改性纳米TiO2/LDPE复合膜的制备及其抗菌性能

摘要:本文以钛酸丁酯为原料,用溶剂凝胶法制备纳米TiO2,利用SEM观察粉体表面形貌和结构.分别用硅烷偶联剂(KH550, KH570, A171)对纳米粉体进行表面改性,利用SEM、XRD和FTIR,考察改性粉体的表面结构和性质变化.同时测定经改性后粉体的亲油化度值和在水、甲苯和石油醚中的分散情况;采用甲苯作溶剂,将改性粉体与LDPE树脂混合,经流延得到抗菌聚乙烯复合薄膜.利用SEM和数码相机,观察改性纳米TiO2抗菌剂/LDPE复合薄膜的抗菌性能.结果表明,KH570改性粉体在甲苯中的分散性最好,当抗菌粉体的添加量为3.0%时,制得复合薄膜的抗菌性能最好,抗菌率达到99.99%,即具有最好的抗菌效果.     

改性氧化石墨烯/蒙脱土/甲基乙烯基硅橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用优化的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,得到改性氧化石墨烯(KH550-GO);将其与蒙脱土(MMT)复合成二元填料添加到甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中,得到了KH550-GO/MMT/MVQ复合材料.研究了KH550-GO和MMT的纳米片层复合现象以及KH550-GO/MMT二元填料的添加对复合材料力学性能和阻燃性能的影响.结果表明:在超声后的水溶液中,KH550-GO和完全剥离的MMT可以形成复合纳米片层结构;与纯MVQ相比,添加质量分数为5%的KH550-GO/MMT(质量比为3∶2)后复合材料的拉伸强度提高到1.83MPa,极限氧指数(LOI)从30.8%提高到38.5%,残炭率提高了7个百分点,炭层结构更加致密.     

表面修饰粉煤灰对沥青路用性能的影响

针对粉煤灰-沥青之间的相互作用问题,借助表面修饰技术,采用NaOH碱性溶液和KH550偶联剂对4种不同来源的粉煤灰进行处理;在此基础上,借助动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验对不同表面修饰技术下粉煤灰沥青胶浆的高温、低温性能进行测试,最后借助X射线衍射、氮吸附测试(BET)和红外光谱试验进行表面修饰技术对粉煤灰的改性机理的微观研究。研究结果表明:除个别样品外,大部分NaOH和KH550偶联剂表面修饰的粉煤灰降低了沥青胶浆的弹性,提高了浆体的抗车辙能力;经NaOH表面修饰后,FA-3沥青浆体的低温抗裂性能最差,FA-4沥青胶浆的低温抗裂性能最好;KH550偶联剂表面修饰后,粉煤灰与沥青浆体之间不存在明显的化学反应,但没有证据表明不存在轻微的化学偶联作用;NaOH表面修饰没有产生新的化学相,但超细粉煤灰表面活性点位多,NaOH对其表面修饰较为明显,比表面积和孔容积均明显增多,比KH550偶联剂表面修饰作用更为明显。经表面修饰技术改性后粉煤灰作为沥青混凝土填料,可有效提高沥青混凝土的综合路用性能,为粉煤灰"变废为宝"再利用提供了理论依据。     

KH550改性乌桕梓油脲醛树脂微胶囊的耐水性研究

针对乌桕梓油脲醛树脂微胶囊壁材的耐水性不高的特点,利用KH550硅烷偶联剂对脲醛树脂微胶囊表面进行改性,通过对改性前后微胶囊亲油化度的测定分析,确定了最佳工艺条件:KH550用量2.1%,温度77℃,时间90 min;改性前后微胶囊的性能表征结果表明,KH550已成功改性脲醛树脂微胶囊;KH550改性后微胶囊的热稳定性基本不发生变化,但其分散性能和耐水性能有较大的改善,接触角从96°增大到128°,沉降时间由2 h延长至18 h,从而可减少囊壁——脲醛树脂碳酰胺键(—CO—NH—)因水解产生的游离甲醛,提高其应用的绿色环保性。     

PET表面改性对PVDF/PET膜界面性能及力学性能的影响

用碱液和硅烷偶联剂KH550水解液先后对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布进行表面改性处理,以提高聚偏氟乙烯(PVDF)膜与PET支撑层间的界面性能.研究了改性处理条件对PVDF/PET膜的界面黏合性和力学性能的影响,并探讨了界面黏合增强机制.结果表明:水解液中KH550含量较少(≤3%)时,处理时间延长,PET与PVDF膜间的剥离强度增大;水解液中KH550含量较多(3%)时,处理时间延长,PET与PVDF膜间的剥离强度先增大后减小;PVDF/PET膜的拉伸强度随水解液中KH550用量的增加或处理时间的延长先增大后略减小.研究发现,适当改性处理后,PET纤维的表面粗糙度增大,含氧官能团增多,PET纤维表面的润湿性提高,增强了PVDF膜与PET支撑层间的机械锁合和分子结合力,从而使PVDF/PET膜的界面黏合性显著增强.     

珍珠岩的表面改性及吸附性能研究

以珍珠岩尾砂为原料,3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)为改性剂对其表面进行修饰改性.研究其改性及吸附条件对2,4-二硝基苯肼去除率的影响.结果表明:改性后珍珠岩对2,4-二硝基苯肼的吸附能力是原来的2倍,去除率可达84%以上.     

普通硅酸盐表面的疏水改性及微纳结构表征

通过十八烷基三氯硅烷(OTS)硅烷化自组装方法,实现了普通硅酸盐玻璃的表面疏水改性,改性后的玻璃表面具有疏水性和良好的透光性.该方法首先运用氢氟酸(HF)溶液预处理玻璃表面,进行化学织构化,形成微纳结构,然后利用OTS分子在玻璃表面自组装形成疏水分子膜.实验考察了HF溶液的处理时间、OTS甲苯溶液的浓度及其处理时间、以及其他预处理方法对玻璃表面接触角的影响,得到了一种简便易行的玻璃疏水改性处理方法,能够方便的制备出接触角为107o的透明疏水玻璃.同时,运用原子力显微镜(AFM)测定了光面玻璃和磨砂面玻璃在疏水改性过程中玻璃表面微观结构的变化,提出了该疏水改性方法的作用机理.     

普通硅酸盐玻璃表面的疏水改性及其微纳结构表征

通过十八烷基三氯硅烷(OTS)硅烷化自组装方法,实现了普通硅酸盐玻璃的表面疏水改性,改性后的玻璃表面具有疏水性和良好的透光性.该方法首先运用氢氟酸(HF)溶液预处理玻璃表面,进行化学织构化,形成微纳结构,然后利用OTS分子在玻璃表面自组装形成疏水分子膜.实验考察了HF溶液的处理时间、OTS甲苯溶液的浓度及其处理时间、以及其他预处理方法对玻璃表面接触角的影响,得到了一种简便易行的玻璃疏水改性处理方法,能够方便的制备出接触角为107o的透明疏水玻璃.同时,运用原子力显微镜(AFM)测定了光面玻璃和磨砂面玻璃在疏水改性过程中玻璃表面微观结构的变化,提出了该疏水改性方法的作用机理.     

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。     

KH550改性膨润土对苯酚的吸附性能

为了提高膨润土对苯酚的吸附性能,以硅烷偶联剂KH550为改性剂,采用共沉淀法制备KH550改性膨润土。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附仪和热分析仪(TG)对样品性能进行表征,利用静态批处理方式研究KH550改性膨润土对苯酚的吸附作用。结果表明:改性后的土层片大小均匀,片层有褶皱、堆叠,可增加苯酚在单位体积吸附剂中的吸附位点;KH550接枝到膨润土的表面和层间,可增加层间距;改性膨润土具有微孔和介孔结构,KH550进入膨润土层间,可增大孔容,为苯酚进入膨润土层间提供空间;改性膨润土具有较好的热稳定性,为吸附剂热脱附再生提供有利条件。在苯酚初始质量浓度为200 mg/L、改性膨润土投加量为3 g/L、pH=7、温度为30℃、吸附时间为60 min时,改性膨润土的吸附量达到25.0 mg/g。改性膨润土对苯酚的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,改性膨润土吸附苯酚为放热、熵减过程。     

Interface enhancement of glass fiber/unsaturated polyester resin composites with nano-silica treated using silane coupling agent

Nano-silica treated with different kinds of coupling agent(KH550, A-143, A-151) was used to modify the surface condition of glass fiber, and then, the modified glass fiber/ unsaturated polyester resin(UPR) composites materials were prepared. Scanning electron microscopy(SEM), dynamic mechanical analysis(DMA), and impact test were used to characterize the composite materials' structure and properties. The morphology of composite materials shows that the adhesion between nano-silica and glass fiber is improved when silane coupling agent is added in. The DMA and impact test results show that silane coupling agent(especially KH550 and A-151) could effectively improve the composite's mechanical properties. When the dose of KH550 was 0.1%(m ︰m), the storage modulus and impact strength reached the maximum.     

硅烷偶联剂溶液对废旧电路板非金属粉末改性沥青性能的影响试验分析

针对废旧电路板非金属粉末改性沥青在实际道路工程应用中存在的特点和不足,采用不同质量分数的硅烷偶联剂溶液(KH550)对非金属粉末(NMP)进行预处理,再用处理过的粉末作为改性剂改性沥青。通过对NMP改性沥青的高温性能、低温性能、感温性能和相容性能开展试验研究,最终得到KH550表面处理NMP的合理质量分数为2%。采用傅里叶红外光谱仪,研究了处理前后NMP的表面特性以及NMP改性沥青的微观改性机理。结果表明:采用硅烷偶联剂处理过的非金属粉末可显著提高NMP改性沥青的高温性能和存储稳定性,降低温度敏感性,但对其低温性能无明显改善。     

可粘性聚四氟乙烯板材的制备工艺和粘合性能

研究了可粘性聚四氟乙烯(PTFE)板材的制备工艺及其粘合性能.确定了加工工艺参数,讨论了添加剂LW和经表面处理的LW对树脂粘合性能的影响.实验结果显示:通过在PTFE中混合LW,可以有效改善PTFE板材的粘合性能;当采用硅烷偶联剂KH550、十六烷基溴化胺对LW表面进行处理,粘合性能可以进一步提高,并且硅烷偶联剂KH550处理LW的效果更好.     

Modification and investigation of silica particles as a foam stabilizer

As a solid foam stabilizer, spherical silica particles with diameters ranging from 150 to 190 nm were prepared via an improved Stöber method and were subsequently modified using three different silane coupling agents to attain the optimum surface hydrophobicity of the particles. Fourier transform infrared (FTIR) spectra and the measured contact angles were used to characterize the surface properties of the prepared particles. The foam stability was investigated by the foam drainage half-life and the expansion viscoelastic modulus of the liquid film. The results demonstrate that all of the modified silica nanoparticles effectively improve the foam stability. The surface hydrophobicity of the modified particles is found to be a key factor influencing the foam stability. The optimum contact angle of the particles lies in the approximate range from 50° to 55°. The modifier molecular structure used can also influence the stabilizing foam property of the solid particles. The foam system stabilized by (CH₃)₂SiCl₂-modified silica particles exhibits the highest stability; its drainage half-life at maximum increases by 27% compared to that of the blank foam system and is substantially greater than those of the foam systems stabilized by KH570- and KH550-modified particles.     

不同改性尼龙短纤维增强天然橡胶复合材料的性能研究

用偶联剂KH550、KH560、KH570、NXT和H₃PO₄刻蚀对尼龙短纤维进行表面改性,将改性后的尼龙短纤维与天然橡胶制成母炼胶,然后用母炼胶制备尼龙短纤维-天然橡胶复合材料。通过力学性能测试以及RPA检测等手段,分析不同偶联剂和H₃PO₄刻蚀改性尼龙短纤维对复合材料综合性能的影响,发现用偶联剂KH570处理尼龙短纤维是改善复合材料综合性能较好的方法。在偶联剂KH570处理的尼龙短纤维基础之上添加不同相溶剂制备复合材料,通过力学性能测试分析不同相溶剂对综合性能的影响。并用扫描电镜(SEM)对复合材料断口形貌进行观察和分析,发现添加进口相溶剂能有效提高偶联剂KH570处理的尼龙短纤维在天然橡胶中的分散性,同时也能减少复合材料表面的孔洞即提高了尼龙短纤维与天然橡胶之间的界面粘结力。     

AZ91D镁合金表面双层硅烷膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和双-1,2-[γ-三乙氧基硅丙基]-四硫化物（BTESPT）两种硅烷在AZ91D镁合金表面制备双层硅烷膜,通过正交试验选出了最佳制备工艺,即在KH-550硅烷中浸泡90 s,在BTESPT硅烷中浸泡5 min,再于80℃下固化90 min,得到550+BTESPT双层硅烷膜试样。通过接触角测试仪和动电位极化技术对试样进行润湿性和耐蚀性测试,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）对硅烷膜进行微观形貌和成分表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对膜层元素的存在形式进行分析,结果表明：550+BTESPT双层硅烷膜表面接触角107.3°,表现为疏水性;在3.5%的NaCl溶液中,腐蚀电流密度为0.169 μA/cm²;硅烷膜表面形貌致密,主要有Mg、O、Si、S 4种元素组成;膜层中元素主要以Si-O-Si,Si-O-Mg,Si-O-X 3种形式存在。     

微米级滑石粉补强丁腈橡胶的性能研究

为使滑石粉补强丁腈橡胶（NBR）,研究了滑石粉的粒径、用量和表面经偶联剂处理时对NBR 硫化胶的力学性能影响。结果表明：滑石粉在粒径很小、用量适中时才显示较好的补强效果,2 500 目、60 份时橡胶的拉伸强度为13.5 MPa、撕裂强度41.4 kN/m;用质量分数为1% 的KH550 处理滑石粉,橡胶的综合性能获得进一步提高,其拉伸强度可达14.1 MPa、撕裂强度48.1 kN/m,SEM 分析指出这与偶联剂改善了滑石粉在NBR 中的分散性及相容性有关。     

泡沫铝合金孔隙率对泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的影响

使用硅烷偶联剂KH570对孔隙率不同的泡沫铝合金进行表面改性后,通过注塑成型法制备了聚甲醛/泡沫铝合金互穿复合材料。研究了改性后泡沫铝合金表面的红外结构、泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的力学性能和摩擦学性能以及泡沫铝合金/聚甲醛互穿复合材料的磨损表面。研究结果表明,硅烷偶联剂KH570成功接枝到了泡沫铝合金的表面;复合材料的弯曲强度和压缩强度随着泡沫铝合金孔隙率的降低而升高;而复合材料的摩擦学性能随着泡沫铝合金孔隙率的增加而降低。     

硫酸钙晶须的制备及其改性聚丙烯性能的研究

在不同反应条件下制备了不同长径比的硫酸钙晶须(CSW),利用硅烷偶联剂KH550(相对于CSW质量的2%)在110 ℃下对CSW进行干法改性.以硫酸钙晶须作为增强改性剂制备了PP/CSW复合材料.力学性能与差示扫描量热分析(DSC)结果表明:不同长径比的CSW对PP的力学性能和结晶性能均有提高;采用平均长径比为29的CSW添加剂,当添加的质量分数为20%时,复合材料的拉伸强度、弯曲模量分别比纯PP的提高了11%、104%;结晶温度比纯PP的提高了12 ℃;几种CSW对复合材料的热稳定性和耐热性都有改善,且随着CSW质量分数的增加,材料的热稳定性和耐热性提高越显著.