纳米SiO2 对XLPE SEBS 共混体系的水树抑制
sio2纳米流体液滴冻结机理研究
随着科学技术的不断发展,纳米材料的研究已经成为了一个备受关注的领域。
纳米流体液滴作为一种新型的纳米材料,具有许多独特的性质和潜在的应用价值。
特别是SIO2纳米流体液滴,在材料科学、纳米技术和生物医学领域都有着广泛的应用前景。
然而,SIO2纳米流体液滴的冻结机理却鲜为人知,这也制约了它在实际应用中的进一步发展。
对SIO2纳米流体液滴的冻结机理进行深入研究,具有重要的科学意义和实际价值。
1. SIO2纳米流体液滴的基本性质SIO2纳米流体液滴是由硅和氧组成的纳米颗粒所组成的液相,具有较高的表面能和热容量。
它的直径一般在10nm至100nm之间,具有较大的比表面积和较高的表面能,因此在传热和传质方面具有独特的优势。
SIO2纳米流体液滴还具有良好的化学稳定性和生物相容性,这使得它在生物医学领域有着广泛的应用前景。
2. SIO2纳米流体液滴的冻结特性在实际应用中,SIO2纳米流体液滴常常需要在低温环境下进行储存和使用。
了解其在低温下的冻结特性对其应用具有重要意义。
SIO2纳米流体液滴在冻结过程中通常会发生固液相变,其冻结温度和相变过程对其性能和稳定性具有重要影响。
研究SIO2纳米流体液滴的冻结特性,对其在低温条件下的应用具有重要的指导意义。
3. SIO2纳米流体液滴的冻结机理SIO2纳米流体液滴的冻结机理是目前研究的热点和难点之一。
在低温条件下,SIO2纳米流体液滴的结构和性质可能发生变化,其冻结机理不同于传统的微米级液滴。
需要通过理论模拟和实验研究,探索SIO2纳米流体液滴的冻结机理,为其在低温条件下的应用提供理论和实验基础。
4. SIO2纳米流体液滴的应用前景SIO2纳米流体液滴具有较高的比表面积和独特的化学性质,在传热和传质方面具有独特的优势,因此在多个领域具有广泛的应用前景。
在材料科学领域,SIO2纳米流体液滴可以用于制备新型功能材料和纳米复合材料;在纳米技术领域,SIO2纳米流体液滴可以用于制备纳米结构和纳米薄膜;在生物医学领域,SIO2纳米流体液滴可以用于制备药物载体和生物传感器等。
纳米二氧化硅强化聚合物凝胶对高温地层水的控制能力
第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April,2024收稿日期:2023-03-06 作者简介:周开浪(1987-),男,重庆市人,工程师,2011年毕业于重庆科技学院石油工程专业,研究方向:海洋油气开采。
纳米二氧化硅强化聚合物凝胶 对高温地层水的控制能力周开浪,王爱民*,卢伟,孙诗洋,王正福(中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东 湛江 524057)摘 要: 聚合物凝胶堵水是适用于非均质油藏堵水的常用方法。
在恶劣的储层条件下聚合物凝胶系统的凝胶网络结构和交联时间容易受到影响。
向其中添加纳米二氧化硅是一种有效的强化措施。
介绍了纳米二氧化硅增强聚合物凝胶的黏度、胶凝时间、胶凝强度以及在岩心中的堵水性能。
结果显示,添加0.5%的纳米二氧化硅能够帮助凝胶弥补因高温和高矿化度而导致黏度损失,有效延长了聚合物凝胶的胶凝时间,提高了凝胶网络结构的热稳定性。
在高温条件下,相比于单一聚合物凝胶的堵水性能,复合聚合物凝胶拥有更高的承压能力。
关 键 词:聚合物凝胶;纳米二氧化硅;堵水;热稳定性中图分类号:TE39 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)04-0510-04在成熟油藏的后期开发过程中,适用于非均质油藏的聚合物凝胶堵水已经得到广泛使用。
基于凝胶堵水的方法已经被证明适用于大多数储层。
原位交联聚合物凝胶可以穿透、渗透高含水饱和度的裂缝和地层[1]。
凝胶被注入至合理的位置后发生交联,在其中形成一道屏障,从而防止水的渗透,减少不需要的水流动。
随后的注水将扫过从未驱替过的低渗透地层,将原油驱替出来,从而提高原油产量[2]。
但在深部与超深部地层的储层中,高温高盐的环境给聚合物凝胶堵水剂带来了极大的挑战性。
高温高压条件会极大影响聚合物凝胶的交联过程,缩短胶凝时间,削弱凝胶的交联作用[3]。
薄弱的凝胶会导致堵塞和将注水转移到低渗透区域的效果较差。
二氧化硅纳米粒子_聚丙烯复合材料界面相互作用研究
[4]KUESENG K,JACOB K I.Natural rubber nanocom- posites with SiC nanoparticles and carbon nanotubes[J]. Europen Polymer Journal,2006,42:220.
图3 在升温速率2 ℃/h下测得的 PP 及其复合材料的熔化 曲线
参考文献:
[1]OKAMOTO M.Recent advances in polymer/layered sil- icate nanocomposites:an overview from science to tech- nology[J].Materials Science and Technology,2006,22 (7):756.
图4 25℃下测得的 PP 及其复合材料的拉伸应力-应变曲线
Studies on interfacial interactions of nano-silica/polypropylene composites
图4给出 PP 及其纳米复合材料的拉伸应力-应 变曲线,可以 看 出 当 基 体 PP 处 于 玻 璃 化 转 变 温 度 之上时,接枝纳米粒子填充体系的应力-应 变 曲 线 下 的面积远大于纯 PP(2 倍 以 上),说 明 接 枝 纳 米 粒 子 能够通过能量散耗对聚合物起到明显的增韧作用. 当复合材料在基体 的 Tg 温 度 之 上 受 到 拉 伸 应 力 作 用时,基体聚合 物 和 纳 米 粒 子 间 强 的 界 面 结 合 使 得 聚合物分子链的 运 动 性 可 以 传 递 到 纳 米 粒 子 上;同 时,减弱的粒子-粒子间相互作用加速了团 聚 体 的 破 碎,使更多的纳 米 粒 子 能 够 参 与 到 复 合 材 料 的 变 形 中,从而散耗更多的能量.这也进一步证实了在聚 合
二氧化硅纳米流体在储集层微粒运移控制中的应用
二氧化硅纳米流体在储集层微粒运移控制中的应用HASANNEJADA Reza;POURAFSHARY Peyman;VATANI Ali;SAMENI Abdolhamid【摘要】Core flooding experiment was carried out through SiO2 nanofluid,which was used to change the surface properties of the pore walls,improve the attractive force between fines and pores walls against the hydrodynamic repulsive force in order to increase the critical velocity and injection rate and control fines migration.Injecting SiO2 nanoparticles has the great potential to control fines migration during water injection,which means that the higher fluid production/injection rate can be designed.The flooding test results indicated that SiO2 nanofluid with mass fraction of 0.1% showed the best performance and reduced the migration of fines by 80%.Increasing the salinity of the injection fluid had no effect on the nanofluid performance in controlling the fines migration.Measurement of the Zeta potential of the core surface showed that the SiO2 nanofluid did not change the Zeta potential of the pore walls due to the negative charge of SiO2 nanoparticles.AFM (Atomic Force Microscope) analysis proved that the SiO2 nanofluid increased the roughness of the pore walls was the main mechanism controlling fines migration and more hydrodynamic force was needed for fines movement in the porous medium.Also,for all the experiments,the total applied forces and torques on the fine particles were calculated.The theoretical results were in good agreement with the experiments,which proved that the finesmigrated by rolling mechanism mainly.%利用SiO2纳米流体开展岩心驱替实验,通过注入SiO2纳米流体改变孔壁的表面性质,加强颗粒与孔壁间的吸引力,克服水动力排斥力,以提高临界流速,控制储集层中微粒运移、提高注液速度.在注水过程中注入SiO2纳米颗粒控制微粒的运移,有助于设计更高的产/注液速度.驱替实验结果表明质量分数为0.1%的SiO2纳米流体控制微粒运移的性能最好,可将微粒运移量降低80%.增加注入流体的盐度并不能改善纳米流体控制微粒运移的性能.通过测量岩心表面的Zeta电位,得知SiO2纳米颗粒由于带负电荷不能改变孔壁上的Zeta 电位.原子力显微镜(AFM)分析证明,控制微粒运移的主要机理是SiO2纳米流体增加了孔壁的粗糙度,需要更大的水动力才能使多孔介质中的微粒开始移动.对于所有实验都计算了微粒上的总作用力和扭矩,理论结果与实验结果吻合,计算结果表明微粒主要以滚动机理从孔壁脱落.【期刊名称】《石油勘探与开发》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】9页(P802-810)【关键词】微粒运移;临界流速;二氧化硅纳米颗粒;表面粗糙度【作者】HASANNEJADA Reza;POURAFSHARY Peyman;VATANI Ali;SAMENI Abdolhamid【作者单位】Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, University of Tehran, Tehran 11155/4563, Iran;Department of Petroleum and Chemical Engineering, Sultan Qaboos University, Muscat 50, Oman;Institute of Petroleum Engineering, School of Chemical Engineering, University of Tehran, Tehran 11155/4563, Iran;Institute of PetroleumEngineering, School of Chemical Engineering, University of Tehran, Tehran 11155/4563, Iran【正文语种】中文【中图分类】TE39地层损害是油气生产过程中存在的一个重要问题,在近井地带尤其严重,不仅降低油气储集层的生产能力,还影响油气田很多作业的经济效益[1]。
纳米SiO2的表面结构及其疏水性化学修饰
纳米SiO2的表面结构及其疏水性化学修饰作者:王洪祚王颖来源:《粘接》2017年第05期摘要:纳米SiO2作为一种被广泛应用的重要无机纳米填料,由于其吸水性较强、易于团聚,在基体树脂及有机相中相容性及分散性较差,影响了其应用性能及范围。
在简述其表面结构特点的基础上,介绍了疏水性化学修饰。
关键词:纳米SiO2;疏水性;化学修饰中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2017)05-0054-06纳米SiO2作为一种化学稳定和耐热的具有一般宏观粒子所不具备的特殊小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面界面效应及光电性能的无机纳米填料,已在复合材料、功能材料、橡胶、塑料、涂料和粘合剂等诸多领域被广泛应用。
目前工业上主要采用干法的气相法[1]及湿法的水解沉淀法[2],而湿法中还有溶胶—凝胶法及微乳液法[3,4]。
作为超细粉体,由于其表面极性较强,表面能较高,处于热力学非稳定状态,极易发生微粒团聚,难于分散,粒子表面所带有的大量硅羟基,总显示出极大的亲水疏油性,影响了其在基体树脂及有机相中的相容性及分散性,不但造成界面缺陷,材料性能下降,更不能显示纳米材料的固有特性,限制了其应用范围。
为此,必须对纳米SiO2表面进行疏水性改性。
目前主要有物理及化学2种改性途径,前者系经由疏水物包覆、涂覆及吸附等物理作用予以表面改性,而后者则主要通过酯化、偶联及接枝等反应进行化学修饰。
本研究拟在简要介绍纳米SiO2表面结构及特性基础上,就其疏水性化学修饰作一简要介绍。
1 纳米SiO2的表面结构纳米SiO2的晶体结构基本上是以硅原子为中心,氧原子为顶点所形成的不太规则的四面体结构,以SiO2为结构单元,4个顶点的氧原子与另一个四面体结构的顶点硅原子经共价键键连,形成一维、二维及三维的线状、链状及球状空间骨架点阵结构,且随不同的化学环境而变化。
由于单个纳米SiO2粒子具有极强的表面作用,相互间极易接触发生团聚而形成其二次结构,由十几纳米的粒子聚集及键连而成有数百纳米大小及一定强度的硬团聚体,其常借范德华力作用进一步聚集而成纳米级的软团聚体,前者不易破坏分散,而后者结构较疏松,可在强剪切力作用下被分散。
模板水热sio2抑制聚集
水热法是一种常用的合成纳米材料的方法,其中二氧化硅(SiO2)是一种广泛使用的纳米材料。
在水热合成过程中,SiO2 纳米粒子可能会聚集在一起,形成较大的团聚体,这会影响其性能和应用。
为了抑制SiO2 纳米粒子的聚集,可以采取以下措施:
1. 添加表面活性剂:表面活性剂可以在SiO2 纳米粒子表面形成一层保护层,防止它们聚集在一起。
常用的表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等。
2. 控制反应条件:水热合成的反应条件,如温度、时间、压力等,也会影响SiO2 纳米粒子的聚集。
通过控制这些条件,可以减少SiO2 纳米粒子的聚集。
3. 采用模板法:模板法是一种有效的抑制SiO2 纳米粒子聚集的方法。
模板可以提供一个受限的空间,使SiO2 纳米粒子在其中生长,从而减少它们的聚集。
4. 选择合适的前驱体:前驱体的选择也会影响SiO2 纳米粒子的聚集。
选择合适的前驱体可以减少SiO2 纳米粒子的聚集。
综上所述,通过添加表面活性剂、控制反应条件、采用模板法和选择合适的前驱体等方法,可以有效地抑制SiO2 纳米粒子的聚集。
纳米SiO2溶胶缓解油井水泥高温强度衰退的作用机理
纳米SiO2溶胶缓解油井水泥高温强度衰退的作用机理王成文1,2 陈新2,3 周伟4 王永洪4 薛毓铖2 罗发强41. 非常规油气开发教育部重点实验室·中国石油大学(华东)2. 中国石油大学(华东)石油工程学院3. 加拿大阿尔伯塔大学土木与环境工程学院4.中国石化西北油田分公司工程技术研究院摘 要 油井水泥石强度衰退是高温固井所面临的主要难题之一,而添加纳米SiO2能否缓解水泥石的高温强度衰退以及其作用机理是什么,还有待于验证和确认。
为此,通过室内试验,基于X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪分析水泥石的矿物组成、微观结构和水化产物的元素,测定了高温条件下(150 ℃/35 MPa)纳米SiO2溶胶对G级油井水泥石抗压强度的影响及变化规律,据此研究纳米SiO2溶胶在高温下对水泥水化产物的作用机理。
研究结果表明:①纳米SiO2溶胶可以提高G级油井水泥浆的稠度系数,对水泥浆的流变性会产生不利的影响;②在高温养护初期,纳米SiO2溶胶会降低水泥石的抗压强度,但加入纳米SiO2溶胶的水泥石的抗压强度不会随着养护时间的增加而产生明显的变化;③加入少量纳米SiO2溶胶的G级油井水泥中的纳米SiO2颗粒吸附在水泥矿物表面阻碍水化反应,能够缓解水泥水化产物的高温脱水变质,纳米SiO2颗粒还可以提高水泥微观结构的致密性;④加入大量纳米SiO2溶胶的G级油井水泥中的纳米SiO2与氢氧化钙发生火山灰反应生成一种新型的、结构松散的薄片蜂窝状CSH产物,难以提供较高的抗压强度。
结论认为,纳米SiO2可以作为水泥添加剂以缓解油井水泥高温强度衰退,该研究成果为高温固井水泥浆体系的设计提供了一条新的思路。
关键词 纳米SiO2溶胶 高温 G级油井水泥 水泥石 抗压强度 缓解强度衰退 水化产物 微观结构DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.03.009Working mechanism of nano-SiO2 sol to alleviate the strength decline of oil well ce-ment under high temperatureWang Chengwen1,2, Chen Xin2,3, Zhou Wei4, Wang Yonghong4, Xue Yucheng2 & Luo Faqiang4(1. Key Laboratory of Unconventional Oil & Gas Development//China University of Petroleum <East China>, Qingd-ao, Shandong 266580, China; 2. School of Petroleum Engineering, China University of Petroleum <East China>, Qin-gdao, Shandong 266580, China; 3. Department of Civil and Environmental Engineering, University of Alberta, Edmon-ton, Alberta T6G 2W2, Canada; 4. Research Institute of Petroleum Engineering, Sinopec Northwest, Urumqi, Xinjiang 830011, China)NATUR. GAS IND. VOLUME 39, ISSUE 3, pp.72-79, 3/25/2019. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract: Strength decline of oil well set cement is one of the major challenges during well cementing under high temperature. There-fore, it is necessary to verify and confirm whether nano-SiO2 can mitigate this problem and its working mechanism. In this paper, the mineral composition and microstructure of set cement and the elements of its hydration product were experimentally analyzed by using a X-ray diffractometer, a scanning electron microscope and an energy spectrometer. Then, the effect of nano-SiO2 sol on the compressive strength of Class G oil well set cement and its change laws under high temperature (150 ℃/35 MPa) were investigated. Based on this, the working mechanism of nano-SiO2 sol on the hydration product of cement under high temperature was studied. And the following research results were obtained. First, nano-SiO2 sol can increase the consistency coefficient of Grade G oil well slurry and has an adverse impact on the rheological property of slurry. Second, nano-SiO2 sol can decrease the compressive strength of set cement in the early stage of high temperature curing, but the compressive strength of the set cement with nano-SiO2 sol will not change obviously as the curing goes. Third, if a small amount of nano-SiO2 sol is added into Grade G oil well cement, nano-SiO2 particles are adsorbed to the surface of ce-ment minerals to hinder the hydration reaction, so it can mitigate the evaporation metamorphism of the hydration product of cement under high temperature. Besides, nano-SiO2 particles can improve the micro-structural compactness of the cement. Fourth, if a large amount of nano-SiO2 sol is added into Grade G oil well cement, pozzolanic reaction happens between nano-SiO2 and calcium hydroxide, generating a new type of structurally loose honeycomb calcium silicate hydrate (CSH) product, which cannot provide higher compressive strength. In conclusion, nano-SiO2, as cement additive, can mitigate the strength retrogression of oil well cement under high temperature. These research results provide a new idea for the design of a high-temperature cement slurry system.Keywords: Nano-SiO2 sol; High temperature; Class G oil well cement; Set cement; Compressive strength; Mitigation of strength retro-gression; Hydration product; Microstructure基金项目:国家自然科学联合基金重点项目“超深井安全高效井筒工作液构建及调控方法基础研究”(编号:U1762212)、国家自然科学基金项目“CCS咸水层封存中二氧化碳—硫酸盐—镁盐协同作用下油井水泥石的腐蚀机理”(编号:51704325)、山东省自然科学基金项目“高温高密度水泥浆恒稳调控方法及其作用机理研究”(编号:ZR2017MEE056)和长江学者和创新团队发展计划(编号:IRT_14R58)。
纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展
第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52,No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December,2023纳米二氧化硅改性丙烯酸酯涂料的研究进展李 伟(安徽师范大学化学与材料科学学院,安徽 芜湖 241002)摘 要:纳米SiO2改性丙烯酸酯涂料可以改进涂层的光学性能、防腐蚀性能、机械性能等。
纳米SiO2与丙烯酸酯乳液有不同的聚合方法,所得产品性能也不同。
综述了共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法在制备纳米SiO2/丙烯酸酯乳液中的应用,以及三种复合乳液制备方法对涂料性能的影响。
关键词:纳米SiO2;丙烯酸酯;改性;复合方法中图分类号:TQ630.4文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)12-1826-04丙烯酸酯单体中的双键经聚合反应生成丙烯酸酯树脂,由丙烯酸酯树脂制得的涂料具有良好的耐候性、耐酸碱等性能,在汽车、家具、机械、建筑等领域得到广泛应用[1-2]。
由于丙烯酸酯单体的多变性,多种酯基在不同介质中的溶解性,以及与其它涂料用树脂的混溶性等特点,丙烯酸酯树脂已成为涂料工业中全能的通用树脂[3]。
丙烯酸酯涂料也有一些缺点,如热稳定性较差,涂膜易返黏,机械加工性能差等。
为改善涂料性能,有机-无机复合技术为涂料改性开辟了新途径,复合改性技术可以将有机聚合物的优异性能与无机材料杰出的刚性,对热、化学、大气的稳定性结合起来,显著提高涂料性能。
纳米科技的发展使得有机-无机复合改性涂料进入了新阶段,纳米材料在分子水平上实现了有机-无机材料的复合。
纳米SiO2呈三维网状结构,表面存在不饱和键以及不同键态的羟基,具有很高的反应活性,而且表面吸附能力强,对紫外光、可见光以及近红外线有较高的反射率,而且纳米SiO2可深入到高分子化合物的π键附近,形成空间网状结构。
纳米SiO2有着广泛的商业应用,如填料、催化、传感、光子晶体和药物递送等[4-5]。
纳米SiO2改性的研究进展
1.2.1 利用表面羟基改性纳米 SiO2 纳米 SiO2的表面羟基改性原理为[6]:
醇与纳米二氧化硅反应是一种常见的表面改性方法。醇 羟基与纳米 SiO2表面羟基发生缩水反应,去除生成的水可以使 平衡向右移动。因此,使用醇改性剂的关键是及时将反应体系 中水分子分离出来[7]。试验证明,使用 C4以上的直链醇对纳 米 SiO2进行疏水改性,处理效果最佳[8]。目前国内外用醇对纳 米 SiO2颗粒进行表面改性的主要方法有回流法、高压反应釜法 和微波辐射法等。
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山 东 化 工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2019年第 48卷
纳米 SiO2 改性的研究进展
杨耀彬,李永超,高 缘
(吉林化工学院 化学与制药工程学院,吉林 吉林 132022)
摘要:纳米 SiO2表面具有很强的亲水性,极易聚团。在有机介质中分散不均匀,使纳米 SiO2不能很好的添加在有机材料中。通过物理 改性和化学改性可使纳米 SiO2应用于有机材料的产品升级,提高有机材料的强度和耐老化等性能。物理改性有热处理和机械法。化学 改性通常有利用表面羟基反应、胺类化合物改性纳米 SiO2、有机氯硅烷改性纳米 SiO2、偶联剂法、表面接枝法、分散剂法。通过对纳米 SiO2改性方法的介绍,展望纳米 SiO2改性技术的发展方向。 关键词:纳米 SiO2;表面改性;化学修饰 中图分类号:TQ127.2 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)13-0064-03
ResearchProgressonModificationofNano-SiO2
YangYaobin,LiYongchao,GaoYuan
(JilinInstituteofChemicalTechnology,Jilin 132022,China)
纳米SiO2 的简单了解和应用
纳米SiO2 的简单了解和应用作者:王凯来源:《儿童大世界·教学研究》 2018年第10期纳米SiO2 是纳米材料中的重要一员,为无定形白色粉末,是一种无毒、无味、无污染的非金属材料,微观结构呈絮状和网状的准颗粒结构,为球形。
具有广阔的应用前景和巨大的商业价值,并为其他相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证,享有“工业味精”,“材料科学的原点”之美誉。
自问世以来,已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。
一、纳米SiO2简介(一)纳米SiO2 的微观结构纳米SiO2 的分子结构呈现三维链状结构(或称三维网状结构,三维硅石结构等),表面存在不饱和的残键和不同键合状态的羟基,如图所示。
(二)纳米SiO2 的性能1. 光学性能纳米SiO2 颗粒的小尺寸效应使其具有独特的光学性能对紫外、红外和可见光具有极强的反射特性,对波长在280-300nm的紫外光反射率达80 %以上;对波长在300-800 nm的可见光反射率达85 % 以上;对波长在800-1300 nm的红外光反射率达80 % 以上。
2. 化学性能纳米SiO2颗粒具有体积效应和量子隧道效应,使其产生游渗功能,可深入到高分子化合物兀键的附近与其电子云发生重叠,形成空间网状结构,从而大幅度提高高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等性能。
二、纳米SiO2颗粒的制备技术纳米SiO2 颗粒制备方法分为物理法和化学法。
物理法一般指机械粉碎法,利用超气流粉碎机或高能球磨机对纳米SiO2的聚集体进行粉碎,可获得粒径为1-5 μm的超细粉体。
化学法包括化学气相法(CVD)、化学沉淀法、溶胶一凝胶法(Sol-Gel)和微乳法等。
(一)溶胶- 凝胶法溶胶-凝胶法就是将金属醇盐溶解在有机溶剂中,通过水解聚合反应形成均匀的溶胶(Sol),进一步反应并失去大部分有机溶剂转化成凝胶(Gel),再通过热处理,制备成膜的化学方法。
纳米SiO2 的颗粒粒径易受反应物的影响,如水和NH3H20 的浓度、硅酸酷的类型、不同的醇、催化剂的种类及不同的温度等,对这些影响因素的调控,可以获得各类结构的纳米SiO2。
常用PPR管材用料改性的研究进展
常用PPR管材用料改性的研究进展关鹏;李广全;李健;杨世元【摘要】The advantages and disadvantages in the application of polypropylene random copolymer ( PPR) pipes were studied. The research status of PPR pipes were mainly focused on three types of common modification meth-ods. The main problems in PPR pipe development progress were simply analyzed,and then the research directions of PPR pipes and the dedicated materials in the next few years were further put forward.%本文综述了无规共聚聚丙烯(PPR)管材使用中的优缺点,重点从常用的三种改性方法来介绍PPR管材的研究进展.分析了PPR管材研发中要注意的问题,进一步提出了未来PPR改性的研究方向.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】6页(P90-94,122)【关键词】PPR管材;改性方法;研究进展【作者】关鹏;李广全;李健;杨世元【作者单位】西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060【正文语种】中文【中图分类】TQ325.14随着工业技术的发展和生活质量的提高,环保且绿色的塑料管材替代铸铁管和镀锌钢管已成为当代发展的潮流。
PET的改性
PET的改性摘要:主要从共混改性、化学改性、纳米无机物复合改性等几个方面介绍了PET改性的机理和最新进展,并指出了改性PET今后的发展方向和研究思路。
PET的改性应向着高性能化、高功能化、高附加值的方向发展。
关键词: PET;共混改性;化学改性;纳米复合改性;添加成核剂的改性;玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是目前最重要的合成材料之一,具有良好的耐热性、耐药品性、力学性能和电学性能,尤其是透明性好、绝缘性佳,较低的生产成本和较高的性能价格比。
主要用于纤维,双向拉伸薄膜和聚酯瓶,各种包装容器等;高黏度的PET还在工程塑料的轴承、齿轮、电器零件等领域得到广泛应用;在轿车用塑料中所占比例也不断增加。
但也存在着加工模温(70~110 ℃)下结晶速度过慢、冲击性能差和易吸湿等问题。
如何制备出具有高的韧性和刚性、好的成型性能的改性PET是国内外研究的热点课题之一。
[1]近几年来,国内关于PET改性的研究很多,也提出了不少新方法和思路,改性研究主要集中在改善PET的结晶速率( t1 /2 ) ,热变形温度(HDT) ,气透性,力学性能等几个方面。
本文主要讨论最近几年PET的改性方法、途径及其机理。
1. 共混改性高聚物共混改性法简便易行,在技术和经济上有很大的优势,它不仅保留了原有高聚物的优点,由于添加了新的物质,通过改变聚集态结构而赋予了高聚物新的性能,具有一定的理论和实用价值。
所以,共混改性仍是近2年聚合物改性应用最多的方法之一,主要为了提高共混体系的流变性能、结晶性能及材料的力学性能、特别是抗冲击性能等。
1.1 PET /PEN 共混聚对萘二甲酸乙二醇酯( PEN ) 是一种新型热塑性聚酯,它除了具有PET所有优良性能外,还具有阻透性好、力学强度高和更加耐热等特点,是一种理想的阻透性包装材料。
但PEN价格昂贵,是PET的10倍左右,因而限制了它的使用范围。
PET 和PEN都属热塑性聚酯,化学结构具有一定相似性,因此,人们想通过加入少量的PEN来提高PET阻透性等性能。
纳米二氧化硅对充油SEBS改性PP材料的性能影响
2012年 第16期 广 东 化 工 第39卷 总第240期 · 41 ·纳米二氧化硅对充油SEBS 改性PP 材料的性能影响蒋文真,刘永焯*,官习鹏,许永昌,诸泉(广州市合诚化学有限公司,广东 广州 510530)[摘 要]纳米二氧化硅(SiO 2)经表面改性后,制备PP/Oil-SEBS/nano-SiO 2共混体系材料。
研究了不同的纳米SiO 2含量下共混体系的DSC 熔融峰和结晶峰,同时考察其的力学性能和流变性能。
结果表明:随着SiO 2含量的增大,熔融峰基本不变,结晶峰在纳米SiO 2含量较大时略为增加,体系的拉伸强度、冲击强度先增大后减小,硬度则先减小后增大,熔体流动速率略有下降。
[关键词]纳米二氧化硅,聚丙烯,充油SEBS[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0041-02Effect of Nano-SiO 2 on the Properties of PP Modified by Oil-extending SEBSJiang Wenzhen, Liu Yongzhuo *, Guan Xipeng, Xu Yongchang, Zhu Quan (Guangzhou Honsea Chemical Co., Ltd., Guangzhou 510530, China)Abstract: The material was prepared that mixing PP, Oil-extend SEBS and nano-SiO2 that was surface modified. The DSC melting peak and crystallizing peak, mechanical property and rheological behavior of PP/Oil-SEBS/nano-SiO2 composites was studied. With the increasing of nano-SiO2 content in the composites, the DSC melting peak changed little, the crystallizing peak increased slightly when the nano-SiO2 content is great, the tensile strength and the impact strength first increase then decrease while the hardness is opposite, the bending strength increased gradually, the melt flow rate decreased slightly.Keywords: nano-SiO 2;PP ;oil-SEBS聚丙烯(PP)具有优良的刚度、耐热性、耐溶剂性、电绝缘性,是一种应用广泛的塑料,其缺点是脆性大、韧性差,尤其是低温脆性差[1]。
聚多巴胺表面修饰纳米二氧化硅对PP/POE复合材料性能的影响
合材料 ,并利用红外光谱分析 、力学性 能 、接触角 、DSC和扫描 电镜 (SEM)测 试分别研 究了复合材料 的结构 、力 学
性 能 、表界面性能 、结 晶性能 和断面形 貌。结果表面 ,PD—SiP 的加 入起 到 了明显的 刚性 粒子增 强效果 ,提高 了材料 的刚性和韧性 ,提高 了 PP/POE复合材 料的亲水性 ,降低 了 PP/POE复合材料 的结 晶温度 ,提 高了结 晶度 。
Abstract:The sur face modif ied particle (PD-SiP2) of surface modified nano silicon dioxide with
polydopamine was prepared by a simple way which made use of the character istic of the oxidative polymerization of dopamine on the Sur face of nano silicon dioxide. The infrared spectroscopy results showed that polydopamine adhered to the surface of nano silicon dioxide without dam aging the structure of nano silicon
dioxide. Furthermore, PD—SiO2 was mixed into the polypropylene/polyethylene—octene (PP/POE)
composites by melt blending to produce the high—per formance hydrophilic polypropylene composite. Besides, with the help of infrared spectroscopy, mechanical testing, contact angle testing, differential scanning calorimetry and scanning electron microscopy, we studied the stru cture, mechanical property, surface and interface property, crystallization property and fracture morphology of the composites. The results show that PD—SiO2 improves the rigidity, toughness and hydrophilic property of the PP/POE composites, reduces the crystallization temperature and enhances the cry stallinity.
纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成和膜性能研究
陕 西 科 技 大 学 学 报
J OURNAL OF SHAANXIUNI VERS TY CI I OF S ENCE & TE CHNOL OGY
A p . 章 编 号 :0 05 1 ( 00 0 —0 50 10 —8 1 2 1 )20 3—5
的 耐 热 性 能 , 明 显 提 高 了胶 膜 的 耐 水 性 . 且
关键 词 : 米二氧 化硅 ;有机 硅 ;聚 丙烯 酸 酯 ;无 皂乳 液 纳
中图法分 类号 : 59 1 TS 2 . 文 献 标 识 码 :A
0 引 言
有机硅 改性 聚丙 烯 酸酯 乳液 ( 丙乳 液 ) 硅 既具 有有 机硅 树 脂 的耐热 性 、 耐候性 、 光性 和耐 紫外 光等 性 保 能, 又具有 聚丙 烯酸 酯 的优 良柔 韧性 、 附着 性等 性 能 , 广泛 应用 于建 筑 涂料 、 高 被 皮革 涂饰 剂 、 织物 整理 剂 、 压 敏胶 等领 域 . 由 于有机 硅具 有较 低 的表 面 能和较 差 的力 学性 能 , ]但 因此使 改性 后 的聚 丙烯 酸酯 降低 了 粘 接强 度 , 增加 了固化 时间 , 而且 力学 性 能下 降口 ] 纳 米 SOz 有 小 尺 寸 效应 、 面 效 应 、 积效 应 和 宏 . i 具 表 体 观量 子隧道 效 应等 [ , 作 为交联 点 克服 有机 硅改 性 聚丙烯 酸 酯 ( 丙 树脂 ) 6可 ] 硅 的缺 陷 , 加 硅丙 树脂 的粘 接 增 强 度 和力学 性 能 , 进一 步提 高 涂层 的耐 水性 、 并 耐溶 剂 性 、 耐热 性 和耐磨 性. 硅 丙乳 液 中的小 分 子乳 化剂 以物 理 吸附 的方 式 附着 在乳 胶 粒 子表 面 , 易 受外 界 环 境 的影 响发 生 解 容
纳米MgO对MgO/LDPE共混体系水树的抑制
Ef fe c t o f Na n o - Mg O o n S u p r e s s i o n o f Wa t e r - t r e e i n Mg O/ LDP E Co mp o s i t e
n a n o — ma g n e s i u m o id x e h s a a c e t r a i n e f f e c t O i l t h e c o mp o s i t e , b u t i t s t i l l h s a a g o o d o v e r ll a p e r f o r ma n c e .
纳 米氧化 镁
( Z h o n  ̄ i S c i —T e c h G r o u p C o . , L t d . , J i a n g s u P o l y me r Ma t e i r a l K e y L a b f o r S p e c i l a C a b l e .
2 0 1 6年第 6期 ( 总第 1 2 0期)
塑料 助剂
4 3
纳米 M g O对 M g O / L D P E共混体 系水树 的抑制
苏桂 明 梁凤芝 刘永成 席 凯彬 李昌华 唐科达 雷建设
常熟 ,2 1 5 5 0 0 )
( 中利科技集 团股份有限公 司江苏省特种 电缆高分子材料重点实验室 ,常熟市 中联光 电新材料有 限公司
Байду номын сангаас
纳米SiO2的表面结构及其疏水性化学修饰
纳米SiO2的表面结构及其疏水性化学修饰纳米SiO2作为一种被广泛应用的重要无机纳米填料,由于其吸水性较强、易于团聚,在基体树脂及有机相中相容性及分散性较差,影响了其应用性能及范围。
在简述其表面结构特点的基础上,介绍了疏水性化学修饰。
标签:纳米SiO2;疏水性;化学修饰纳米SiO2作为一种化学稳定和耐热的具有一般宏观粒子所不具备的特殊小尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面界面效应及光电性能的无机纳米填料,已在复合材料、功能材料、橡胶、塑料、涂料和粘合剂等诸多领域被广泛应用。
目前工业上主要采用干法的气相法[1]及湿法的水解沉淀法[2],而湿法中还有溶胶—凝胶法及微乳液法[3,4]。
作为超细粉体,由于其表面极性较强,表面能较高,处于热力学非稳定状态,极易发生微粒团聚,难于分散,粒子表面所带有的大量硅羟基,总显示出极大的亲水疏油性,影响了其在基体树脂及有机相中的相容性及分散性,不但造成界面缺陷,材料性能下降,更不能显示纳米材料的固有特性,限制了其应用范围。
为此,必须对纳米SiO2表面进行疏水性改性。
目前主要有物理及化学2种改性途径,前者系经由疏水物包覆、涂覆及吸附等物理作用予以表面改性,而后者则主要通过酯化、偶联及接枝等反应进行化学修饰。
本研究拟在简要介绍纳米SiO2表面结构及特性基础上,就其疏水性化学修饰作一简要介绍。
1 纳米SiO2的表面结构纳米SiO2的晶体结构基本上是以硅原子为中心,氧原子为顶点所形成的不太规则的四面体结构,以SiO2为结构单元,4个顶点的氧原子与另一个四面体结构的顶点硅原子经共价键键连,形成一维、二维及三维的线状、链状及球状空间骨架点阵结构,且随不同的化学环境而变化。
由于单个纳米SiO2粒子具有极强的表面作用,相互间极易接触发生团聚而形成其二次结构,由十几纳米的粒子聚集及键连而成有数百纳米大小及一定强度的硬团聚体,其常借范德华力作用进一步聚集而成纳米级的软团聚体,前者不易破坏分散,而后者结构较疏松,可在强剪切力作用下被分散。
纳米SiO2界面处理对CE基复合材料静态力学性能的影响
E fc f c o igo tra e rame t e h oo yo ai tt f t An h r f nefc e t n c n lg nQu s s i e o n I T T —a c
复合 材 料 的 冲 击 强 度 增 幅 5 . ; 曲 强 度 增 幅 为 4 . 64 弯 % 4 %。 当 M一 2 2的 添 加 量 为 4 时 , 合 材 料 的 冲 击 强度 增 幅 为 % 复
8 . ; 曲强度增幅为 5 .%。经过锚 固处理后 , 90 弯 % 38 纳米 SO 颗粒 团聚程度减 小, i 在高分子有机相 中的分散更均 匀。 关键 词 : 纳米 SO, 氰酸 酯树 脂 ; 固; i ; 锚 偶联 剂 ; 静态力学性能 ; 理 机
o B o t a o S O2p ri lswa c i v d b r f n n o n n — i t BN. h n h rn f B wa o f me y f AI N n o n n - i a ce s a h e e y g at g o t a o S O2wi AI t i h T ea c o igo AI N sc n r d b i
W esu idteif e c ftemaeilitra esr c r ntesai c a isp roma c fn n mee i /C c mp st tde l n eo tr nefc tu t eo h tt me h nc efr n eo a o trSO2 E o o i h nu h a u c e
M e ha i a o r y o m po ie M a e i l c n c lPr pe t fCo st t r a
纳米SiO2改性BOZ/BMI/BADCy共聚物的制备及性能研究
o fBOZ/BM I /BADCy/n n — i o o ie r n etg td W h nt ema sfa to fn n — i s3 , a o SO2 mp stsweeiv siae . c e h s cin o a o SO2wa % BOZ/BM I r /BADCy/n n — i o o i sh dh g e te gh a d b t rtu h es o ae oBOZ /BM I a o SO2 mp s e a ih rsrn t n et o g n s ,c mp rdt c t e /BADCy c p lmes te o oy r , h n thi a tsrn t n e ua te gh o oc mp c te gh a d f x r l rn t f BOZ /BM I l s /BADC y/n n — i o o i sweei r v db .% a d 85 a o SO2c mp st r mp o e y 1 6 e 1 n .% r s e t ey i l n o sy,wh n tema sfa to f a o SO2wa % ,BOZ/BM I/BADCy/n n — i o o i sh d ep ci l.Smut e u l v a e h s cin o n — i s3 r n a o S O2c mp st a e
的树脂基复合材料 。
1 实验 部 分 1 1 主要 原材料
高 温胶 粘 剂及 电子 绝 缘 材料方 面 。尽 管 C E具 有 一 系列 优 异 的综 合 性 能 , 由于 C 但 E树 脂 网络 结 构 中 含 有大 量 的芳香 环 、 子 中 嗪环结 构 高度对 称 、 分 结
密封 备用 。 ( 纳 米 SO, 2) i 的表 面处理
纳米二氧化硅含量对沥青混合料性能的影响
纳米二氧化硅含量对沥青混合料性能的影响作者:***来源:《当代化工》2019年第11期Effect of Nano-silica Content on the Performance of Asphalt Mixture ZHU Wen-xia(Xi'an International University,;Shaanxi Xi'an 710077,;China)由于交通量的日益加重、车辆载荷的不断增加,不得不通过沥青改性的方法来提高沥青混合料路面的路用性能。
以前常用一些聚合物改性的方法,比如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-橡膠或橡胶改性。
而现在通过纳米材料对沥青进行微观改性已经成为了一种趋势[1]。
用纳米材料对沥青进行改性与现有的沥青改性方法截然不同,较小的尺寸和较大的接触面积是导致性能改善的重要因素,最佳浓度和最佳剂量是次要因素。
因此纳米材料改性剂能够在涂料中表现出优异的性能。
纳米材料改性剂有纳米氧化锌,纳米氧化铝,纳米二氧化硅等。
这些添加剂都有助于提高材料的耐蚀性、机械性能和防紫外线的性能[2]。
硅在自然界中常见于砂子和石英,以及硅藻的细胞壁中。
纳米二氧化硅具有比表面积大、吸附能力强、分散性好、化学纯度高、稳定性好等特点。
纳米二氧化硅通过增加防水性来改善涂料的性能,并作为传统有机添加剂的替代品,可以防止微生物、物理和化学恶化等,达到表面防护的作用。
常被用作添加剂、催化剂载体、橡胶强度剂、石墨黏度剂等,近年来又被用作沥青改性剂[3]。
本文通过向沥青中加入不同含量的纳米二氧化硅改性剂,浓度分别为沥青含量的0.5%~6%,并通过差示扫描量热法、热重分析、傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜技术研究了改性剂对沥青化学成分和流变性能的影响。
1.1 ;试验目的本研究的主要目的是在评价纳米二氧化硅对沥青改性作用的基础上,确定改性剂的最佳掺量。
本研究采用DSR疲劳试验、车辙试验以及BBS试验,分析了纳米材料改性剂对沥青混合料的改性效果。
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的哑铃状试样在万能试验机上进行拉伸性能测试, 拉伸速度为 250 mm / min,常温。 1. 8 介电性能测试
根据 ASTM D150-2004,制厚度 1 mm 的 片 状 试 样,在高压 电 桥 内 测 定 介 电 常 数 和 介 质 损 耗; 根 据 ASTM D149-2004,测 定 片 状 试 样 的 介 电 强 度,升 压 速率为 2 kV / s;制厚度 0. 4 mm 左右的片状试样,在 超高电阻测量仪中测定其体积电阻率。 1. 9 水树试验
近年 来,人 们 发 现 纳 米 复 合 绝 缘 材 料 具 有 不 同 于 聚 合 物 绝 缘 材 料 的 优 异 性 能 ,如 高 介 电 强 度 、耐 电 晕 、抑 制 局 部 放 电 、低 介 电 常 数 等 特 性 ,然 而 ,聚 合 物 纳米复合材料的水树特征至今很少报道。我们前期 的研究已经 发 现,苯 乙 烯-乙 烯-丁 烯-苯 乙 烯 嵌 段 共 聚物( SEBS) 与聚乙烯有较好的相容性,并且可以抑 制 XLPE 中水树枝的生长。本文通过将不同含量的 纳米 SiO2 分 别 和 XLPE / SEBS 进 行 共 混,研 究 纳 米 SiO2 对 XLPE / SEBS 共 混 物 的 抗 水 树 性 能,同 时 比 较不同共混比例所造成的结果差异。
图 1 水树生长的培养装置示意图
2 结果与讨论
2. 1 形貌观察 将 XLPE / SEBS / SiO2 共 混 物 样 品 在 液 氮 中 淬
断,然后在甲苯中刻蚀 24 h,采用场发射扫描电子显 微镜( SEM) 观察了刻蚀后的断面形貌( 图 2) 。从图 2 可以 看 出,纳 米 SiO2 均 匀 分 布 在 XLPE / SEBS 共 混 物 中 ,但 纳 米 颗 粒 的 分 散 性 不 是 很 好 ,主 要 以 团 簇 的形式存在。这主要是因为纳米颗粒没有经过表面 处 理 ,其 表 面 存 在 吸 附 水 或 羟 基 等 极 性 集 团 ,与 非 极 性的 XLPE / SEBS 共混物基体不相容。纳米颗 粒 的 表面存在的极性集团可以吸附进入材料内部的水分 或 水 溶 液 ,使 水 分 子 无 法 集 聚 ,从 而 有 可 能 起 到 抑 制 水树的作用。这是本研究中纳米颗粒没有进行表面 处理的主要原因。 2. 2 凝胶含量
凝胶含量 = ( m3 - m1 ) / ( m2 - m1 ) × 100% 1. 6 差示扫描量热( DSC)
在氮气气氛下测试,升温过程 20℃ 至 150℃ ,升 温速 率 10℃ / min,150℃ 下 恒 温 5 min,降 温 过 程 150℃ 至 20℃ ,速率为 10℃ / min。以 290 J / g 作为结 晶度 100% 的 PE 的熔 融 焓 变 来 对 比 计 算 试 样 的 结 晶度[6]。DSC 曲线上的峰值温度作为熔融温度。 1. 7 力学性能测试
收 稿 日 期 :2010 -01 -12 基 金 项 目 :国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 资 助[50677037 ]. 作者简介:杨君胜(1984 - ) ,男,在读硕士研究生. 作者地址:上海市东川路 800 号[200240].
起始点,交 流 电 不 断 地 进 行 整 流 作 用,导 致 树 枝 增 长 。 随 着 水 树 的 增 长 ,水 树 枝 尖 端 的 电 场 愈 加 集 中 , 局部高电场会导致 水 树 枝 尖 端 引 发 电 树 枝,最 后 导 致绝缘材料击穿[5]。 目 前,水 树 导 致 的 击 穿 是 中 低 压电力绝缘电缆失 效 的 主 要 原 因 之 一,因 此 研 究 具 有抗水树功能的 XLPE 材料具有重要的理论与现实 意义。
通过 打 磨 的 方 法,使 片 状 试 样 的 一 侧 表 面 产 生 大量缺陷作为水树生长的引发点。图 1 为水树生长 的培养装置的示意图。试 验 条 件 为 室 温 下,NaCl 溶 液 1 mol / L,电压 5 kV,频 率 8 kHz,持 续 15 天。 之 后用亚甲基蓝染料 对 试 样 染 色 并 进 行 切 片,记 录 每 一薄片中的最大水树长度,并通过威布尔 ( Weibull) 分 布 计 算 求 得 每 个 样 片 的 特 征 水 树 线电缆 Electric Wire & Cable
2010 年 10 月 Oct. ,2010
1 实验部分
1. 1 主原原料 LDPE,美国 Exxon Mobil 公司;交联剂过氧 化 二
异丙 苯 ( DCP) ,化 学 纯,上 海 高 桥 石 化 公 司; SEBS, 苯乙烯 含 量 30% ,美 国 Shell 公 司; 纳 米 二 氧 化 硅 ( nano-SiO2 ) ,德国 Degussa 公 司;氯 化 钠 ( NaCl) ,分 析 纯 ,国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 。 1. 2 主要设备
摘要:将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物( SEBS) 以及纳米二氧化硅( SiO2 ) 与低密度聚乙烯( LDPE) 进 行 熔融共混,经 过 热 压 成 型 后 制 得 了 XLPE / SEBS / SiO2 交 联 聚 乙 烯 ( XLPE ) 共 混 物,研 究 纳 米 SiO2 含 量 对 XLPE / SEBS 的抗水树性能的影响,结果发现纳米 SiO2 具有良好的抗水树效果,共 混 物 XLPE / SEBS / SiO2 的 水 树长度随着纳米 SiO2 含量的增加而减小,共混物在纳米 SiO2 的含量为 20 phr 时 水 树 的 长 度 最 短 。 另 外 还 表 征了 XLPE / SEBS / SiO2 共混物的形态、结晶度、力学性能 以 及 介 电 性 能,结 果 显 示 XLPE / SEBS / SiO2 共 混 物 具 有良好的机械性能与绝缘性能。
2010 年第 5 期 No. 5 2010
电线电缆 Electric Wire & Cable
2010 年 10 月 Oct. ,2010
纳米 SiO2 对 XLPE / SEBS 共混体系的水树抑制
杨君胜, 黄兴溢, 江平开, 汪根林, 刘 飞
( 上海交通大学高分子科学与工程系 上海市电气绝缘与热老化重点实验室,上海 200240)
首先 将 100 份 ( 质 量 份,以 下 相 同 ) 的 基 料 LDPE,15 份的 SEBS 分 别 加 入 转 矩 流 变 仪 中 熔 融, 转 速为 60 r / min、温度为 190℃ ,2 min 后加入不同比 例的纳米 SiO2 ,整 个 过 程 持 续 时 间 10 min。 再 分 别 加入一定 比 例 的 DCP,在 转 速 为 40 r / min、温 度 为 110℃ 的条件下共混 5 min。将共混后的试验样品在 175℃ 、10 MPa 的条件下热压 15 min 得到试验样片。 1. 4 扫描电镜观察
将试样在液 氮 中 深 冷,淬 断,对 断 面 进 行 刻 蚀、 喷 金 后 ,使 用 扫 描 电 子 显 微 镜 进 行 形 貌 观 察 。 1. 5 凝胶含量测试
凝胶含量测试采用平衡溶胀法。用 120 目铜网 包裹样品,记录铜网质量 m1 和铜网加样品质 量 m2 。 以二甲苯为溶剂抽提 36 h 后,在真空烘箱中干燥至 恒重,记 录 铜 网 和 试 样 的 总 质 量 m3 ,然 后 用 下 式 计算:
0引言
交联聚乙烯( XLPE) 比热塑性的低密度聚乙烯 ( LDPE) 具 有 更 好 的 力 学 强 度 和 耐 热 性 能,是 用 量 较大的绝缘材料之 一,已 逐 步 取 代 了 后 者 作 为 电 力 电缆的绝 缘 材 料[1]。 目 前,XLPE 电 力 电 缆 已 成 为 中低压输电系统中 的 主 要 电 力 输 送 载 体,但 也 存 在 一 定 的 缺 陷 :在 水 和 交 变 电 场 的 作 用 下 ,通 过 复 杂 的 机理,在电缆绝缘的 缺 陷 处 会 形 成 一 些 树 状 结 构 的 破坏,即“水 树 ”[1-4]。 水 树 的 生 长 是 导 致 绝 缘 电 缆 降解的主要原因,其 降 解 的 区 域 是 由 许 多 极 小 充 水 空 洞 组 成 的 微 通 道 ,当 水 树 联 通 时 ,可 成 为 电 树 枝 的
( Shanghai Jiao Tong University,Department of Polymer Science and Engineering,Shanghai 200240,China) Abstract: Samples of crosslinked low density polyethylene ( XLPE) containing poly [styrene-b-( ethylene-CO-butylene) -b-styrene]( SEBS) and nano-SiO2 were prepared by melt compounding and subsequent compression molding. The content of nano-SiO2 on the tree retardance of the XLPE / SEBS blends was investigated. The results showed that nano-SiO2 had good tree retardance. The tree length in XLPE / SEBS / SiO2 blends decreases with the increase in the nano-SiO2 content. The tree length becomes the shortest when the nano-SiO2 content reaches 20 phr. Furthermore, the morphology,crystallinity,mechanical properties and dielectric properties of the XLPE / SEBS / SiO2 blends were characterized. The result showed that the XLPE / SEBS / SiO2 blends have excellent mechanical properties and dielectric properties. Key words: polyethylene; poly [styrene-b-( ethylene-CO-butylene) -b-styrene]block copolymer; nano-SiO2 ; water tree; electrical property