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。     

环氧基硅烷改性磁性纳米粒子的制备与表征

以FeCl3·6H2O、FeSO4·7H2O和NH3· H2O为原料,采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子,用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对其进行表面修饰,制得有机硅改性的Fe3O4磁性颗粒.通过FTIR、TEM、TGA、VSM等分析手段对其结构和性能进行了研究,分析了反应的最佳条件.结果表明,反应最佳条件为:反应温度60℃,反应时间3h,硅烷加入量为0.5 mL,pH值为5-6,反应溶剂乙醇与水的体积比为3∶1.并且KH-560修饰后的磁性颗粒在无水乙醇中表现出了良好的分散性,室温下表现出超顺磁性,比饱和磁化强度为42.2 emu·g-1.     

提高硅橡胶/聚丙烯界面粘接强度的底涂剂性能研究

为提高硅橡胶/聚丙烯材料界面粘接强度,以硅烷偶联剂γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)与八甲基环四硅氧烷(D4)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、钛酸正四丁酯及γ-异氰酸丙基三乙氧基硅烷为原料,采用共混法制备了底涂剂,并将其应用于硅橡胶材料与聚丙烯材料之间的粘接密封,考察了底涂剂对硅橡胶/聚丙烯界面粘接强度的影响.结果表明,聚丙烯表面采用底涂剂处理后,硅橡胶/聚丙烯胶接件的拉伸剪切强度由0.45 MPa提高到1.48 MPa,界面的破坏形式由界面破坏变为内聚破坏,同时胶接件具有良好的耐水性.     

多重固化EA／纳米SiO2杂化涂层的阻燃及热稳定性

以改性纳米SiO2、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH．570）、磷酸酯三丙烯酸酯（TEAP）及TDI-TMP加成物作紫外（uv）配方体系的功能成分,制备了含P、N及Si三重固化丙烯酸酯涂层。通过红外、紫外-可见、热重及阻燃性能测试仪等研究了不同阻燃体系下不同固化方式对环氧丙烯酸酯（EA）涂层阻燃及热稳定性能的影响。结果表明：EA体系双键转化率随纳米SiO2含量及固化重数的增加而提高;可见光透过率随KH-570、TDI-TMP的加入而改善;涂层阻燃及热稳定性随阻燃成分与其含量,及固化重数的增加而提高。     

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.     

PVC/改性埃洛石纳米管纳米复合材料的制备与性能

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)对埃洛石纳米管 (HNTs)进行表面改性,并以改性埃洛石纳米管(m-HNTs)填充硬质聚氯乙烯(PVC)制备 聚氯乙烯/改性埃洛石纳米管(PVC/m-HNTs)纳米复合材料.傅里叶变换红外光谱分析、 热重分析以及X射线光电子能谱分析证明埃洛石纳米管...     

TiO_2表面接枝偶联剂对高密度聚乙烯降温性能的影响

通过化学改性的方法利用硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对TiO_2粉体进行表面改性,并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、力学性能分析、紫外-可见-红外分光光度计(UV-vis-NIR)、温度测试等方法考察改性前后TiO_2对高密度聚乙烯(HDPE)的结晶行为、力学性能、太阳能反射率以及实际降温效果的影响。结果表明:KH570能成功地以共价键的形式接枝到TiO_2表面;KH570有利于增进TiO_2表面和HDPE表面之间的界面作用力;与未改性TiO_2相比,改性TiO_2有利于提高材料的伸长率和屈服强度;TiO_2的加入能大幅度提高样品在可见光和近红外光部分的反射率;改性TiO_2加入HDPE基体后具有最好的降温效果。     

KH550的水解工艺及其对SiO2表面改性的研究

用电导率在线测量法和红外光谱法研究了硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的水解工艺。采用共沸蒸馏和溶剂置换方式置换出湿凝胶中物理吸附水,并用KH550水解液对SiO2湿凝胶进行了改性。通过红外光谱（FT-IR）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）吸油值、粒度分析仪和接触角测定仪等方式对改性效果进行了表征。结果表明,采用KH550对SiO2湿凝胶进行改性后,产品的接触角显著提高,吸油值增大70%以上,孔容为未改性样品的2倍,有机相中的分散性显著提高。同时,对比共沸蒸馏和溶剂置换两种方式,共沸蒸馏得到疏水性更好的超细SiO2,改性后样品的接触角可以达到140°以上。共沸蒸馏过程中,当改性剂KH550用量为超细SiO2绝干粉重的17.5%（质量分数）时,改性效果最好。     

硅烷化溶剂对TiO2/Fe-MCM-41复合光催化剂吸附性能的影响

在不同条件下用KH-550硅烷偶联剂对介孔分子筛Fe—MCM-41表面进行化学修饰后,以Fe—MCM-41分子筛为载体负载TiO2纳米溶胶。实验发现在硅烷化处理时,选择不同极性的溶剂对复合光催化剂的吸附性能有显著影响。利用XRD,固体漫反射UV—Vis吸收光谱,FT—IR,低温N2吸附-脱附等对分子筛进行了表征。结果表明：在不同的溶剂中,Fe—MCM-41分子筛在KH-550化学修饰时硅烷化程度不同。与无水乙醇等极性较强的溶剂所制的样品相比,正己烷为溶剂的TiO2—Fe—MCM-41正己烷样品具有更强的吸附能力,对TiO2纳米粒子具有更好分散能力。     

原位反应合成聚酯/纳米氧化锌复合材料

以己二酸和一缩二乙二醇按摩尔比为1.1缩聚，合成端羧基聚己二酸一缩二乙二醇酯（PDA），再将其与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)反应，得到硅氧烷基化的聚合物（PDA-Si）。将PDA-Si与锌乙醇盐水解和固化交联，形成聚酯/纳米氧化锌复合材料。探讨了温度、含水量等因素对氧化锌形成的影响，并用红外光谱、透射电镜对该复合体系进行了表征。结果表明，该复合材料中形成了氧化锌纳米颗粒，但分散性有待于通过优化有机相体系进一步改进。     

KH-570表面改性超细SiO_2的研究

利用超重力连续化装置制得超细SiO2的湿滤饼,用硅烷偶联剂KH-570对SiO2表面进行改性以提高其在有机相中的浸润能力。通过红外光谱(FT-IR)、表面羟基数、透射电子显微镜(TEM)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油值、激光粒度分析等表征手段对样品进行了测试分析。结果表明:硅烷偶联剂KH-570是有效的改性剂;改性后样品在有机相中的浸润能力明显提高,样品的DBP吸油值由1.9 mL/g增大到3.1 mL/g;确定了最佳偶联改性条件,反应时间为4 h,改性剂KH-570用量为SiO2质量的10%,改性后样品每平方纳米表面积上的羟基数由1.15nm-2减少到0.9 nm-2。     

KH-570对Al2O3粉体的改性研究

用硅烷偶联剂KH-570改性Al2O3粉体。结果表明：通过对Al2O3粉体在水-油体系中的分散状态观察发现，改性后的Al2O3表面由亲水性变为亲油性；通过红外光谱（IR）分析可知，KH-570与Al2O3粉体表面发生了化学键合；经扫描电镜（SEM）观察到改性后的Al2O3粉体不再团聚在一起，得到了有效的分散。     

纳米二氧化硅粉体的表面改性研究

以乙醇作为分散介质用偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行了表面改性,通过透射电镜和光电子能谱对其改性效果进行了表征,研究发现纳米二氧化硅在乙醇中达到纳米级的分散;且偶联剂与纳米二氧化硅表面发生了化学反应.     

银粉活化镀铜、界面结构与性能

将经硅烷偶联剂KH-560改性后的银粉均匀涂覆到预固化的环氧树脂表面,银粉经过处理后可作为活性中心活化化学镀铜,得到致密、导电性高、结合力强的铜镀层。采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线测厚仪、能谱仪（EDS）、电阻测试仪等手段系统研究了KH-560改性后银粉的化学态、化学可镀性、银粉界面层的结构与厚度、镀层与树脂之间的结合力以及镀层的导电性,结果表明：KH-560可以成功改性银粉,银粉表面的硅烷偶联剂膜会影响银催化镀铜的效果,但可以通过水解去除偶联剂膜从而暴露出银粉达到催化化学镀铜的目的。当KH-560用量（占银粉质量分数）为4%时,镀层与树脂之间的结合力最大为2.27 MPa,较未用KH-560改性银粉镀层的结合力提升了25.4%;铜镀层均匀致密,电导率约为3.15×10⁷ S/m。     

有机硅改性阳离子水性聚氨酯合成与性能

以聚醚多元醇(N220)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、γ―环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为主要原料合成了有机硅改性阳离子水性聚氨酯,采用红外光谱对制备的树脂进行了分析,讨论了KH-560、MDEA的加入方式、中和度、去离子水用量、搅拌速度、不同KH-560的量等反应条件对产品性能的影响。结果表明,当制备预聚体时NCO/OH比值约为3∶1、KH-560用量为5%~6.86%、MDEA用量为5%~6%、中和度为100%~120%时,合成的有机硅改性阳离子水性聚氨酯具有持久的稳定性,其涂膜具有良好耐水性和耐酸碱性能。     

毛竹纳米纤维素的烷基化改性

为了提高毛竹纳米纤维素的分散性及与非极性高分子材料的界面结合性,以硅烷偶联剂(KH-570)为改性剂,分别以乙醇和甲苯为溶剂对毛竹纳米纤维素进行烷基化改性处理,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDAX)和X射线光电子能谱(XPS)对改性后的纳米纤维素性能进行检测分析。结果表明:纳米纤维素的羟基与硅烷偶联剂中的硅羟基之间发生了偶联反应,纳米纤维素的晶型未遭破坏,但是相对结晶度有所下降,烷基化改性后纳米纤维素表面的C和O原子数减少,即C原子与羟基中的O原子连接(C—OH)减少,且纳米纤维素表面羟基和硅烷偶联剂中的硅离子之间发生了配位作用。以乙醇为溶剂硅烷偶联剂改性后的纳米纤维素(E-CNF)的烷基化效果优于以甲苯为溶剂硅烷偶联剂改性后的纳米纤维素(T-CNF)。     

含Si环氧丙烯酸酯/纳米SiO_2涂层制备及性能研究

为了制备耐热、阻燃性能优异的新型含Si环氧丙烯酸酯（EA）纳米涂层,以KH-570改性纳米SiO2和有机硅改性EA作紫外光（UV）固化组分,并在配方中加入纳米Mg（OH）2,制备了系列UV固化新型含Si EA纳米涂层。通过红外光谱仪、紫外可见光谱仪、热重分析仪等研究紫外光固化体系涂膜耐热、阻燃及光学性能。结果表明：在有机硅改性EA中添加KH-570改性纳米SiO2,可以提高纳米涂层热稳定性、阻燃性,同时使其保持优良透明性;当改性纳米SiO2含量达5%时,涂膜耐热、阻燃性能均最佳;同时在体系中加入Mg（OH）2,可进一步改善体系的阻燃效果。     

钛酸钾晶须表面处理及对聚烯烃增强

为改善聚烯烃(PO)体系强度,对钛酸钾晶须(K2Ti6O13,PTW)进行表面无机包硅处理。并比较了硅烷偶联剂改性前后晶须对PO增强性能的改变．实验结果表明，包硅处理后经硅烷偶联剂KH-570表面改性的PTW能与PO基体更好地相容，达到较好的增强效果。在添加量10%的情况下，PO体系的冲击强度略有下降,但拉伸强度提高40％．     

改性纳米二氧化硅用于丙烯酸聚氨酯防腐涂料

为改善纳米二氧化硅的分散性,以硅烷偶联剂KH-570,分散剂BYK-163和钛酸酯偶联剂NDZ-201对纳米二氧化硅进行表面改性.通过沉降率、FTIR和SEM等表征评定方法,对产物结构和性能进行了分析.结果表明,KH570能够对二氧化硅进行改性,并且效果优良.最佳改性条件为:改性剂用量为5%,反应时间30min左右,改性后的纳米二氧化硅用于丙烯酸聚氨酯防腐涂料中,涂料各项性能都有较大改善,均达到国家标准.