硅烷偶联剂对无相胶凝材料性能的影响研究

本文讨论了利用硅烷偶联剂提高水泥石--集料界面粘结强度以及利用硅烷偶联剂改性硅粉提高水泥砂浆抗震性能的改性机理,提出利用硅烷偶联剂对无机胶凝材料进行改性需注意的问题.     

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)。     

木纤维改性对聚氯乙烯/木纤维力学性能的影响

将木纤维先用一定质量分数的氢氧化钠(NaOH)溶液浸泡,再用硅烷偶联剂进行表面处理的两步改性方法,与只用硅烷偶联剂对木纤维进行表面改性相比,聚氯乙烯(PVC)/木纤维复合材料的界面黏合性提高,复合材料的力学性能如拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等有明显提高,改性效果显著     

聚磷酸铵表面处理及阻燃聚丙烯应用研究

采用氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行了表面改性. 溶解度测试、X射线光电子能谱及热失重分析表明,改性聚磷酸铵具有良好的疏水性;氨基硅烷偶联剂与聚磷酸铵发生了键合反应;改性聚磷酸铵的热失重速率明显降低. 氧指数及力学性能测试表明,改性聚磷酸铵与双季戊四醇复配膨胀阻燃聚丙烯的阻燃性能有所提高,拉伸强度及断裂伸长率得到明显改善. 研究表明,氨基硅烷偶联剂表面改性聚磷酸铵的方法简便、环保,降低了聚磷酸铵的水溶性,提高了膨胀阻燃聚丙烯的阻燃效果及界面相容性.     

基于响应曲面法的炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青路用性能

炭黑对于沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性有很好的改性效果,但对于其水稳定性改性效果不明显;而硅烷偶联剂可以用于提升路面的抗水损能力,所以提出将炭黑和硅烷偶联剂同时加入沥青混合料中,研究复合改性沥青的路用性能。采用响应曲面法设计试验,进行试验,然后分析结果,得到合成炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳改性条件;并通过车辙试验、真空饱水马歇尔试验及小梁低温弯曲试验来研究炭黑/硅烷偶联剂复合沥青混合料的路用性能。借助响应曲面法,得出了制备炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳炭黑、硅烷偶联剂的用量及剪切时间;通过车辙试验、马歇尔实验及低温小梁弯曲试验得出炭黑/硅烷偶联剂复合改性剂可有效地提升沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性;其中硅烷偶联剂主要提高了其水稳定性和高温稳定性,而炭黑主要是提高了沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。     

基于RSM的炭黑硅烷偶联剂复合改性沥青路用性能研究

炭黑对于沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性有很好的改性效果,但对于其水稳定性改性效果不明显,而硅烷偶联剂可以用于提升路面的抗水损能力,所以本文提出将炭黑和硅烷偶联剂同时加入沥青混合料中,研究复合改性沥青的路用性能。采用响应曲面法设计试验、进行试验然后分析结果,得到合成炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳改性条件,并通过车辙试验、真空饱水马歇尔试验及小梁低温弯曲试验来研究炭黑/硅烷偶联剂复合沥青混合料的路用性能。借助响应曲面法,得出了制备炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳炭黑、硅烷偶联剂的用量及剪切时间;通过车辙试验、马歇尔实验及低温小梁弯曲试验得出炭黑/硅烷偶联剂复合改性剂可有效地提升沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性;其中硅烷偶联剂主要提高了其水稳定性和高温稳定性,而炭黑主要是提高了沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。     

硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂及涂料应用

采用硅烷偶联剂(KH-550)对茶皂素复合型膨胀阻燃剂(CTS-IFR)进行改性处理,并应用于阻燃涂料.考察了硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂(SMTS-IFR)的制备工艺,采用FTIR和SEM对改性阻燃剂进行了结构表征,采用同步热分析仪测试了其热解性能,并对含该改性阻燃剂的阻燃涂料(SMTS-IFRC)进行了阻燃性能及燃烧性能分析.结果表明:硅烷偶联剂改性阻燃剂制备的适宜条件为改性温度80℃,反应时间4h,硅烷偶联剂用量2.5%(质量分数);所制改性阻燃剂中硅烷偶联剂与阻燃剂被证实发生了反应,形成了良好包覆,分散均匀,具有良好的热稳定性,且其高温残炭量明显增加;锥形量热试验结果表明,含该改性阻燃剂的阻燃涂料具有良好的耐火性能,且改性阻燃剂涂料试样燃烧过程中的平均热释放速率为62.29kW/m2,总热释放量为52.66kJ/m2,平均有效燃烧热为11.31kJ/kg,平均质量损失速率为0.046 91g/s,较未改性的阻燃剂涂料,其阻燃性能明显提高.     

SiO2/EPDM复合材料微观形态与动态力学性能的关系

利用DMTA方法研究了分散剂、硅烷偶联剂以及二者并用对二氧化硅增强乙丙橡胶复合材料动态力学性能的影响,采用扫描电镜和橡胶加工分析仪测试了填料在橡胶基体中的分散和填料在基体中形成的填料网络结构,利用结合胶测试研究了复合材料中填料橡胶之间的相互作用程度。实验结果表明:按照空白样和采用分散剂、硅烷偶联剂、分散剂+硅烷偶联剂对SiO₂进行表面处理,填料在橡胶基体中的分散程度提高,填料填料的相互作用逐渐弱化,填料网络结构逐渐减弱,橡胶复合材料在低应变下的储能模量逐渐降低,抗滚动阻力性能逐渐提高。同时,结合胶含量逐渐提高,玻璃化转变峰逐渐变宽,复合材料的抗湿滑性能逐步提高分散剂与硅烷偶联剂并用改性二氧化硅对橡胶复合材料性能提高有协同作用。     

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。     

纳米SiO2表面接枝及其在原位乳液聚合体系中的分散稳定性

用湿法改性方法将硅烷偶联剂接枝在纳米SiO2表面上,并分析了pH值、反应时间、反应温度及硅烷偶联剂的加入量对接枝效果的影响,继而讨论了接枝后的纳米SiO2在原位乳液聚合过程中的分散稳定性.结果表明,较佳的改性工艺条件为:pH值为3~4,反应温度为80℃,反应时间为120 min,硅烷偶联剂的加入量为纳米SiO2重量的10%左右.接枝了硅烷偶联剂的纳米SiO2,能够使乳化剂聚集在其表面上,形成“胶束”区域,从而提高了在乳液聚合体系中的分散性和稳定性.     

纳米SiO2稳泡效应及其对泡沫混凝土性能的影响

泡沫的稳定性是影响泡沫混凝土性能的重要因素,文章利用硅烷偶联剂(烷氧基硅烷聚合物)对纳米SiO₂(简称NS)进行表面润湿性改性,研究改性纳米SiO₂稳泡剂对泡沫稳定性的影响,以及不同掺量改性纳米SiO₂稳泡剂对泡沫混凝土流动性、强度、干燥收缩的影响。研究结果表明：硅烷偶联剂能够有效地改变纳米SiO₂表面润湿性,只有适当润湿性和掺量的纳米SiO₂才能起到提高泡沫稳定性的作用;随着改性纳米SiO₂稳泡剂掺量的增加,泡沫混凝土的流动度会略有下降,抗压强度得到明显提升,而抗折强度受到的影响不大,干燥收缩率也受到一定程度的抑制。     

预活化处理对高岭土表面改性效果的影响

采用预先活化的方法用硅烷偶联剂对高岭土进行表面改性,主要考察了活化剂用量、pH值、温度、时间等活化条件对硅烷偶联剂改性高岭土的影响.采用松容重和在液体石蜡中的沉降体积等指标作为活化改性效果的初始判据.结果表明预活化处理大大提高了硅烷偶联剂对高岭土的高岭土的改性效果.并将其对丁苯橡胶的补强效果与直接改性高岭土和白碳黑等填料的补强效果进行对比.结果发现其各项力学性能均超过或接近白碳黑的补强效果.这可能是因为活化改性增强了高岭土填料与聚合物基体的结合强度.     

硅烷偶联剂对粘土表面改性研究

应用硅烷偶联剂对粘土填料进行表面处理,可改善填料与橡胶基体界面的物化性质,提高补强度。本文应用红外分光光度计,研究硅烷偶联剂对高岭土、伊利石等粘土矿粉的表面改性作用。指出这些粘土矿粉经偶联剂处理后的红外吸收光谱,在铝羟基振动频带的吸收峰发生明显变化,偶联剂分子的水解基团与粘土表面的活性基团发生键合,使粘土表面有效改性。这种改性的粘土填料对橡胶有较好的补强效果。     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响 I.不同界面处理对界面剪切强度的影响

通过测定,得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素,而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少,用仪器分析证实了酸酐基团与玻璃纤维表面发生化学反应的实质,以及当界面存在改性聚丙烯时,应选择Ａ－１７４ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维,而不是传统的Ａ－１１００ＴＭ硅烷偶联剂。     

KH-550改性纳米二氧化硅的研究

用硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO2样品表面进行改性,测定了改性SiO2样品的亲油化度,并用羟基紫外线吸收法测试了改性效果,对所得纳米SiO2样品的改性效果进行了评价,探讨了纳米级SiO2的改性机理.结果表明,改性剂用量、改性温度、改性时间明显地影响改性效果.通过对改性工艺条件的合理调控,实现了用硅烷偶联剂KH-550改性纳米SiO2样品,找到了合适的改性工艺与条件,所得改性纳米SiO2样品具有较高的疏水性.     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响：Ⅰ. …

通过测定,得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素,而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少,用仪器分析证实了酸酐基因与玻璃纤维表面发生化学反应的实质,以及当界面存在改性聚丙烯时,应选择Ａ－１７４＾ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维,而不是传统的Ａ－１１００＾ＴＭ硅烷偶联剂。     

VARTM制备麻纤维增强环氧树脂复合材料研究

通过对黄麻纤维热处理、碱处理、硅烷偶联剂处理和异氰酸酯处理进行表面改性,并对改性黄麻纤维布进行热压工艺处理,最后采用VARTM成型工艺制备黄麻纤维增强环氧树脂复合材料,并对其性能进行了系统研究.通过扫描电镜(SEM)分析表明,热处理和碱处理的黄麻纤维增强环氧树脂复合材料的界面粘结未得到明显改善,而通过硅烷偶联剂和异氰酸酯处理的黄麻纤维增强环氧树脂复合材料的界面粘结性能得到了显著的提高.将硅烷偶联剂和异氰酸酯处理的黄麻纤维布通过热压处理不仅可以增加复合材料中黄麻纤维体积含量,而且可以提高复合材料的综合性能,复合材料力学性能研究表明,经硅烷偶联剂处理后的黄麻纤维增强复合材料拉伸强度、模量和弯曲强度分别提高了18.6%,71.4%和50.2%.经异氰酸酯处理的黄麻纤维增强复合材料的拉伸强度、模量和弯曲强度分别提高了16.3%,34.0%和50.3%.     

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％．     

硅烷偶联剂r-MPS的用量对ZrO2-SiO2填充齿科复合树脂性能的影响

本研究的目的是研究硅烷偶联剂-MPS的不同用量对纳米ZrO2-SiO2混合填充齿科复合树脂的填充量和物理机械性能的影响. 以硅溶胶和乙酸锆为原料,在酸性条件下合成ZrO2-SiO2复合粒子,采用硅烷偶联剂-MPS对ZrO2-SiO2实现表面改性,与双酚A-甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)和双甲基丙烯酸二缩三乙二醇酯(TEGDMA)树脂基质共混制备齿科复合树脂. 采用红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重法(TGA)、激光粒度分布仪(LPA)等实验手段对改性前后纳米ZrO2-SiO2的表面结构和在有机树脂基质中的分散稳定性进行分析. 结果表明,通过硅烷偶联剂-MPS表面改性后,无机粒子表面覆盖了硅烷偶联剂的有机官能团,降低了颗粒聚程度,使其在有机树脂中的分散性提高. 改性后的ZrO2-SiO2与树脂基质共聚,由此制得的复合材料的机械性能得到提高. 结论 表面处理增强了纳米ZrO2-SiO2与复合树脂基质的相容性,且对无机填料的填充量和复合树脂的机械性能有较显著的影响.     

改性粉煤灰填充聚乙烯的研究

利用共混塑化成型法制备粉煤灰/聚乙烯复合材料,探讨了不同偶联剂对复合材料力学性能的影响,并对其中改性效果最好的偶联剂的最佳添加量和其改性的粉煤灰的最佳填充份数作了研究.结果表明,不同偶联剂中以硅烷偶联剂KH-590的改性效果最好,其最佳用量为1.5%.聚乙烯为100份时,KH-590改性的粉煤灰的最佳填充份数为50份.