纳米碳酸钙的改性及在硬聚氯乙烯中的应用

用新型磷酸酯表面活性剂(ADDP)改性纳米碳酸钙(CaCO3),研究了CaCO3的吸油率、糊黏度、接触角等性质;研究了在CaCO3填充量不同时硬聚氯乙烯(PVC)的冲击强度、断裂伸长率、拉伸强度.结果表明:CaCO3改性后从亲水性变成亲油性;改性CaCO3填充的PVC塑料机械性能明显提高.     

系列磷酸酯表面活性剂改性纳米碳酸钙及其在聚氯乙烯中的应用

研究了 9种磷酸酯表面活性剂对纳米CaCO3的表面改性 .改性CaCO3表面均由亲水变为亲油 ,从而显著地降低了CaCO3与邻苯二甲酸二辛酯 (DOP)糊的粘度 ,降低了CaCO3的吸油值 .改性后的CaCO3填充于软聚氯乙烯 (PVC)塑料 ,测定了塑料的加工性能和机械性能 .     

新型磷酸酯改性剂改性纳米碳酸钙及其在聚氯乙烯中的应用

研究了温度，溶液pH值，新型磷酸酯改性剂（ADDP）溶液浓度等因素对ADDP改性纳米CaCO3的影响，比较了改性纳米CaCO3和未改性纳米CaCO3的粒径分布，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）中粘度及吸油量，并把改性纳米CaCO3应用于聚氯乙烯（PVC）中，测定了PVC／CaCO3软塑料的力学性能和加工性能。     

钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO3/PVC的结构和性能

研究了钛酸酯偶联剂改性纳米CaCO3在PVC基体中的分散性,添加了改性纳米碳酸钙的PVC复合材料的力学性能。研究表明：改性后纳米CaCO3的表面性质由疏油变为亲油;改性后的纳米CaCO3在PVC基体中均匀分散,并且与PVC基体之间的结合良好。复合材料的力学性能测试表明：冲击强度得到很大的提高,当m(CaCO3)：m(PVC)=20：100时,材料的冲击强度为纯PVC的5倍多,而拉伸强度仅减小39／6。     

表面活性剂对亚微米TiO2粉体的表面改性

为了提高TiO2在聚酯切片中的分散性,对TiO2进行了表面处理,使其实现由亲水到亲油的转变.研究以阴离子表面活性剂对钛白粉改性的方法.主要对不同种类的单一阴离子表面活性剂和两种阴离子表面活性剂的复配体系进行了试验,对其在水相中的粒径、去离子水的接触角、亲水亲油性、以及吸油量进行表征.结果表明,阴离子表面活性剂改性有一定的效果,其中LAS与硬脂酸复配体系的接触角达116°.     

纳米SiO2和CaCO3改性脲醛树脂甲醛含量及性能研究

采用质量分数1%硅烷偶联剂KH一570处理纳米SiO2和纳米CaCO3表面,通过间歇式超声波震荡法将纳米SiO2和纳米CaCO3加入脲醛树脂进行改性;研究了纳米SiO2和CaCO3用量对脲醛树脂游离甲醛、粘度、固化时间、拉伸剪切强度的影响.结果表明:纳米SiO2、CaCO3用量对相同F/U摩尔比脲醛树脂的性能有不同程度的影响.当纳米SiO2用量小于质量分数1.5%时,用量越大,游离甲醛含量越低,粘度越大,拉伸剪切强度越大,对固化时间影响不大,而纳米SiO2用量超过质量分数1.5%时,游离甲醛含量不再下降;随着纳米CaCO3的加入量的增加,游离甲醛含量也越低,粘度越大,拉伸剪切强度变化不大,树脂的固化时间延长,加入量大于质量分数7%时,树脂不能固化.因此纳米CaCO3加入量控制质量分数5%时,树脂性能最佳.     

超高相对分子质量聚乙烯纤维的表面粘结性能研究

在萃取阶段用表面改性剂溶液对超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）冻胶纤维进行表面处理，然后经过多级热拉伸制得改性纤维。对萃取液进行了紫外吸光度分析，并对改性前后纤维的表面化学结构、力学性能和表面粘结性能进行了比较。结果表明；经表面处理的纤维表面引入许多极性基团，纤维粘结强度随拉伸倍数增加而提高，纤维粘结性能得到较大改善；表面处理对纤维的力学性能影响不大。其中EVA的改性效果最为明显，3级拉伸后纤维的粘结强度提高了100％．     

纳米CaCO3-PVC增塑糊流变性能的研究

主要研究了改性纳米CaCO₃填充PVC糊树脂的流变性能。结果表明,改性纳米CaCO₃/PVC增塑糊具有明显的切应力变稀性能和触变性能,与英国ICI公司生产的改性纳米CaCO₃相比,北京化工大学超重力工程研究中心制备的改性纳米CaCO3填充的PVC增塑糊在高剪切速率下粘度相当的情况下低剪切速率时的粘度更高,环面积大一倍左右,具有更好的触变性能。     

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.     

氢氧化镁阻燃剂的改性及其对聚丙烯热分解行为和机械力学性能的影响

采用硬脂酸对氢氧化镁阻燃剂进行表面改性,考察了改性剂用量、改性时间和改性温度等因素对粉体改性效果的影响,并通过测定活化指数、吸油值、透光率等性能测试对改性结果进行表征,确定最佳改性工艺条件.对改性前后的氢氧化镁粉体进行红外光谱测定.将氢氧化镁与聚丙烯混合压板制成氢氧化镁/聚丙烯复合材料,测试复合材料和纯聚丙烯的热失重(TG),通过测试拉伸强度和冲击强度,考察了改性前后氢氧化镁对复合材料的机械力学性能的影响.实验结果表明:最佳改性条件为改性时间为90 min,改性温度为80℃,改性剂用量为4%;通过红外谱图对比可看出改性剂已很好的键合在氢氧化镁粉体表面上;通过纯聚丙烯和复合材料的TG对比,聚丙烯的热分解温度从290℃升高到380℃,比纯聚丙烯升高了90℃;改性氢氧化镁的添加虽降低了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,但复合材料的冲击强度由2. 09 kJ·m~(-2)上升到3. 23 kJ·m~(-2),比纯聚丙烯提高了54. 55%.     

桐酸酸酐水解物对重质碳酸钙表面改性的研究

利用自行合成的桐酸酸酐水解物对重质碳酸钙进行表面改性,并对改性后的粉体进行表征.结果表明:桐酸酸酐水解物用量为碳酸钙1.5%(质量分数),对碳酸钙具有最佳改性效果,活化度可达83.40%,吸油值降为28.29 mL/100 g,黏度降低46.36%,水的接触角为99°.改性碳酸钙填充到PVC材料中,可使复合材料的缺口冲击强度由8.455 kJ/m2增加到10.216 kJ/m2,断裂伸长率由16.12%增加到24.52%.改性碳酸钙对PVC材料起到增韧的作用.     

改性纳米CaCO3对RTV硅密封胶性能的影响

将湿法改性得到的活性纳米CaCO₃应用于RTV硅密封胶中，扫描电镜测试结果表明，改性的碳酸钙能够在RTV硅密封胶中达到很好的分散,活性CaCO₃-RTV硅密封胶体系黏度低，因而有较好的加工性能；经过改性的纳米CaCO₃能够极大地提高RTV硅密封胶的机械性能，其中拉伸强度提高300%，断裂伸长率提高100%,扯断伸长率没有明显变化。     

取心工具用大尺寸疏水吸油海绵的制备与吸油性能研究

海绵取心工具（取心衬筒）中一种关键材料是高吸油海绵，为了满足钻井取心的使用需求，需要制备大尺寸、超疏水的吸油海绵。利用多巴胺（DA）氧化自聚（以NaIO₄为氧化剂）以及聚多巴胺（PDA）与疏水剂（十八胺，ODA）的反应，采用一步和两步浸涂法对小尺寸（30 mm×30 mm×10 mm）和大尺寸（910 mm×400 mm×10 mm）商用三聚氰胺海绵进行疏水改性；利用扫描电子显微镜（SEM）观察改性海绵的表面形貌，并测定其水接触角和吸油性能。结果表明：改性海绵表面形成了PDA粒子，两步法所得改性海绵的表面粒子细密、均匀；增大DA的质量浓度和提高氧化剂含量，海绵表面PDA粒子增多。确定了海绵改性的最优条件：DA质量浓度为4~6 mg/mL，DA与NaIO₄的质量比为1：1，海绵在ODA溶液中的浸泡时间为2~4 h。在小尺寸样品研究结果的基础上，将大尺寸海绵在DA溶液中浸泡1 min，在空气中放置2 h，然后与ODA溶液反应4 h进行改性，所得大尺寸改性海绵的表面水接触角为152.6°，10 s时吸油量达90 g/g，并且多次吸油、析油后仍保持较高的吸油量和解析率，可以满足取心衬筒的使用要求。     

超疏水泡沫吸油材料的制备及性能研究

采用十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)对氧化锌颗粒表面进行处理,得到改性氧化锌颗粒,将改性氧化锌颗粒涂覆在聚氨酯泡沫表面,制备得到泡沫吸油材料.采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对泡沫吸油材料的表面进行表征,利用接触角测试仪(CA)对其表面性能进行分析,并对其吸油性能和重复利用率进行了研究.结果表明:(1)该泡沫的表面水接触角为153°,具有超疏水特性;(2)该泡沫可以吸收多种油,最高吸油倍率为9.55g/g,吸水倍率为0.58g/g,重复利用率高.此种泡沫是一种综合性能优良的吸油材料.     

纳米碳酸钙/聚苯乙烯复合粒子的制备与表征

通过无皂乳液聚合制备了纳米碳酸钙/聚苯乙烯复合粒子,研究了单体用量对单体转化率和包覆率的影响。利用TGA、TEM、SEM、分光光度计等仪器分析了复合粒子的包覆率、结构形态及其在甲苯中的分散性和稳定性。结果表明:在适当的单体用量下,苯乙烯能以较高转化率聚合并包覆于纳米CaCO3表面;改性后的纳米CaCO3复合粒子在甲苯中的分散性和稳定性良好。将复合粒子分散于苯乙烯中原位合成纳米碳酸钙/聚苯乙烯复合材料,该复合材料的冲击性能比纯聚苯乙烯明显提高。     

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。     

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。     

超细CaCO_3合成过程中的形态控制

利用电导率仪及pH计跟踪Ca(OH)_2碳化反应过程。研究结果表明:高浓度Ca(OH)_2悬浮液吸收CO_2形成CaCO_3的过程中,反应前期过程速率受CO_2吸收控制,反应末期受Ca(OH)_2的溶解控制,其中吸收控制为整个过程的关键步骤。利用TEM及X衍射分析研究了超细CaCO_3的成核生长机理,探讨了CaCO_3粒子均相成核形成非晶态CaCO_3,并与Ca(OH)_2结合形成线性中间体,而后转变成方解石晶型CaCO_3粒子的过程。考察了添加剂的作用机理,提出添加剂能促进CaCO_3粒子的成核过程,阻止粒子的凝并生长。实验成功地合成出不同形态的超细CaCO_3粒子。     

恒沸蒸馏超细SiO2凝胶的二甲基二氯硅烷表面改性研究

利用恒沸蒸馏快速置换出SiO2湿凝胶中的物理吸附水,并用二甲基二氯硅烷（DMDCS）进行湿法改性。通过透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）、热重-差热（TG-DTA）、激光粒度分析仪和接触角测定仪等表征方法研究了DMDCS的改性效果。结果表明,将恒沸蒸馏用于SiO2湿凝胶的表面改性,能得到疏水性能极佳的改性SiO2,水在改性SiO2粉体表面的接触角大于130°,改性产品蓬松,吸油值增大2~2.8,孔容增大3.5倍,孔道结构没有发生显著改变。优化了的改性工艺为：改性溶剂为体积比3∶2的丙酮、乙醇混合物,改性时间2h,改性剂用量为SiO2绝干粉质量的12.5%。