与力学性能。超细CaCO3对PVC有显的增韧效果，少量纳米CaCO3就可使PVC缺口冲击强度达到最大值，而且增韧效果比微米CaCO3的明显。随着蚋米级CaCO3用量增加，PVC拉伸强度提高。轻质CaCO3填充PVC的拉伸强度和断裂伸长率明显降低。轻质CaCO3仅起着填充或降低成本作用，而纳米CaCO3能有效地增韧增强。     

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     

纳米乳液改性纳米CaCO3/PVC复合材料的结构和性能研究

研究了纳米聚丙烯酸酯微乳液改性纳米CaCO3在聚氯乙烯(PVC)基体中的分散性,以及添加了改性纳米CaCO3的PVC复合材料的力学性能.结果表明,改性后纳米CaCO3的表面性质由疏油性变为亲油性;改性后纳米CaCO3在PVC基体中均匀分散,并且与PVC基体结合良好;添加改性纳米CaCO3的PVC的冲击强度和拉伸强度明显优于添加未改性纳米CaCO3的PVC.     

改性纳米碳酸钙在硬质PVC中的应用性能

在172 d的贮存期内,对经表面活性剂改性的纳米碳酸钙的粒径变化进行了考察,并对其在硬质PVC中的应用性能进行了测试.结果显示,经合适的表面活性剂改性的纳米碳酸钙具有较好的贮存稳定性.经表面活性剂改性的纳米碳酸钙应用于硬质PVC之后,测试其力学性能,结果显示,添加纳米碳酸钙的PVC,其力学性能优于添加普通活性轻钙的.添加量相同时,添加纳米碳酸钙的PVC的拉伸强度比添加普通活性轻钙的高10%~15%;CaCO3质量分数<30%时,断裂伸长率提高一倍以上;冲击强度最大可提高2倍以上.如以同样的力学性能为指标,则纳米碳酸钙在硬质PVC中的添加量可显著地提高.     

纳米CaCO_3-PVC复合材料微观结构和力学性能研究

将纳米CaCO3 进行表面改性 ,制备了纳米CaCO3 PVC复合材料。用透射电子显微镜观察纳米CaCO3 改性前后及纳米CaCO3 PVC复合材料的微观结构。结果表明 ,表面改性后纳米CaCO3 在PVC基体中达到了纳米级的分散 ,对PVC复合材料有显著的增韧作用 ,复合材料的缺口冲击强度达到 41 2kJ/m2 。此外 ,还研究了纳米Ca CO3 PVC的流变性能     

纳米CaCO3粉体在聚合物HDPE中分散性和力学性能的研究

为了改善聚合物HDPE的强韧性，利用扫描电子显微镜、微机控制电子万能试验机和液晶式摆锤冲击试验机等研究了表面处理剂、增容剂对HDPE／CaCO3共混材料力学性能的影响。结果表明，用表面处理剂硬脂酸处理的纳米级CaCO3粉体对HDPE相界面粘接作用有一定的改善，纳米CaCO3粉体在基体HDPE中的均匀分散性得到改善；加入增容剂（HDPE—g—MAN）后使得HDPE／纳米CaCO3共混材料力学性能进一步提高，为HDPE／纳米CaCO3复合材料的设计和生产运用提供重要的理论依据。     

纳米高岭土和白炭黑硫化橡胶复合材料

采用硫化和机械性能测试以及热重分析(TGA)和透射电子显微镜(TEM)等手段,对纳米高岭土(NK)和白炭黑(PS)各自填充的丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等四种复合材料的硫化性能、力学性能、热稳定性能和微观结构进行了表征和时比.结果表明,纳米高岭土有效改善了橡胶前期硫化的操作安全性,加快了硫化速度,提高了生产效率.其橡胶复合材料具有优异的弹性,拉伸性能与白炭黑橡胶基本接近,撕裂强度和定伸强度比白碳黑稍差.纳米高岭石在橡胶基体中分散性良好,片层厚度小于100 nm,呈定向平行排列.纳米高岭石粒子与橡胶大分子之间良好的界面结合,是促进其热稳定性能提高的主要原因.图5,表3,参11.     

氯氧化锑与三氧化二锑的阻燃应用性能

氯氧化锑(SbOCl,Sb4O5Cl2)的阻燃性能优异,为推广其工业应用,研究了氯氧化锑在不同材料中的阻燃性能及相关性能,并与常用的Sb2O3性能进行了比较.在软质PVC,PE,PP和ABS等高聚物中,与含Cl和Br的化合物配合使用,SbOCl和Sb4O5Cl2的协同阻燃性能都优于超细Sb2O3,且SbOCl的阻燃性能最优.添加SbOCl和Sb4O5Cl2时,材料的发烟量比添加超细Sb2O3的少.研究结果表明与添加Sb2O3的PVC薄膜透光率相比,添加SbOCl的PVC薄膜透光率要高1.0～1.2倍,添加Sb4O5Cl2的要高出0.3～0.5倍;SbOCl和Sb4O5Cl2晶体的折光率分别为1.69和1.74,表明阻燃剂的折光率与高聚物的折光率越接近,其对高聚物的透光率的影响就越小;用SbOCl和Sb4O5Cl2代替超细Sb2O3后,70℃绝缘阻燃PVC电缆料制品的各项指标均符合国家标准GB8815-88,表明SbOCl和Sb4O5Cl2可以替代超细Sb2O3作为该PVC电缆料中的阻燃添加剂.     

纳米偏高岭土对水泥砂浆断裂性能影响的试验研究

为了探明纳米偏高岭土对水泥基材料断裂性能的影响规律,采用5种纳米偏高岭土质量分数(1%、3%、5%、10%、15%),制备了纳米偏高岭土水泥砂浆切口试验梁,完成了带切口纳米偏高岭土水泥砂浆试件的三点弯曲试验和不同质量分数纳米偏高岭土水泥砂浆抗折、抗压强度试验.得到了不同质量分数纳米偏高岭土水泥砂浆的荷载-位移曲线及抗折、抗压强度,探讨了纳米偏高岭土对水泥砂浆断裂能、承载力、变形性能及抗折、抗压强度的影响规律.研究结果表明:当纳米偏高岭土质量分数小于5%时,砂浆试件断裂能、承载能力、变形性能、抗折与抗压强度随着纳米偏高岭土质量分数增加而逐渐增加,当质量分数为5%时断裂能为普通水泥砂浆的3.34倍;随着纳米偏高岭土质量分数的进一步增加,纳米偏高岭土水泥砂浆试件断裂能不断降低,当质量分数达到15%时,断裂能降为普通水泥砂浆的1.47倍.因此,掺加适量纳米偏高岭土能够在一定程度上提高水泥砂浆抗裂性能.     

Coating mechanism of nano-TiO<Subscript>2</Subscript> films on the surface of ultra-fine calcined coal kaolin particles

A new type of mineral composite was made by calcined coal kaolin. The interaction mechanism of an inorganic modification reagent TiOSO₄ with the surface of ultra-fine calcined coal kaolin particles (substrate) was studied by X-ray photoelectron spectroscopy. The results show that chemisorption exists in the phase boundary between the modification agent and the substrate surface, while physical adsorption occurs on the modification layers of hydrate titanium dioxide. The interaction force was calculated and analyzed according to DLVO theory between ultra-fine calcined coal kaolin particles and hydrate titanium dioxide nano-particles in the modification system. It is shown that the both electrostatic force and van der Waals force are attractive, and the coacervation between ultra-fine calcined coal kaolin particles and hydrate titanium dioxide nano-particles leads to the coating of hydrate titanium dioxide on the surface of ultra-fine calcined coal kaolin particles.     

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。     

超细煤系煅烧高岭土颗粒的性质及其表面改性

结合颜料的特色分析阐述了超细煤系煅烧高岭土粉体作为钛白代用品基本的原因。结果表明,超细煤系煅烧高岭 高白度,高折光指数,较强遮盖力,低吸油量等物化性能是将其作为钛白代用口基体的国外颗粒表面吸附能力的增强以及表面电位有利于其与表面改性药剂作用。     

高岭土表面偶联改性及其对UPR性能的影响

介绍了用A - 15 1与钛酸酯偶联剂处理高岭土的方法 ,研究了处理剂的用量与偶联高岭土的加入量对UPR(不饱和聚酯树脂 )的拉伸强度和模量、弯曲强度和模量以及冲击强度的影响。试验结果表明 :经A - 15 1与钛酸酯处理的高岭土填充UPR的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度都有不同程度的提高。在A - 15 1处理浓度为 1% ,钛酸酯用量为 0 .8% ,偶联高岭土的填充量为 30 %时 ,UPR的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别由4 4 .38MPa ,　 72 .6 6MPa ,　 9.6 8kJ/m2 提高到 5 6 .34MPa ,　 98.31MPa ,　 13.2 5kJ/m2 与 4 9.96MPa ,　 89.6 5MPa ,　 14 .5 6kJ/m2 ,增强效果明显。     

HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性

通过甲基含氢硅油与乙烯基硅氧烷(A151)的接枝反应,制备大分子硅氧烷偶联剂(HSi-g-A151),并用其对纳米Si3N4粉体进行表面修饰,通过沉降实验、透射电镜分析、粒度测定、热重分析和表面自由能分析等手段对改性前后的粉体进行表征.结果表明:大分子硅烷偶联剂对纳米Si3N4粉体为化学改性,改性后的纳米Si3N4粉体在二甲苯中悬浮稳定,粒径分布在30 nm左右,纳米颗粒表面自由能由79.8 J.m-2下降到39.4 J.m-2.     

改性煤系煅烧高岭土晶化焙烧产品分析测试

运用SEM,TEM,XRD等对改性煤系锻炼高岭土昌化焙烧产品进行了测试,分析了晶化焙烧工艺所带来的改性煤高岭土超细颗粒性能的变化。例如,基体颗粒表面水合二氧化钛由非晶态转化为晶态,膜覆包均匀等,最终产品可以作为钛白粉的替代品。     

纳米SiO2表面接枝及其在原位乳液聚合体系中的分散稳定性

用湿法改性方法将硅烷偶联剂接枝在纳米SiO2表面上,并分析了pH值、反应时间、反应温度及硅烷偶联剂的加入量对接枝效果的影响,继而讨论了接枝后的纳米SiO2在原位乳液聚合过程中的分散稳定性.结果表明,较佳的改性工艺条件为:pH值为3~4,反应温度为80℃,反应时间为120 min,硅烷偶联剂的加入量为纳米SiO2重量的10%左右.接枝了硅烷偶联剂的纳米SiO2,能够使乳化剂聚集在其表面上,形成“胶束”区域,从而提高了在乳液聚合体系中的分散性和稳定性.     

基于RSM的炭黑硅烷偶联剂复合改性沥青路用性能研究

炭黑对于沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性有很好的改性效果,但对于其水稳定性改性效果不明显,而硅烷偶联剂可以用于提升路面的抗水损能力,所以本文提出将炭黑和硅烷偶联剂同时加入沥青混合料中,研究复合改性沥青的路用性能。采用响应曲面法设计试验、进行试验然后分析结果,得到合成炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳改性条件,并通过车辙试验、真空饱水马歇尔试验及小梁低温弯曲试验来研究炭黑/硅烷偶联剂复合沥青混合料的路用性能。借助响应曲面法,得出了制备炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳炭黑、硅烷偶联剂的用量及剪切时间;通过车辙试验、马歇尔实验及低温小梁弯曲试验得出炭黑/硅烷偶联剂复合改性剂可有效地提升沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性;其中硅烷偶联剂主要提高了其水稳定性和高温稳定性,而炭黑主要是提高了沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。