纳米SiO2改性UHMWPE性能的研究

文中研究了纳米SiO₂填充改性超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)塑料的耐热性能。结果表明：在UHMWPE中添加少量经偶联剂表面处理的纳米SiO₂对材料的耐热性能有较显著影响。用DSC法研究了UHMWPE/纳米SiO₂复合材料在不同纳米粒子含量时的熔融结晶行为。纳米SiO₂的加入，起到了结晶成核剂作用。通过偏光显微镜观察了复合材料结晶结构，同时和纯UHMWPE进行了比较。发现较低含量纳米SiO₂在UHMWPE中有成核作用，使UHMWPE以异相成核方式结晶，UHMWPE的结晶度提高，球晶颗粒变小。     

热喷涂聚酰胺12/纳米SiO2复合涂层的非等温结晶动力学

采用火焰喷涂法制备了聚酰胺12（PA12）及PA12/纳米SiO₂复合涂层,利用差示扫描量热法（DSC）对PA12及其复合涂层的非等温结晶性能进行了分析,对所得的数据分别用Jeziorny法和Mo法进行处理。结果表明：用Jeziorny法和Mo法处理PA12及其复合涂层的非等温结晶过程比较理想;用Jeziorny法求出的Z_c（结晶速率常数）和n（Avrami指数）均随冷却速率的增加而增加;而纳米SiO₂的加入使复合涂层的Z_c和n均大于纯PA12涂层,且使结晶半衰期缩短、结晶速率及结晶度增大。表明纳米SiO₂具有明显的成核剂作用。     

Sol-Gel法制备PI/SiO2纳米复合薄膜及结构与性能

采用溶胶凝胶法（Sol-Gel）制备了二氧化硅不同质量分数的聚酰亚胺/二氧化硅（PI/SiO₂）纳米复合薄膜。并用TEM、力学性能、吸水性能及介电性能测试等方法研究了薄膜的结构与性能。结果表明，SiO₂微粒均匀分散在PI基体中，粒径随着SiO₂含量的增加而增大；当SiO₂质量分数在20%以内时对PI基体有增强作用，且在10%左右拉伸强度达到最大，而吸水率逐渐减小，介电常数则变化不大。     

甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷改性SiO2的制备

采用原位一步法制备了表面甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷(MPS)改性的单分散纳米二氧化硅（SiO₂）粒子。该过程将纳米SiO₂的缩合形成过程与功能化改性同步进行，并用红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）、热失重分析（TGA）等测试方法研究了粒子的表面化学结构、形态和分散性以及粒子中MPS的含量。结果表明，原位一步法制备的MPS改性纳米SiO₂粒子粒径约75nm，基本上呈单分散状态，且含有大量的MPS功能性基团，其表面密度为3.45μmol/m²。     

TiO2颗粒表面包覆SiO2纳米膜及其表征

TiO₂作为一种重要的催化剂,在石油化工方面有重要的应用,特别是煤基合成油和超深度脱硫中的优越性受到注目。同时TiO₂还是重要的白色颜料,为了提高TiO₂的应用性能,对TiO₂颗粒进行了SiO₂纳米膜的表面包覆改性。采用精确控制pH值的连续法在TiO₂颗粒表面包覆了SiO₂的纳米层,并进行了TEM、HRTEM、EDS、XPS、ICP和光学性质表征。证明了SiO₂在TiO₂颗粒表面形成了一层连续的纳米膜,厚度大约为3.5～4.0nm,SiO₂凝胶纳米膜比较致密,没有未包膜上的絮状物,而且TiO₂是单颗粒分散,没有发生多个颗粒被包膜在一起的现象。XPS证明SiO₂凝胶在包膜后的TiO₂颗粒的表面为物理包覆。用SiO₂包膜后,样品的光学性质有了明显的提高,同时改变了样品在不同介质中的分散性质,在水性介质中分散性能提高到93.0％。这种表面处理后的TiO₂可以作为一种催化剂用于煤基合成油和超深度脱硫中。     

PVDF基复合材料的制备及热学性质研究

采用溶液法制备了以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,多壁碳纳米管(MWNTs)和纳米二氧化锆(Zr O2)为填料的纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的表面形貌、热学行为和结晶度分别进行了观察和研究。结果表明,多壁碳纳米管和纳米二氧化锆对材料的热力学行为都有影响。填料含量较少时能起到诱导结晶作用,随着纳米填料粒子含量的增加异相形核作用有所下降。当两种填料同时加入时,其诱导结晶作用增强。     

LiNbO3(SiO2)/ZL102基高阻尼复合材料的制备及压电阻尼特性

采用溶胶/凝胶法在高居里点的LiNbO3压电颗粒表面覆盖SiO2薄膜，以压力浸渗工艺制备LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料，并通过动态机械热分析仪研究了其在30~350 °C下的阻尼性能.结果表明，当30 °C时，LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料的内耗是铝基体的3倍，LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料的2倍；在所选用的测试温度范围内，铝基体、LiNbO₃/ZL102和LiNbO₃(SiO₂)/ZL102基复合材料内耗随温度的升高而增加并最终趋于相近.这是由于极化处理的高居里点LiNbO₃压电颗粒具有压电阻尼特性，而且SiO₂薄膜改变了LiNbO₃颗粒外部的电阻率，从而提高了其压电阻尼特性.     

纳米复合铁-硅氧化物的制备、性能及其应用

用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe₂O₃及γ-Fe₂O₃/SiO₂复合氧化物，以透视电镜(TEM)、热重 差热分析(TG-DTA)、Brunauer Emmett Teller (BET)分析和X射线衍射分析(XRD)对纳米粒子进行表征，以CH₄为模型反应，在固定床流动反应器中对复合氧化物进行催化活性评价，并制作了气敏元件。考察了γ-Fe₂O₃及γ-Fe₂O₃/SiO₂敏感元件对CO和其他还原性气体的灵敏度及焙烧温度对敏感度的影响，得到对CO检测的合适焙烧温度分别为500℃和600℃和最佳操作温度310℃。结果表明，γ-Fe₂O₃/SiO₂纳米复合氧化物中SiO₂对γ-Fe₂O₃的相变温度、加强热稳定性及提高气体灵敏度起到较大的作用。     

水解反应法合成核壳结构聚丁二烯/二氧化硅杂化材料

利用先末端氯硅烷化线形活性阴离子聚丁二烯,然后水解的方法合成了聚丁二烯/二氧化硅(PB/SiO₂)杂化材料,采用红外光谱、GPC和TG分析了PB/SiO₂杂化材料的结构及性能,并用激光粒度仪、TEM、HRTEM分析了PB/SiO₂杂化材料的微相结构,最后对合成PB/SiO₂ 杂化材料的影响因素进行了研究。结果表明：合成的PB/SiO₂杂化材料是具有核壳结构纳米尺寸的颗粒,颗粒尺寸在100nm左右;延长反应时间、减小聚丁二烯分子量及减小SiCl₄ 加入量可使产物中PB/SiO₂杂化材料的摩尔分数增加;H₂O与—Cl 的物质的量之比为2时,产物中PB/SiO₂杂化材料的摩尔分数最大。     

纳米SiO2提高不同龄期混凝土力学性能试验

 以实际工程项目为背景,用纳米SiO₂等量替换水泥制作混凝土试块,分别进行龄期为7、28、56d的立方体抗压强度试验、弹性变形试验、耐久性试验。采用线性回归的分析方法,对混凝土抗压强度试验数据进行分析,研究纳米SiO₂的掺入量与提高混凝土强度之间的数值关系,建立了以纳米SiO₂掺量为自变量,混凝土龄期分别是7、28、56d的抗压强度计算表达式。对弹性变形试验数据进行统计分析,研究不同纳米SiO₂的掺入量对混凝土各龄期弹性模量的改善和提高、纳米SiO₂对混凝土微观结构的改变、对抗渗标号和抗氯离子渗透能力的提高的影响,得出纳米SiO₂的最佳掺入量,指导纳米SiO₂混凝土的生产。     

界面层结构对硅灰石填充聚丙烯结晶行为和形态的影响

采用ＤＳＣ和偏光显微镜技术对以硅烷类ＫＨ－５５０，ＫＨ－５７０和钛酸酯类ＮＤＺ－２０１等偶联剂处理的硅灰石填充聚丙烯的结晶行为和形态进行了研究，结果表明，由于偶联剂结构各异，将形成不同的填料与树脂间的界面层结构，产生不同的界面效应，从而影响其结晶成核与生长过程．ＫＨ－５５０提高了硅灰石异相成核的能力，使结晶温度升高，结晶速率加快，晶粒变小，分布变窄；ＮＤＺ－２０１则相反，而ＫＨ－５７０影响不大．     

TiO_2和Cr_2O_3作晶核剂对尾矿微晶玻璃析晶的影响

通过差热分析、X射线衍射分析、偏光显微镜和扫描电镜观察等测试方法,研究了TiO2和Cr2O3作晶核剂对尾矿微晶玻璃晶化行为的影响·研究表明:晶核剂和热处理是形成微晶玻璃的条件·复合晶核剂能有效地促进CaOMgOAl2O3SiO2系统玻璃在较低温度下即开始晶化,且形成以透辉石为主晶相的微晶玻璃·Cr2O3和TiO2含量增加,析晶强度增大,晶体含量增加·但Cr2O3和TiO2不宜增加过多·     

HDPE树脂的无机刚性粒子增韧

采用重质 Ca CO3 、高岭土、硅灰石及绢英粉等无机刚性粒子对 HDPE树脂进行增韧 ,考察了无机刚性粒子的表面处理方法、偶联剂种类、无机刚性粒子种类以及基体树脂的韧性等对增韧效果的影响。结果表明 :Ca CO3 和绢英粉对 HDPE树脂有较好的增韧效果 ,增韧试样的缺口冲击强度可分别达到基体树脂的 12倍和 9倍以上 ,而高岭土和硅灰石则无明显的增韧作用 ;无机刚性粒子的增韧行为主要为偶联剂的种类所左右 ;在使用同种偶联剂时 ,无机刚性粒子的混入方法、基体树脂的韧性等因素均不会改变其对HDPE的增韧效果和倾向 ;发现基体树脂的相对分子质量较低时 ,其复合体系缺口冲击强度的提高倍率较大     

钙硅氧化物的质量比对10%Al2 O3高炉渣--尾矿--粉煤灰微晶玻璃性能的影响

利用高炉渣、尾矿和粉煤灰各自成分特点,在未添加任何晶核剂和其他化学试剂条件下,使用烧结法制得了不同CaO/SiO2质量比的10%Al2 O3(质量分数)矿渣微晶玻璃.通过差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析手段,分析了CaO/SiO2质量比和析晶温度对高炉渣-尾矿-粉煤灰微晶玻璃样品的晶相变化规律、析晶行为和主要力学性能的影响.随着CaO/SiO2质量比增大,析晶活化能不断减小,Si-O四面体连接强度下降,质点移动加强,各组开始析晶温度和晶化温度逐渐减小.当玻璃样品中钙硅氧化物的质量比为0.4时,分别在886℃和982℃形核、析晶保温1 h 后,可以得到抗折强度103.59 MPa、显微硬度5.3 GPa、耐酸性0.25%(质量损失率)、耐碱性小于0.1%,主晶相为透辉石的最佳力学性能的微晶玻璃样品.     

LLDPE-g-MA改性R-PET的研究

采用低温固相挤出工艺制备了R-PET／LLDPE合金，并对LLDPE-g-MA用量对合金的性能的影响进行了系统的讨论。结果表明添加10％的LLDPE-g-MA就可以明显改善回收PET的断裂伸长率，继续增加LLDPE的用量，合金的断裂伸长率并没有进一步提高，但PET的结晶度随着LLDPE-g-MA用量的增加而呈下降趋势。SEM图表明，LLDPE-g-MA在PET基体中分散得很均匀。     

LLDPE-g-MA改性R-PET的研究(英文)

Sol采用低温固相挤出工艺制备了R-PET/LLDPE合金,并对LLDPE-g-MA用量对合金的性能的影响进行了系统的讨论。结果表明添加10%的LLDPE-g-MA就可以明显改善回收PET的断裂伸长率,继续增加LLDPE的用量,合金的断裂伸长率并没有进一步提高,但PET的结晶度随着LLDPE-g-MA用量的增加而呈下降趋势。SEM图表明,LLDPE-g-MA在PET基体中分散得很均匀。     

水镁石的硅烷偶联剂表面改性

探讨了4种硅烷偶联剂对聚丙烯(PP)/水镁石(BC)复合材料性能的影响.结果说明硅烷偶联剂均可提高材料的力学性能,m(PP):m(BC):m(KH-550)=50:50:3材料的拉伸强度和冲击强度比m(PP):m(BC)=50:50分别提高34.9%和91.5%.SEM显示偶联剂改善了PP/BC体系的相容性;POM表明偶联剂激活了异核结晶的晶核,增强了PP在BC表面的异核结晶作用,使晶球的大小分散趋于更小更均匀.流变性能测试结果表明,硅烷偶联剂是该体系的润滑剂.各种实验表明KH-550效果最好.     

成核剂对PTT结晶行为的影响

采用差示扫描量热(DSC)、解偏振光强度(DLI)和偏光显微镜(POM)等方法研究了含不同成核剂聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的结晶行为。结果显示,成核剂的加入对PTT的熔融结晶温度、等温结晶速率和结晶形貌等均有影响。成核剂可在一定程度上促进PTT的结晶,其中滑石粉的效果最明显,苯甲酸钠的效果最差。     

聚丙烯/ZnO复合材料的力学性能及热性能

研究了ZnO体积分数和界面对复合材料力学性能和热性能的影响规律,为导热复合材料制备过程中基体与填料配比的选择、合适的填料表面处理方法以及实现力学性能与热性能的兼顾提供了指导依据。研究结果表明:当φ(ZnO)20%时,填料的加入有利于全面提高复合材料的力学性能和热性能;NDZ-132偶联剂的加入有助于改善聚丙烯/ZnO复合材料的热性能与力学性能,但是界面强度过大会使材料呈现脆性,冲击性能略有下降。加入大分子偶联剂相当于在填料表面增加一个柔性层,有利于提高材料的冲击性能,但是不利于热能在材料内部传递。随着NDZ-132偶联剂质量分数的增加,复合材料的导热性能、拉伸及弯曲性能都呈现出先增加后降低的趋势;当偶联剂质量分数约为1.5%时,复合材料性能达到最佳值。