表面改性对三种天然纤维增强聚丙烯复合材料拉伸性能的对比研究

采用氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、丙基三甲氧基硅烷(KH-570)以及马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)分别对纤维素、木屑和秸秆进行了表面改性处理,并分别制备了三种植物纤维增强聚丙烯复合材料,考察了复合材料的拉伸性能与改性方法、纤维类型及纤维含量的关系。结果表明,复合材料的拉伸强度随着纤维含量提高而降低;MAPP处理较硅烷偶联剂处理的纤维-基体界面粘接性能改善较大,其拉伸强度最大提高了50%,而断裂延伸率和断裂韧性也由于界面结合力提高而明显降低。     

γ—UPTES偶联剂的合成及其在GFRP中的应用

合成了新型长链硅烷-γ-+-烯酰氧丙基三乙氧基硅烷(γ-UPTES)偶联剂,确定了合成反应的条件,用红外光谱验证了其结构。研究了γ-UPTES在玻璃纤维增强材料(GFRP)界面上的偶联功能,表明经其处理的玻璃布制得的GFRP抗拉强度提高15％,抗冲击强度可提高近20％。     

表面处理对胶粘剂/金属界面疲劳性能的影响

对碳钢表面分别进行硅烷和磷化处理,然后用环氧树脂胶粘剂粘接. 研究了不同表面处理的胶接接头力学性能,分析了金属表面处理方法对胶粘剂/金属界面疲劳性能的影响. 在胶接接头施加疲劳载荷,测量了胶接接头疲劳前后的强度-位移曲线. 对比疲劳前后界面剪切强度的变化,采用断裂力学理论分析了界面裂纹扩展过程. 结果表明:表面经硅烷处理后,界面粘接强度最大,耐疲劳性能最好. 胶接接头的失效通常在界面发生,能量可以通过裂尖扩展释放,也可以通过粘接层的塑性变形释放.     

交联密度法研究硅烷偶联剂对室温硫化硅橡胶性能的影响

采用交联密度法探讨了硅烷偶联剂对SiO₂增强端羟基苯基硅橡胶的作用机理及高低温性能的影响。对室温硫化硅橡胶的力学性能、交联密度、热性能等进行了测试,测试结果表明：当γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）用量为6份时,室温硫化硅橡胶的化学交联密度比例最大,力学性能最优,SiO₂与硅橡胶的界面性能最好;硅橡胶交联体系中物理交联比例的减小导致玻璃化转变温度降低,硅橡胶的耐低温性能改善;化学交联密度比例增加,硅橡胶的耐热性提高。     

γ-异氰酸酯-丙基三乙氧基硅烷交联改性水性聚氨酯的研究

以共聚方式与掺混方式加入γ-异氰酸酯-丙基三乙氧基硅烷与脂肪族异氰酸酯、聚酯二元醇等,对水性聚氨酯进行交联改性.用IR、DSC、TGA及其它物理方法分析研究了γ-异氰酸酯-丙基三乙氧基硅烷对水性聚氨酯性能的影响.实验结果表明：加入3.0 g/100 g γ-异氰酸酯-丙基三乙氧基硅烷(100 g指起始物原料)时,无论以共混还是共聚方式加入,均能提高水性聚氨酯的防水性、耐热性、硬度及抗冲击性能,而以共聚方式加入时其性能更优.     

聚γ-甲硒基丙基硅氧烷铂配合物的合成与催化硅氢化性能

γ-氯丙基三乙氧基硅烷依次与气相法二氧化硅、甲硒基钠、氯亚铂酸钾作用,合成了聚γ-甲硒基丙基硅氧烷铂配合物,研究了该配合物对烯烃与三乙氧基硅烷硅氢加成反应的催化特性．     

碳纤维表面处理对室温硫化硅橡胶复合材料性能的影响

以分别经α-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、浓硝酸、浓硝酸-KH550处理的短切碳纤维作为功能组分,制备室温硫化硅橡胶复合材料,研究了碳纤维处理方法对复合材料的力学性能、热性能和烧蚀性能的影响。结果表明,添加经浓硝酸-KH550连续处理碳纤维时,复合材料的性能最好;性能最佳复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别为4.0 MPa和20.3 kN/m,起始分解温度提高到509.3 ℃,而线烧蚀率和质量烧蚀率分别降低至0.148 mm/s和0.062 g/s。     

改性多壁碳纳米管/溶聚丁苯硫化胶研究

为提高多壁碳纳米管(MWNTs)在橡胶中的分散性能,增强MWNTs与橡胶的界面作用,采用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对MWNTs进行改性,通过机械混炼法制备了多壁碳纳米管/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料。利用傅里叶红外光谱、X-衍射、拉曼光谱、热重分析等对改性前后的MWNTs进行了表征。研究了改性MWNTs用量对SSBR硫化胶机械性能、动态力学性能及导热性能的影响。结果表明,随着改性MWNTs用量在一定范围内的增加,胶料的正硫化时间和焦烧时间缩短、硫化速率提高,丁苯橡胶硫化胶的拉伸强度增加、储存模量增加、导热性能提高。当改性MWNTs的质量分数为15%时,其拉伸强度和100%定伸模量分别提高了346%和97%。     

引发剂对硅烷化杨木单板/聚乙烯薄膜 复合材料性能的影响

为分析引发剂对硅烷偶联剂的协同效应,以高密度聚乙烯(HDPE)薄膜为胶黏剂,乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)和引发剂过氧化二异丙苯(DCP)为杨木单板的改性剂,制备硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料。分别采用力学试验机、动态力学分析仪(DMA)和冷场发射扫描电子显微镜分析引发剂DCP用量(0、0.05%、0.10%、0.15%)对复合材料物理力学性能的影响。结果表明:在引发剂DCP的诱导下,硅烷化杨木单板与HDPE薄膜发生了化学交联反应,形成了优良的胶接结构,硅烷化杨木单板/HDPE薄膜复合材料的力学性能、耐水性能和耐高温破坏性能都显著增强。当引发剂DCP添加量达到0.15%时,复合材料的胶合强度、木破率、静曲强度和弹性模量值分别由1.02 MPa、2%、60.10 MPa、5 102 MPa增加至2.07 MPa、95%、77.20 MPa、6 822 MPa; 吸水率和吸水厚度膨胀率分别由77.80%和5.79%降低至53.75%和4.09%。DMA结果显示,复合材料的耐高温破坏能力随DCP添加量的增加而改善,当DCP用量由0增至0.15%时,复合材料在130 ℃时的储能模量保留率由44.19%提高到88.34%,胶接界面层失效的温度点从147 ℃提高至197 ℃。     

一种紫外光固化有机硅树脂人工晶状体材料的制备

为克服现有人工晶状体材料的缺点,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等共水解-缩合反应,制备了一种可紫外光固化的有机硅树脂.该硅树脂在10wt%紫外光引发剂1173引发下,可在30s内完全固化,所得材料具有较好的热稳定性,在可见光范围(400~800nm波长)内透光率高达98%以上,硬度12~95A内可调,可望用作人工晶状体材料.     

St/TMA/KH570嵌段共聚物的ATRP合成及其在复合材料中的应用

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了一系列新的三嵌段共聚物大分子偶联剂聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸十四酯-b-聚3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(PSTK),通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)证实了其结构,并研究了其对玻璃纤维/聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明:采用大分子偶联剂处理玻璃纤维可使玻纤毡/聚丙烯复合材料冲击强度和弯曲模量都得到很大程度的提高。     

表面改性剂对植物纤维/聚丙烯复合材料力学性能的影响

采用不同的表面改性剂(苯甲酸、硬脂酸、有机硅烷)对植物纤维/聚丙烯复合体系进行了处理,研究了表面改性剂对体系力学性能的影响规律,探讨了复合材料界面粘接机理,分析了力学性能的变化规律。研究结果表明,苯甲酸的加入可以使复合材料的拉伸强度有较大提高,但冲击强度下降;经硬脂酸处理的复合材料,其冲击强度有明显提高;经有机硅烷处理的复合材料,拉伸强度及冲击强度均有所提高。     

γ-氨丙基倍半硅氧烷的水解聚合机理研究及产物结构表征

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(H₂N·CH₂·CH₂·CH₂·Si(OC₂H₅)₃)为原料，通过控制其水解缩聚的条件制备聚γ-氨丙基倍半硅氧烷。本文详细论述了聚γ-氨丙基倍半硅氧烷的水解缩合过程，推断其水解缩合的机理，并利用FTIR，XRD，NMR等手段对聚合产物进行了结构表征，确定了合成产物的结构，证明产物中存在聚倍半硅氧烷结构。     

烷氧基硅烷修饰对电化学预处理铝合金表面性能的影响

采用含有不同基团的烷氧基硅烷对电化学刻蚀后的铝合金基底进行修饰,得到具有多种性能的铝合金/聚硅氧烷复合层.将铝合金基底通过电化学方法刻蚀后,分别放入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷中浸涂一段时间,得到了具有超亲水、疏水和超疏水三种特性的复合层,其水接触角(WCA)分别为0°、147.8°±0.9°和157.8°±1.3°.结果表明,使用含有亲水基团的硅烷修饰后,铝合金表面表现为超亲水性;而用具有疏水基团的硅烷修饰后,铝合金表面表现出疏水性或超疏水性.通过胶带测试表征了涂层的粘附性,发现随着胶带剥离次数增加:经γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷修饰的铝合金/聚硅氧烷复合层,超亲水性减弱,直至第10次之后WCA稳定在大约110°;经二甲基二乙氧基硅烷修饰的铝合金/聚硅氧烷复合层,WCA减小至134°;经甲基三甲氧基硅烷修饰的铝合金/聚硅氧烷复合层,在6次胶带剥离后,超疏水性能开始降低,25次胶带剥离后WCA稳定在大约140°.     

CdS量子点自组装膜对DNA的界面传感

以巯基乙酸为稳定剂,在水相中直接合成表面带负电荷,具有良好的分散性CdS量子点.利用CdS量子点、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和壳聚糖之间的静电吸引相互作用,在石英表面通过层层组装,构筑多层CdS量子点纳米薄膜.采用荧光光谱、荧光显微镜对Quartz/APES/CdS量子点自组装膜进行表征,并将该膜用于对DNA的界面荧光传...     

γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的合成

以甲基二氯硅烷（DCMS）和乙醇为原料,醇解制得中间体甲基二乙氧基硅烷,然后在Pt—C12H24Si4O4配合物催化剂（简称催化剂）的作用下,和烯丙基缩水甘油醚（AGE）进行硅氢加成反应制得γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷．考察了反应温度、滴加速度、以及溶剂对中间体甲基二乙氧基硅烷收率的影响;采用气相色谱-质谱（GC—MS）法对γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的结构进行了表征,并考察了原料配比、反应温度、催化剂用量等条件对其收率的影响,得出了一个最佳反应条件．     

白炭黑的表面改性和性能研究

为提高白炭黑对有机高分子的亲和性,利用偶联剂同时拥有亲油基和亲水基的结构特性,对白炭黑颗粒表面进行改性.考察了改性时间、温度、pH和偶联剂与白炭黑的质量比对白炭黑表面改性情况的影响.通过红外光谱、热失重、氮气吸脱附、接触角、活化度及沉降体积测试等手段对改性前后白炭黑结构及改性效果进行表征.结果表明,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)的改性效果明显优于γ-巯丙基乙氧基双(丙烷基-六乙氧基-硅氧烷)(Si747)和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69).以无水乙醇为改性剂,当KH570与白炭黑的质量比为14%、改性温度为50℃、pH为7、改性反应6 h时,活化度达到最大.改性后偶联剂接枝在白炭黑表面,亲水性降低、分散性提高,表面浸润性得到明显改善,拓宽了白炭黑在工业中的应用范围.     

原位溶胶-凝胶法制备磺化聚苯醚/溴化聚苯醚共混杂化离子膜

文章利用有机高分子聚合物溴化聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(BPPO)、γ-胺丙基三乙氧基硅烷(A1100)以及二甲胺水溶液反应,再与聚合物磺化聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(SPPO)共混,通过原位溶胶-凝胶法制备酸碱对杂化膜。该膜具有较好的热稳定性和化学稳定性、较高的离子交换容量以及质子电导率。合适质量分数的A1100所制备膜的离子交换容量值为1.47mmol/g、水质量分数为22%、拉伸强度为47.0 MPa,断裂伸长率为37%,质子传导率为0.027S/cm。与一般的杂化膜相比,该离子膜引入了酸碱对的作用,因此对膜的稳定性及质子传导率方面有显著的影响。     

碳纤维用环氧树脂上胶剂的改性研究

在环氧树脂乳液中分别加入了3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二环己基甲烷（DMDC）和7k型水溶性胺类固化剂，以提高碳纤维上胶剂的集束性。研究了固化剂用量、种类对上胶剂稳定性、集束性及复合材料界面粘接性能的影响。采用离心沉降法评价了上胶剂的稳定性，通过傅立叶红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）分析了上胶剂的化学结构和复合材料的破坏断口。结果显示，7k型水溶性固化剂可以提高环氧树脂乳液的稳定性，明显改善碳纤维的集束性，同时提高碳纤维与环氧648基体树脂间的界面粘接性能，使复合材料的层间剪切强度（ILSS）从77MPa提高到86.5MPa。     

KH-550对硬质聚氨酯发泡材料耐水性能的影响

为提高聚氨酯发泡材料的耐水性能,在原料中添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。采用TG、SEM、FTIR分析等研究KH-550添加量对聚氨酯发泡材料耐水性能的影响。结果表明,加入KH-550的硬质聚氨酯泡沫的吸水率明显降低;KH-550可降低聚氨酯发泡材料泡核成形时的表面张力并促进发泡,当其添加量为5%时,泡孔形貌较好,材料表面疏水能力强;KH-550在泡沫内部参与化学反应,从键合角度提高了基体的抗水能力。