纳米SiO2改性天然胶清橡胶力学性能的研究

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纳米二氧化硅的改性与应用及聚倍半硅氧烷结构和性能研究

纳米二氧化硅的改性与应用及聚倍半硅氧烷结构和性能研究

复旦大学碾士学位论文1.4.6复合材料中纳米二氧化硅的形貌表征图1—11和1-12是纳米二氧化硅SPl和A200分散在丙烯酸树脂中的透射电镜照片。

与纳米二氧化硅在醋酸丁酯中的分散性一样,用MAPTS改性的二氧化硅相对未改性的二氧化硅来说,具有较好的分散性,这点对于SPl来说尤为明显(见图1—1la和1.1lb)。

另外,通过原位聚合制备的纳米复合材料中,二氧化硅的分散性优于通过共混法制各的(见图1-llb和】.1lc),这是由于改性的二氧化硅中含有可与丙烯酸酯单体反应的基团,在原位聚合中,与丙烯酸酯链段有较强作用,有利其分散。

然而这些对于纳米二氧化硅A200来说都不是那么明显(见图1-12),无论是否改性,无论使用原位或者共混得方法,对于A200在丙烯酸树脂中的分散性没有很大影响。

这可能是纳米二氧化硅A200相对SPl而言,本身就具有较小的比表面积以及较低的羟基含量,使其在丙烯酸树脂中具有比较好的分散性,所以通过MAPTS对其改性,欲使其更易分散并没有在A200中体现出来。

(a)复旦大学硕士学位论文(c)图1-ll含有SPl的复合涂层的TEM照片(a)含有共混的未改性的二氧化硅(b)含有共混的改性的二氧化硅(c)含有原位生成改性的二氧化硅Figure1-11TEMpicturesofcompositescontainingSPIpreparedby【a)blendingwithunmodifiednano-silica,(b)blendingwithmodifiednano·silicaand(c)in—situmethodwithmodifiednano-silica(a)(b)复旦大学硕士学位论文(c)图1-12含有A200的复合涂层的TEM照片(a)含有共混的未改性的二氧化硅(b)含有共混的改性的二氧化硅(c)古有原位生成改性的二氧化硅Figure1-12TEMpicturesofcompositescontainingA200preparedby(a)blendingwithunmodifiednano-silica,(b)blendingwithmodifiedriano-silicaand(c)in-situmethodwithmodifiednano.silica1.4.7改性对复合树脂Tg的影响图1.13至图1.15为纳米复合树脂的DMA损耗曲线。

天然乳胶的抗老化性能研究

天然乳胶的抗老化性能研究

第 48 卷 第 6 期2019 年 6 月Vol.48 No.6Jun. 2019化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry天然乳胶的抗老化性能研究宣自月,司牧青,张 帅,桑广文,陈 晨,程国君(安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽 淮南 232001)摘 要:对多孔纳米二氧化硅(SiO 2)和纳米硅粉(Si)进行改性,并与天然乳胶进行共混,通过接触角测量、老化试验、拉力试验和扫描电子显微镜(SEM)等实验和测试手段,研究了改性混合粉体的表面性能及对天然乳胶的力学性能和抗老化性能的影响。

结果表明,使用十二烷基三甲氧基烷偶联剂(DDES)对Si和SiO 2粉体进行修饰后,当M-Si∶M-SiO 2=4∶6时,加入到乳胶中,复合材料的断裂伸长率和抗老化性能均得到了大幅度的提升,老化前的断面网络更加明显。

关键词:天然乳胶;二氧化硅;硅粉;老化性中图分类号:TQ 331.2 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2019)06-0006-03基金项目:国家级大学生创新训练项目(201810361071);省级大学生创业项目(201810361278、201810361294、201710361256);高校优秀青年人才支持计划(gxyq2017006)作者简介:宣自月,高分子材料专业本硕连读生,主要研究粉体改性通信联系人:程国君,副教授,硕士生导师,从事粉体改性及纳米复合材料的制备。

E-mail: chengguojun0436@ 收稿日期:2019-03-28天然胶乳是橡胶树割胶时流出的液体,呈乳白色,主要成分为顺式-1,4-聚异戊二烯,此外还含有水44%~70%、蛋白质0.25~4.5%、天然树脂2%~5%、糖类0.36%~4.2%、灰分0.4%等。

天然胶乳的成膜性好,易于硫化,所得制品具有高弹性和高强度,蠕变性小,在医疗卫生用品领域有广泛的应用[1-3]。

表面功能化纳米二氧化硅及在制革中的应用

表面功能化纳米二氧化硅及在制革中的应用

表面功能化纳米二氧化硅及在制革中的应用王淑霞;王晓冬;刘国兴;潘卉【摘要】介绍了纳米二氧化硅(SiO2)表面功能化的方法,系统阐述了纳米SiO2在制革鞣剂、制革涂饰剂、制革酶制剂以及制革染料中的应用,展望了纳米SiO2在制革中良好的应用前景.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2019(030)002【总页数】10页(P211-220)【关键词】纳米二氧化硅;表面功能化;制革;应用【作者】王淑霞;王晓冬;刘国兴;潘卉【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学纳米材料工程研究中心,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O613;TB33纳米SiO2表面具有的大量活性羟基为其表面功能化提供了充足的反应活性位点, 制备工艺简单, 粒径易控, 比表面积大, 生物相容性好, 在纳米材料中倍受关注, 广泛应用在树脂基复合材料[1]、橡胶[2-3]、涂料[4-5]和塑料[6-7]等领域, 成为多种交叉学科领域的研究热点. 相比之下, 在制革[8]领域的研究相对较少. 众所周知, 皮革工业存在严重的环境污染问题. 实现制革工业的清洁化生产势在必行. 基于此, 各国制革工作者一直在积极开发和探索新型的绿色革制品以降低直至消除制革污染. 纳米粒子的小尺寸、表面效应、宏观量子隧道和量子尺寸等特殊效应, 对基体材料的同步增强增韧等在提升和改进传统材料方面效果显著. 特别是球形或者类球形的纳米SiO2微粒在制革过程中更易于通过原料皮粒面的毛孔渗透和填充进皮革胶原蛋白纤维间隙及其分子之间, 在制革工业有较好的应用前景. 但是表面未处理的纳米SiO2, 分散性较差, 表面能高, 容易二次聚集, 导致纳米效应难以发挥. 如果将纳米SiO2首先表面功能化, 提高其分散性及进一步参与化学反应的活性, 将发挥其更好的应用效果.1 纳米SiO2表面功能化纳米SiO2表面功能化可以根据表面修饰剂与纳米粒子有无化学反应分为表面物理修饰和表面化学修饰两大类. 表面物理修饰主要通过调整纳米SiO2表面羟基数量来达到修饰目的, 而表面化学修饰则可改变粒子表面结构和存在状态.1.1 表面物理修饰纳米SiO2表面物理修饰主要是聚合物或无机物通过吸附、包覆和涂敷等物理作用对纳米SiO2表面进行修饰, 纳米粒子表面层所含官能团与修饰剂之间主要通过范德华力、氢键或配位键等相互作用而达到表面修饰目的. 事实上常用的表面活性剂改性纳米SiO2过程中, 二者之间主要通过物理吸附相互作用. 表面沉积法是对纳米微粒进行物理修饰的主要方法之一, 即直接将表面活性剂沉积到纳米SiO2微粒表面, 形成与纳米微粒无化学结合作用的包覆层. KIM等[9]将银纳米粒子借助紫外光还原法沉积在纳米SiO2的表面, 然后经过氟化处理制备了一种超疏水性能的材料. FLORES等[10]使用简单、有效和快速的化学反应方法在SiO2微球表面生成三种不同的银纳米壳体形态, 未使用偶联剂或表面改性剂的条件下, 最终形成直径为50~600 nm的SiO2@银(Ag)核壳纳米结构, 层银形态分别为厚度为10 nm的均匀、连续的光滑表面; 3~5 nm颗粒状的粗糙表面以及向外延伸、尖锐的钉状凸起. 提出了不同的纳米SiO2@Ag核壳结构形成及反应机理. 过程如图1所示.图1 SiO2@Ag核壳纳米结构生成示意图Fig.1 Schematic diagram of nano SiO2@Ag core-shell nanostructure generation球形纳米SiO2应用于制革有良好的鞣制效果, 在鞣制过程中球形的纳米微粒在转鼓机械力的作用下, 更有利于通过皮表面毛孔渗透进皮胶原蛋白纤维间隙之中, 纳米微粒在蛋白纤维中致密的填充和沉积将显著提高皮革的丰满性等.1.2 表面化学修饰纳米SiO2的表面化学修饰主要是通过修饰剂分子与纳米SiO2表面存在的大量羟基及不饱和残键发生化学反应, 从而实现对纳米SiO2表面结构和状态的改变, 达到表面修饰目的. 化学修饰是纳米粒子表面修饰和改性中应用最为广泛的方法之一. 纳米SiO2的表面化学修饰目前主要通过4种方法实现.1.2.1 偶联剂法偶联剂分子是一种具备双反应官能团的有机物, 一般既能与纳米SiO2表面羟基水解缩合形成硅氧烷键, 又能与有机物发生化学反应提高其相似相容性. 通过偶联剂改性, 能够将两种性质差别较大的材料复合在一起. 硅烷偶联剂种类多样, 如有机硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂等. ZHENG等[11]使用一种长臂硅烷偶联剂3-巯丙基-乙氧基-二(十三烷基-五甲氧基)硅烷(Si-747)对SiO2进行改性, 热失重分析表明: 偶联剂与SiO2之间既有物理作用又有化学作用. 将此改性的SiO2应用到天然橡胶中, 长臂偶联剂起到“耦合桥”作用, 显著改善了天然橡胶的物理机械性能. HU等[12]使用一种具有超亲水性烷基链的偶联剂在玻璃板表面对纳米SiO2进行原位表面改性, 研究结果表明: 偶联剂的亲水烷基链朝向玻璃基板的外表面并使玻璃表面超亲水. CHEN等[13]以硅烷偶联剂3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)修饰纳米SiO2, 修饰后的纳米SiO2比未修饰纳米颗粒在聚合物基体中表现出更好的分散性和相容性. 应用结果表明: 修饰后的胶体纳米SiO2通过直接共混方法可以显著提高水性环氧涂料耐划伤性、耐擦伤性和涂料的耐洗刷性. SiO2表面修饰过程如图2所示.图2 硅烷偶联剂表面修饰纳米SiO2过程示意图Fig.2 Schematic diagram of surface modification of nanosilica by silane coupling agentLUO等[14]采用十六烷基三甲氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷对纳米SiO2进行表面修饰, 结果表明: 有机官能团的引入, 提高了纳米SiO2的疏水性且对纳米SiO2的团聚起到了有效的抑制作用.何淑婷等[15]分别用吐温-80、油酸、十二烷基苯磺酸钠、3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)处理纳米SiO2, 通过沉降体积和亲油化度对比改性效果, 结果表明KH570对纳米SiO2的改性效果最好. 对KH570改性前后纳米粉体的测试表明, 硅烷偶联剂KH570与纳米SiO2之间通过化学键合有效提高了纳米SiO2的分散性.采用偶联剂对纳米SiO2进行化学修饰, 偶联剂水解发生自缩合反应, 阻碍偶联剂与纳米SiO2表面羟基的反应, 反应效率较低, 并且偶联剂价格较高, 限制了其在工业应用中的推广.经硅烷偶联剂修饰后纳米SiO2表面常带有长链烷基, 其亲油性增加, 多数用于皮革涂饰剂的改性, 可显著提高皮革的耐水性、抗紫外老化性能和物理机械性能等. 1.2.2 醇酯化法醇酯化法是利用脂肪醇与纳米SiO2表面的羟基发生亲电加成脱去水分子的过程. 即是微粒表面羟基通过化学键合被烷氧基取代进而实现改性的过程. 与偶联剂相比, 醇酯化法所用的脂肪醇价格低廉、易于合成且结构可控. 但改性后的酯基易水解而且热稳定性差. 反应过程如图3所示.SALIM等[16]采用脂肪醇(辛醇(C8)、癸醇(C10)和十二烷醇(C12))作为表面活性剂改性纳米SiO2和银纳米颗粒复合, 成功制备出SiO2-Ag核壳纳米结构的复合纳米粒子.葛奉娟等[17]研究几种不同正烷醇对SiO2超细粒子进行改性, 探讨改性剂链长、用量、反应温度、反应时间等条件对SiO2疏水性的影响, 研究发现: 最佳改性条件为碳链长度大于8的正烷醇. 改性剂用量为10%~15%, 反应温度为225 ℃, 反应时间是3 h的条件下, 产品的疏水程度在30%~40%之间, 表现出较佳疏水性能. 醇酯化法改性的纳米SiO2微粒, 其疏水亲油性提高, 加入到油鞣剂中对皮革进行鞣制, 成革的纤维细致, 革的柔软性、延展性和透气性较好, 耐水性皮革、成品革皂液洗涤干后不变形.1.2.3 表面接枝聚合法表面接枝聚合法是单体在纳米SiO2表面原位发生聚合反应使聚合物直接接枝在纳米粒子表面的方法[18], 当聚合物通过化学键合到无机纳米粒子表面时, 界面结合力强, 所获得的杂化材料具有显著的性能互补和互促效应. 这种方法制备的复合材料具有重要应用前景.根据聚合机理不同, 可将表面接枝聚合法分为“接枝到(Grafting to)”和“接枝于(Grafting from)”两种. “接枝到”法是将具有端基官能团或端基自由基的聚合物通过化学键合作用连接到纳米粒子表面活性点(如-OH、-NH3、-COOH等)上, 进而实现对无机粒子表面接枝改性目的. 基本方法包括[19]: 1) 利用粒子表面的反应性基团与大分子端基的官能团发生偶合反应, 将聚合物接枝到无机纳米粒子的表面;2) 聚合物活性链在粒子表面发生终止反应连接到粒子表面. TAI等[20]利用溶液聚合法将单体马来酸酐(MAH)接枝到低分子量聚丁二烯(LMPB)液体橡胶分子链中, 制备了一种新型大分子表面改性剂(LMPB-g-MAH), 对纳米SiO2进行表面修饰, 发现LMPB-g-MAH表面修饰的纳米SiO2在溶剂二甲苯中分散稳定性明显提高. 反应过程如图4所示.图3 醇酯化法反应过程示意图Fig.3 Schematic diagram of the alcohol esterification reaction process图4 “接枝到”法反应过程示意图Fig.4 Schematic diagram of the reaction pr ocess by “grafting to”“接枝于”法主要是利用表面活性物质如引发剂、不饱和基团等与单体发生聚合反应, 最终达到聚合改性目的. 这种方法分为传统接枝聚合以及近年来研究较热的可控活性聚合, 即原子转移自由基聚合ATRP和可逆加成-断裂链转移自由基聚合RAFT. 本课题组[21]通过表面修饰可反应性双键的纳米SiO2微粒(RNS)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸丁酯(BA)在水溶液中以过硫酸铵(APS)为引发剂, 利用自由基接枝共聚合方法, 制备了纳米复合物鞣剂(PMBA/RNS)并应用于制革, 其主鞣山羊浸酸皮的结果表明: 坯革收缩温度可达到83 ℃, 增厚率为124.5%. 制备过程如图5所示.图5 “接枝于”法反应过程示意图Fig.5 Schematic diagram of the reaction process by “grafting from”SU等[22]通过2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶氧基(TEMPO)氮氧自由基官能化三乙氧基甲基硅烷偶联剂与纳米SiO2之间的水解缩合反应合成了以TEMPO为基础的氮氧自由基固定的纳米SiO2, 在溴化铜/五甲基二乙烯三胺(PMDETA)存在下, 通过原子转移自由基聚合(ATRP)获得具有溴端基的预聚物. 结果表明: 成功制备了聚苯乙烯接枝的纳米SiO2(SiO2-g-PS).“接枝于”法相比较“接枝到”法, 实验过程相对复杂, 但其接枝率较高, 因而应用广泛. 随着可控活性聚合方法的出现和发展, 实现了对接枝聚合物相对分子质量和接枝链数的有效控制, 在实现纳米颗粒表面修饰方面有较好的应用.表面接枝聚合法制备的纳米SiO2微粒, 粒子表面可引入氨基、羧基和羟基等活性官能团, 其在鞣制过程中与皮革胶原蛋白纤维中的赖氨酸和羟赖氨酸上的氨基(-NH2), 组氨酸和色氨酸上的亚氨基(-NH-), 羟脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸上的醇式羟基以及酪氨酸上的酚羟基等均可发生化学键合, 或以氢键结合, 大大提高成革的耐湿热稳定性、柔软性、丰满性和物理机械性能.1.2.4 原位修饰法原位修饰法是在纳米SiO2制备过程中原位引入修饰剂进行表面修饰, 该方法可实现对纳米SiO2微粒的均匀修饰, 有效避免纳米SiO2的团聚问题.LIN等[23]通过简单一步法, 在埃洛石纳米管(HNTs)表面原位生长纳米SiO2微粒, 制备了独特纳米结构杂化物(HNTs-g-SiO2), 研究了该纳米杂化物结构、形貌和组成. 确定了直径为10~20 nm的纳米SiO2粒子通过Si-O-Si化学键均匀分散在埃洛石纳米管(HNTs)表面, 并形成纳米突起.2 纳米SiO2在制革中的应用当材料尺寸减小到纳米级时, 通常会表现出系列特殊性能, 如量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和表面效应等, 赋予纳米材料诸多优异性能. 纳米材料研制开发工作在金属和陶瓷玻璃等领域开展得比较广泛和深入, 相比之下, 在制革领域研究则相对较少[24]. 本文主要综述了纳米SiO2在制革鞣剂、制革涂饰剂、制革酶制剂和制革染料中的应用.2.1 皮革鞣剂中的应用在皮革加工过程中, 鞣制是鞣剂分子向皮内渗透并与生皮胶原分子活性基结合而发生性质改变的过程. 传统铬鞣剂是国内外广泛使用的鞣剂之一, 一直在鞣制领域占据统治地位. 但是铬的毒性较大, 使用中不可避免地造成铬离子污染. 铬粉吸收率仅有60%~70%, 大量含铬废水排放带来了水体污染, 含铬废水再次向土壤中渗透, 导致土壤污染. 而且含铬固体废弃物被列入危险废弃物名录. 因此, 低铬和无铬鞣制的探索已成为各国制革和皮革化学领域的研究热点之一.纳米SiO2作为一种无毒、无味且绿色环保的无机非金属材料, 与聚合物基体复合用于制备聚合物基纳米SiO2复合鞣剂, 利用聚合物和无机纳米微粒的不同特性同时对生皮进行鞣制, 预期会获得较好的效果. 鞣制作用发生的必要条件之一, 鞣剂分子需和胶原分子产生两个以上的作用反应点, 生成新的交联键, 增强增韧的同时赋予皮革更多功能特性, 如耐湿热稳定性、丰满性、强韧性和提高铬吸收性能等. 纳米SiO2比表面积大, 比表面能高, 且其表面含有大量羟基, 较易与胶原蛋白质分子链上的-COOH、-NH2和-NH-等活性基团反应, 形成共价键、氢键和盐键, 同时无机纳米微粒发挥较好的填充作用. 然而表面未经修饰的纳米SiO2微粒在鞣制过程中, 很容易出现团聚现象, 导致鞣后皮革的耐湿热稳定性不能得到有效提高[25]. 目前将纳米SiO2用于皮革鞣制中主要有两种方法, 一是在皮革蛋白质纤维间隙中原位生成纳米SiO2粒子对生皮进行鞣制; 另一种是将纳米SiO2与聚合物鞣剂通过不同手段有效复合制备纳米复合鞣剂[26].范浩军课题组[27-29]以易于在水中稳定分散的聚合物或改性油脂(引入亲水基团)作为分散载体, 借助其分散、渗透和扩散作用, 将纳米SiO2粒子前驱体引入蛋白质纤维间隙中, 在特定的pH条件下, 前驱体首先水解原位生成无机纳米粒子, 利用无机纳米粒子和蛋白质间发生有机-无机杂化作用, 达到对生皮鞣制的目的. 研究结果表明成革收缩温度高达95 ℃.本课题组[30-33]采用自由基共聚合方法制备了系列表面修饰不同官能团的纳米SiO2, 如含双键、氨基和长链烷基等表面功能基, 将其和聚丙烯酸及苯乙烯-马来酸酐共聚物等复合, 制备纳米复合鞣剂. 结果表明: 纳米SiO2表面活性基与单体活性基通过化学反应可获得纳米粒子均匀分散的纳米复合鞣剂. 制备的纳米复合物鞣剂应用于皮革鞣制中, 纳米SiO2以共混或化学键合引入皮胶原蛋白纤维内, 增强胶原纤维交联, 沉积在胶原蛋白纤维分子之间起到填充作用, 对鞣制后坯革的耐湿热稳定性、坯革增厚率和物理机械性能均有显著提高, 且成革手感饱满、柔软, 粒面光滑细致.马建中课题组[34]使用水溶液自由基聚合方法合成了聚二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸(PDM-AM-AA)聚合物, 其分别与表面修饰不同官能团的纳米SiO2微粒复合, 制备系列纳米SiO2复合鞣剂(PDM-AM-AA/SiO2). 研究表明: 经表面修饰后的纳米SiO2用于鞣革, 坯革的耐湿热稳定性、增厚率和抗张强度显著提高. 本课题组利用间苯二酚和甲醛在碱催化条件下发生缩聚反应, 制备间苯二酚-甲醛缩聚物(RF). 采用原位法将亲水性纳米SiO2(商品名: HDK© V15A, 简写为V15A, 德国瓦克化学有限公司生产)引入缩聚物中, 通过改变V15A所占参与反应的单体总质量的百分比, 制备系列V15A/RF纳米复合鞣剂, 应用于白湿皮鞣制(鞣制后皮革标记为V15A/RF/L), 分析鞣后皮革的储能模量随温度的变化, 并与未添加纳米SiO2的纯聚合物鞣制革样(鞣制后皮革标记为RF/L)进行了比较. 一般来说, 材料的模量越大, 材料的刚性和抗形变能力越强. 如图6所示. 相同温度下, 添加V15A的皮革储能模量显著增强, 鞣后革样的刚性和抗形变能力也明显提高, 这与纳米SiO2在聚合物基体中良好的均匀分散有关, 且发现随着温度的升高皮革储能模量逐渐下降. 图6 不同鞣剂鞣后革储能模量随温度变化曲线Fig.6 Curve of storage modulus of different leathers after tanning agent with the temperature2.2 皮革涂饰剂中的应用皮革涂饰是皮革制造过程中非常重要的工段. 通过涂饰, 皮革外观质量得以改善. 皮革涂饰剂由多种材料混合而成, 主要成分包括成膜剂、着色剂、溶剂和助剂等. 成膜物质是涂饰剂主要成分, 通常分为蛋白类成膜剂、树脂类成膜剂和硝化纤维类成膜剂. 这些成膜剂一般都具有成膜性好, 与皮革结合力强的特点, 但是也存在着一些不足, 如蛋白类涂饰剂涂层抗水性能差, 硝化纤维类涂饰剂光泽差等.纳米SiO2应用于皮革涂饰剂中, 可以弥补上述涂饰剂的不足, 赋予皮革涂饰剂一些优异性能, 如透气透湿性、物理机械性能、疏水疏油性和消光性等. 目前纳米SiO2引入皮革涂饰剂中的方法主要有两种: 一是作为填料添加在皮革涂饰剂配方中; 另外一种是将改性纳米SiO2引入皮革涂饰剂中直接制备纳米复合涂饰剂.聚氨酯成膜剂属于树脂类成膜剂, 综合性能较好, 但是通透性差, 纳米SiO2的引入可改善其透气透湿性. 陈意等[35]采用原位有机-无机杂化技术将SiO2纳米颗粒引入合成革用聚氨酯涂层中, 并对杂化涂层的截面形态、透气透湿性、孔径分布及比表面积进行检测. 结果表明: 当纳米SiO2含量低于1.5%时, 原位生成的SiO2微粒在聚氨酯涂层中分布均匀, 粒径可控制在70~150 nm. 由于聚氨酯和无机纳米SiO2微粒之间形成了相间孔隙, 因此聚氨酯涂层透气(氢气、氮气和氧气的透过性)和透湿性随其含量的增加而逐渐提高.聚丙烯酸酯成膜剂也属于树脂类成膜剂. 马建中课题组将纳米SiO2分别引入聚丙烯酸酯和酪素基体中, 制备了系列有机-无机纳米复合涂饰剂. 实心纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合涂饰剂中, 纳米SiO2可均匀分散在聚丙烯酸酯基体中, 有效改善了聚丙烯酸酯“热黏冷脆”的缺陷, 在一定程度上提高了成膜剂的强度和韧性[36]; 中空纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合涂饰剂与实心纳米SiO2微球相比, 中空的SiO2微球可显著提升聚丙烯酸酯薄膜透水汽性[37] ; 双尺寸纳米SiO2/聚丙烯酸酯皮革涂饰剂涂饰后革样对水的接触角可达到130°以上, 赋予皮革一定的疏水性. 与纯酪素相比, 纳米SiO2/酪素基复合皮革涂饰剂能明显改善乳液涂层耐水性、柔韧性和机械性能[38].周艳明等[39]以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)在水溶液中改性纳米SiO2, 将水溶液直接加入水性聚氨酯预聚体进行乳化. 改性后的纳米SiO2表面带有的活性氨基与异氰酸酯(-NCO)发生反应实现扩链, 最终将SiO2成功接枝到聚氨酯分子链上, 制备SiO2镶嵌聚氨酯链段的消光涂饰剂. 通过对产品消光度、力学性能和稳定性能的研究表明: 该产品具有系列优异综合性能, 可以作为一种新型皮革消光涂饰剂使用.2.3 皮革酶制剂中的应用酶的本质是蛋白质, 其结构易受外界环境影响, 以至于减弱酶活性, 直至丧失, 降低了酶制剂产品的稳定性, 这也是导致酶制剂不能在皮革工业中大规模使用的原因之一. 制革酶制剂首要解决的就是其活性和稳定问题. 纳米SiO2由于具备比表面积大、粒径小和生物相容性好等特点, 在酶催化合成及食品加工等领域已有较广泛应用,但是在制革酶制剂中的应用鲜少报道.马建中课题组[40]将木瓜酶吸附固定在纳米SiO2上, 木瓜酶热稳定性明显提高. 将复合酶制剂应用于皮革软化工序, 通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对坯革进行表征, 结果表明: 纳米SiO2成功引入坯革胶原纤维之间, 纳米SiO2固定木瓜酶与木瓜酶在皮革软化中具有相同的渗透能力. 该研究也证明了纳米SiO2在制革酶制剂应用中的可行性.虽然目前纳米SiO2在制革酶制剂中研究还比较少, 但从理论上来讲, 纳米SiO2可以稳定酶制剂活性. 而且由于纳米SiO2粒径小, 对固定后酶制剂体积影响较小, 不会影响制革酶制剂在坯革胶原纤维内的渗透.2.4 皮革染料中的应用染料是能够使一定颜色附着在纤维上的物质, 且不易脱落、变色. 染色是制革生产中的重要工序, 大多数轻革在鞣制后都要染色, 染色后坯革不仅颜色鲜艳、美观, 且增加革制品颜色种类, 同时改善坯革外观, 增加坯革使用性能. 皮革染料主要分为酸性染料、碱性染料、直接染料等. 酸性染料是皮革染色的常用染料, 须在酸性介质中进行染色, 但材料本身并非呈酸性, 而是在水溶液中电离后生成有色的阴离子和无色的金属阳离子, 因此又叫做阴离子染料. 皮革染色是一个复杂的物理、化学过程, 整个过程中吸附、扩散、渗透和固着是相互影响、相互交替. 然而染料固着性不好, 是制约染料普遍使用的重要因素之一.纳米SiO2具有较大比表面积和较小粒径, 且易于在纤维之间固着, 在皮革染料中有良好的应用前景. 印度中央皮革研究所RAMALINGAM等[41]通过简单乳液技术在水介质中将番红接枝到纳米SiO2表面, 该染色剂表现出独特的光物理特性. 将其应用于制革工艺, 所得革制品耐酸和耐光热能力大大增强. 此外, 该体系不需要任何预处理, 只需使用少量水, 就能在不使用任何涂色辅助设备情况下渗透进母体, 从而减少了环境污染, 符合环境友好型染料使用要求.目前, 将纳米SiO2应用于皮革染料中的研究报道较少. 可以预测粒径尺寸小、皮革渗透性好且易于在蛋白纤维之间固着的纳米SiO2必将引起皮革研究者的极大兴趣. 如何将传统染料与纳米SiO2有效结合, 研发出新型和环境友好型皮革染料将成为制革工作者的兴趣之一.3 结语本文综述了纳米SiO2表面功能化的各类方法. 如表面物理修饰、偶联剂法、醇酯化法、表面接枝聚合法和原位修饰法等, 利用这些方法针对不同的应用领域可以制备多种与之适用的表面功能化的纳米SiO2, 提供了表面功能化纳米SiO2和有机聚合物基体之间较为新颖的复合方法, 探讨了表面功能化纳米SiO2在制革鞣剂、制革涂饰剂、制革酶制剂和制革染料中的应用前景.随着环境保护和资源利用意识的增强以及诸多制革问题的出现, 制革工作者非常关注生态制革和绿色制革品. 随着纳米技术的不断发展, 性能优异和多功能化的纳米SiO2应用于制革中可提高传统革制品的力学性能, 耐湿热稳定性以及其它优越的新性能, 如阻燃性能、导电性能和耐紫外老化性能等. 表面功能化纳米SiO2将为传统的制革工业带来广阔的发展空间和注入新鲜的活力.参考文献:【相关文献】。

纳米二氧化硅

纳米二氧化硅

纳米二氧化硅0000纳米二氧化硅:纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,因其粒径很小,比表面积大,表面吸附力强,表面能大,化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能,以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。

纳米二氧化硅俗称"超微细白炭黑",广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体,石油化工,脱色剂,消光剂,橡胶补强剂,塑料充填剂,油墨增稠剂,金属软性磨光剂,绝缘绝热填充剂,高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。

并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。

由于它在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能,因而得到人们的极大重视。

它广泛地应用于橡胶、塑料、电子、涂料、陶(搪)瓷、石膏、蓄电池、颜料、胶粘剂、化妆品、玻璃钢、化纤、有机玻璃、环保等诸多领域。

HN系列纳米氧化硅使用范围:Hn-1:高纯型,粒径20-40nm,纯度99.9%,表观密度0.15g/cm3(150g/L),10kg/箱,包装尺寸:纸箱400*400*400;适用于各种高纯度要求的体系,催化剂载体、橡塑、聚合物、涂料等,用于有机体系时做预处理。

Hn-2/hn-1a:高纯型,粒径20-40nm,纯度99.9%,表观密度0.07g/cm3(70g/L),10kg/箱,包装尺寸:纸箱650*400*400,指标同hn-1。

Hn200g:表面改性,提高有机体系综合性能。

经改性处理后,完全疏水憎水,用于橡胶、塑料、不饱和树脂等有机体系,可提高橡塑制品和树脂产品的复合性能、机械性能、光学性能等。

Hn200dg:电工充装材料专用助剂,高纯度,高绝缘性,电性能优良。

提高电工充装材料高温高压绝缘性能,降低高温泄漏电流,改善流速。

Hn251:表面有机化改性,适用的聚合物类型有聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等,常用于玻纤、塑料、玻璃、电缆、陶瓷、橡胶等。

纳米二氧化硅表面改性的研究

纳米二氧化硅表面改性的研究

等通过原位 表面改性制备
入三口瓶中, 然后加入甲苯和钛酸酯偶联剂 , 搅拌并 超声振荡 , 而后升温至指定温度, 回流, 然后抽滤 , 洗 涤, 放入烘箱中干燥 , 制得改性后的纳米 SiO2。 ( 3) 硬脂酸改性纳米 S i O2 将一定量的硬脂酸和 NaOH 置于三口瓶中, 加 入适量开水, 升温搅拌, 待硬脂酸和 NaOH 全部溶解 加入一 定量的 纳米 SiO2。恒温 搅拌一 定时 间, 抽 滤, 用无水乙醇洗 去表面的有机 物, 再用水 洗涤一 次, 干燥, 即制得改性后的纳米 S i O 2。 1 4 改性效果的表征 ( 1)亲油化度的测定 将 1g 改性后的纳米 S i O 2 粉体置于 40mL 蒸馏 水中 , 然后逐滴地滴定甲醇, 当漂浮在水面上的粉体 完全润湿后, 记录甲醇的加入量 V ( mL ) , 则 亲油化度 = ( V / 40+ V ) ∀ 100 % ( 2)吸水率的测定 将 1 000g 改性后的产品均匀铺洒在表面皿上, 然后放入盛有适量水的干燥器中 , 放置一定时间后, 称量并计算粉体增加的质量 m, 按下面的公式计算 其吸水率。 吸水率 = (m / 1 000) ∀ 100 %
充效果, 所以 , 有必要对其进行表面改性。目前, 采 用硅烷偶联剂、 钛酸酯偶联剂对纳米 S i O2 进行表面 改性的研究有报道 , Zh iW en W ang 等
8!
以超临界
CO 2 为溶剂、 以钛酸酯偶联剂 NDZ 201 为改性剂对 纳米 SiO2 进行了表面改性 , 修饰后纳米 S i O 2 由亲 水变为疏水, I R 和热重分 析表明纳米 S i O 2 和钛酸 酯偶联剂主要 是通过化学键相互作用的。 Yan lo ng T a i等
粉体置于40ml蒸馏水中然后逐滴地滴定甲醇当漂浮在水面上的粉体完全润湿后记录甲醇的加入量yml则亲油化度v40y1002吸水率的测定将10009改性后的产品均匀铺洒在表面皿上然后放人盛有适量水的干燥器中放置一定时间后称量并计算粉体增加的质量m按下面的公式计算其吸水率

纳米二氧化硅制备、改性与应用

纳米二氧化硅制备、改性与应用

纳米二氧化硅制备、改性与应用l0无机硅化合物(Inorg.SiliconCompound)2006年第1期(总第134期)纳米二氧化硅制备,改性与应用张密林,丁立国,景晓燕,侯宪全(哈尔滨工程大学,哈尔滨1S0001)摘要:SiOz是重要的无机材料,对于诸多行业产品的提档升级具有重要意义.本文介绍了纳米SiO:制备方法,对各种制法的优缺点进行了评述;阐明了改性机理,列举了常见的改性方法;对具体应用作了简要的概括,讲述了纳米SiOz在各个应用所表现的优越性能和一些奇异特性.关键词:纳米SiO:;制备;改性;应用纳米Si0是极具工业应用前景的纳米材料,它的应用领域十分广泛,几乎涉及到所有应用SiO粉体的行业.就作为添料而言,不改变工艺流程,而只是替代精晶SiO,其制品的各项性能指标均会大幅提高,而纳米SiO的应用远不止于此.我国是美,英,日,德国之后,第五个能批量生产此产品的国家,纳米SiO批量生产为其研究开发提供了坚实的基础.我国纳米SiO的生产与应用落后于发达国家, 该领域的研究工作还有待突破.1纳米Si0的制备纳米S是无定型白色粉末(指其团体聚体),表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基.其分子状态呈三维链状结果(或称三维网状结构,三维硅石结构等).工业用SiO:称作白炭黑,是一种超微细粉体,质轻,原始粒径0.3m以下,相对密度2.319~2.653,熔点1750C,吸潮后形成聚合细颗粒.国外生产方法有干法和湿法两种.干法包括气相法和电弧法,湿法分沉淀法和凝胶法.国内主要为湿法,即沉淀法和凝胶法,其中凝胶法用得较少.气相法:气相法多以四氯化硅为原料,采用四氯化硅气体在氢氧化流高温下水解制得烟雾状的二氧化硅.该法优点是产品纯度高,分散度高,粒子细而形成球形,表面羟基少,因而具有优异的补强性能,但原料昂贵,能耗高,技术复杂,设备要求高,限制了产品使用.沉淀法:沉淀法是硅酸盐通过酸化获得疏松,细分散的,以絮状结构沉淀出来的SiO晶体.该法原料易得,生产流程简单,能耗低,投资少.但是产品质量不如气相法和凝胶法.该法为目前主要的生产方法.凝胶法:凝胶法是加入酸使碱度降低从而诱发硅酸根的聚合反应,使体系中以胶态粒子形式存在的高聚态硅酸根离子粒径不断增大,形成具有乳光特征的硅溶胶.成溶胶后,随着体系pH值的进一步降低,吸附OH一带负电荷的SiO胶粒的电动电位也相应降低,胶粒稳定性减小,SiO胶粒便通过表面吸附的水合Na+ 的桥联作用而凝聚形成硅凝胶,去水即得纳米粉.该法原料与沉淀法相同,只是不直接生成沉淀,而是形成凝胶,然后干燥脱水,产品特性类似于干法产品,价格又比干法产品便宜,但工艺较沉淀法复杂,成本亦高,该法应用较少.2纳米SiO2的改性张密林,丁立国等:纳米二氧化硅制备,改性与应用11纳米SiO表面是亲水性的,这导致了与橡胶等有机配合时相容性差,难混入,难分散.纳米Si0比表面积大,粒径小,空气中易飞扬,储存与运输皆不便.表面改性分为热处理和化学改性,SiO的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与Si0表面上的羟基发生反应,消除或减少表面硅醇基的量,使产品由亲水变为疏水,以达到改变表面性质的目的.2.1热处理热处理后二氧化硅表面吸湿量低,且填充制品吸湿量也显着下降,其原因可能是由于高温加热条件下以氢键缔合的相邻羟基发生脱水而形成稳定键合,从而导致吸水量降低,此种方法简便经济.但是,仅仅通过热处理,不能很好改善填充时界面的粘合效果,所以在实际应用中,常对纳米SiO使用含锌化合物处理后在200~400℃条件下热处理,或使用硅烷和过渡金属离子对纳米Si0处理后进行热处理,或用聚二甲基二硅氧烷改性二氧化硅,然后进行热处理.2.2化学改性Si0的表面活性硅醇基可以同有机硅烷,醇等物质发生化学反应,以提高同聚合物的亲和性及反应活性.根据改性剂的不同,常用的化学反应有以下几种.(1)与醇反应II—Si—oH—Si占占IIII(2)与脂肪酸反应I—H—_Si—oH+R—COOH——II—RO—H占__+OIl一i_0o—RI(3)和有机硅化合物反应I}一Si—OH+CI--Si(CH.).—一一Si—O—Si(CH.).+HCIII(4)表面接枝聚合物Il—Si—0H+SOCI—一一Si—Cl+IIRRIIIIR—OOH—一一Si—0OH+nCHz—C—一一Si一(CHz—C)一IfIICOORCOOR(5)与胺类反应一i—oH+NHR二!一当i—o—HNR—Si—oH+NH2R——二二—一Si—o—HNR u/12无机硅化合物(Inorg.SiliconCompound)2006年第1期(总第134期)(6)硅烷偶联剂改性YRsix!YRi——oH+Ho一i一二!YR—0—i—IIII其中Y为一NH,一sH等官能团,X为一OMe或--OEt,R代表C—C桥.3纳米SiO的应用领域由于纳米SiO具有小尺寸效应,表面界面效应,量子尺寸效应和宏观量子隧道效应和特殊光,电特性,高磁阻现象,非线性电阻现象以及其在高温下仍具有的高强,高韧,稳定性好等奇异特性,使纳米SiO可广泛应用各个领域,具有广阔的应用前景和巨大的商业价值.3.1树脂基复合材料的改性树脂基复合材料具有轻质,高强,耐腐蚀等特点,随着应用领域对树脂基材料性能的要求的提高,高性能的树脂基复合材料不断产生,把分散好的纳米SiOz颗粒均匀地加到树脂材料中,可以提高材料强度和延伸率,提高耐磨性和改善材料表面的光洁度,提高抗老化性能,从而改善树脂基复合材料性能的目的.3.2新型塑料添加剂常规SiO作为补强添加剂加到塑料中,利用它的透光性,粒度小,可以使塑料变得更加致密.纳米SiO的作用不仅仅是补强,它具有许多新的特性,如半透明性的塑料薄膜,添加纳米SiO不但提高了薄膜的透明度,强度,韧性,更重要的是防水性能大大提高.3.3功能纤维添加剂利用纳米SiO对紫外光,可见光和近红外的高反射率光学特性,可用于人造纤维的制造,主要有红外屏蔽人造纤维,抗紫外线辐射人造纤维,高介电绝缘纤维和静电屏蔽纤维等.3.4新型橡胶材料添加剂传统橡胶生产过程中通常在胶料中加入炭黑来提高强度,耐磨性和抗老化性,但制品均为黑色,并且档次较低.纳米SiOz不仅具有补强的作用,而且使常规橡胶具备一些功能特性,例如通过控制纳米SiO颗粒尺寸可以制备对不同波段光敏感性不同的橡胶,即可抗紫外辐射,又可防红外反射,还可利用纳米SiOz的高介电特性制成绝缘性能好的橡胶.添加纳米SiO的橡胶,弹性,耐磨性都会明显优于常规的炭黑作填料的橡胶.3.5陶瓷中添加纳米Sio2在现代氧化物陶瓷生产中,纳米SiO代替纳米AlO.添加到陶瓷里,效果比添加AlO.更理想,不但大大降低陶瓷制品的脆性,其韧性也提高几倍至几十倍, 在陶瓷制品表面喷涂薄薄一层纳米SiO,光洁度可明显加强.纳米SiOz的价格, 仅是纳米AlO.的二分之一,又可有效地降低材料成本.3.6密封胶,粘结剂的改性剂密封胶和粘结剂要求产品粘度,流动性,固化速度均为最佳条件,国外产品采张密林,丁立国等:纳束二氧化硅制备,改性与应用13用纳米材料作为添加剂,纳米SiO是首选材料.在纳米SiO的表面包敷一层有机材料,使之具有亲水特性,这种纳米SiO添加到密封胶中很快形成一种硅石结构, 形成网络结构,抑制胶体流动,固化速率快,提高粘结效果.由于颗粒尺寸小,就更增加了胶的密封特性.3.7新型涂料添加剂因为纳米SiO是一种抗紫外线辐射材料(即抗老化),加之颗料小,比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,添加纳米SiO可改善普通涂料诸如悬浮稳定性差,触变性差,耐候性差,耐洗刷性差等缺点,涂膜与墙体结合强度大幅提高,涂膜硬度显着增加,表面自洁能力也获得改善.3.8用作催化剂载体,由于纳米Si0具有粒径小,比表面积大等特点,担载后使催化剂达到纳米级,从而具有纳米颗粒的性质,担载少量催化剂有效成分可达到高催化活性,有效降低了催化剂的成本,提高了催化效率,并能延长催化剂寿命.3.9在杀菌剂中的应用纳米SiO具有生理惰性,由于比表面积大,表面多孔隙,所以具有高吸附性,在杀菌剂的制备中常用作载体,可吸附抗菌离子,达到杀菌抗菌的目的,已用于洗衣机,冰箱外壳,电脑键盘等的制造.3.10在医药方面的应用纳米SiO无毒无害且具有高吸收性,分散性,增稠性,在药物制剂中得到了广泛的应用.如在雷尼替丁,甲晴米胺,呱仑西平等药物中,加入少量的纳米SiO可改变其流动性I力Ⅱ入少量的纳米SiO于灰黄霉素中,可改变其溶解速度,即改变难溶药物在水中的分散性和吸收性;加入少量的纳米SiO于含有阿司匹林的药粉中,,会改变药粉的抗静电性.除上所列应用领域外,纳米SiO在机械,通讯,电子,光学,军事,农业,食品轻工,化妆品等领域中还具有广阔的应用前景.4结语纳米SiO作为纳米材料家族中的一员,对其开发具有重要的实际意义.我国纳米材料的研究已取得许多成果,但纳米SiO的应用才刚刚起步,随着对纳米SiO研究的深入,应用领域的拓宽,纳米SiO会进一步工业化,纳米SiOz材料也必然引起更多的关注.参考文献:[1]李中军,贾汉东,申小清.水玻璃一乙酸乙酯体系的成胶特性及SiOz凝胶粉末的制备[J].硅酸盐,2000?28(1):77—79[2]秦晓东,将晓明,陈月珠.高比表面积超细二氧化硅粉体的制备[J].石油大学,2001,25,36--38[3]赵秦生,李中军,刘长让.溶胶一凝胶法制备多孔SiO2超细粉体口].中南工业大学,1998,29(2)t131—134[4]WradD,KOEl,etat.Preparingcatalyticmaterialsbythesol--gelmethod[J].IndustrialEng ineeringChemicalRe—search.1995,34(z):421—426(其它路)。

211220294_改性纳米二氧化硅对水泥基材料力学性能和耐久性影响的试验研究

211220294_改性纳米二氧化硅对水泥基材料力学性能和耐久性影响的试验研究

水泥是混凝土的主要成分,但其制造过程会排放二氧化碳。

硅酸盐水泥占混凝土二氧化碳排放总量的近80%,占地球二氧化碳排放总量的5%~7%。

到2050年,硅盐酸水泥的需求可能会翻一番,达到每年60亿t。

与传统混凝土相比,开发和制造熟料更少,二氧化碳排放量更低的混凝土将是未来几十年可持续发展的关键挑战,研究发现将混凝土的耐久性从50年提高到500年,可以将二氧化碳排放对环境的影响降低10倍。

因此,研究人员一直致力于提高水泥基材料的可持续性和耐久性,如纤维增强混凝土、自密实混凝土、超高性能混凝土等的研究越来越广泛[1]。

自20世纪60年代末以来,纳米技术在各个领域都展现出前所未有的优势。

一系列纳米材料被生产和混合,以改善母材的性能。

在水泥混凝土领域,纳米材料能够提高水泥基材料和混凝土耐久性,其优势主要体现在与微米材料相比,纳米材料可通过火山灰反应降低孔隙率,减薄界面过渡区,使混凝土结构微观致密;其次,非活性颗粒和未反应的颗粒能够填充水泥孔隙,改善混凝土的力学性能和耐久性[2]。

但由于纳米二氧化硅比表面积较大,自身容易团聚,分散性差,且在水泥孔溶液的碱性环境下容易与Ca2+形成大的团聚体,从而失去了其纳米尺寸的优势。

因此,为了改善其分散性,充分发挥纳米尺寸效应,对纳米二氧化硅进行改性是一种有效的方式。

聚羧酸减水剂是高性能混凝土的组成成分之一,与水泥有很好的相容性,本文采用聚羧酸减水剂对纳米二氧化硅进行表面改性,探究了改性纳米二氧化硅对水泥基材料工作性、力学性能和耐久性的影响,揭示了改性纳米二氧化硅都会水泥基材料性能提升的可行性[4]。

1使用聚羧酸系减水剂改性纳米二氧化硅本研究中使用的二氧化硅纳米颗粒(SiO2)从某生产企业中获得,二氧化硅纯度为99.5%,颗粒粒径为15nm~30nm。

表1给出了从制造商处获得的物理性质和元素分析。

此外,从制造商获得的识别纳米二氧化硅颗粒非晶态性质的SEM图像和X射线衍射分别如图1和图2所示。

纳米SiO2表面改性及其在复合材料中的研究进展

纳米SiO2表面改性及其在复合材料中的研究进展

特 点 , 因 而 具 有 反 应 活 性 … ,从 而 物 化 性 质 。 例 如 :表 面 能 、 表 面 电 效 应 、 体 积 效 应 及 量 子 尺 寸 效 应
以 优 越 的 稳 定 性 、 补 强 性 、 增 稠 性 性 等 。 通 过 改 性 可 达 到 以 下 目 的 : 等 。 用 热 力 学 表 示 : 由 分 散 态 变 为
【关 键 词 】 二 氧 化 硅 ; 表 面 改 性 ; 改 性 方 法 ; 进 展
纳 米 S i O ,是 无 定 型 白 色 粉 末 1.表 面 改 性 的 目 的
异 性 能 只 有 在 保 持 其 纳 米 级 时 才 尤
(指 团 聚 状 态 ),是 一 种 无 毒 , 无 污
ห้องสมุดไป่ตู้
表 面 改 性 是 指 用 物 理 、 化 学 等 为 突 出 , 但 由 于 纳 米 级 粒 径 很 小 ,
G 为 凝 聚 状 态 体 系 的 总 表 面 能
因 此 必 须 对 其 进 行 表 面 改 性 , 目 的 提 高 其 附 加 值 。
G 为 分 散 状 态 体 系 的总 表 面 能
是 改 变 超 细 S i O ,表 面 的 物 化 性 质 ,
纳 米 SiO,作 为 一 种 新 型 无 机 功
双 层 胶 束 的 作 用 , 可 以 把 单 体 包 溶 基 团 ,改 善 SiO,粒 子 与 各 种 有 机 溶
r 为 颗 粒 表 面 间 距 ;
在 胶 束 中 引 发 聚 合 , 达 到 粒 子 的 表 剂及 聚合 物 基 体 之 间 的相 容 性 。 根
0;因此在条 件适 宜的情 况下 ,纳 米 把 单 体 吸 附 到 纳 米 离 子 表 面 , 然 后 表 面 而 达 到 改 性 目 的 。

纳米SiO2改性环氧树脂胶粘剂的研究

纳米SiO2改性环氧树脂胶粘剂的研究
理, 比表 面 积 为 6 0m /, 度< . m , 均 粒径 4 2 密 g 01 g 平 5/ 为 1 m) 浙江 舟 山 明 日纳米 材 料 有 限公 司 ; 酮 , 0n , 丙
收 稿 1 :0 8 0 - 7 修 回 1期 :0 8 0 - 0 3期 2 0 - 3 1 ; 3 20-3 3 。
厂 ;一 7 S 5 0型 扫 描 电子 显微 镜 , 日本 Hi c i 司 ; t h公 a B — O L高 剪切 混合 乳 化机 ,上海 威 宇机 电制造 ME I O 有 限公 司 ; S 一 D C 1小 型 卧式 缠 绕 机 ,哈 尔 滨 玻璃 钢
研究 所 。 13 纳米 SO2 . l 改性环 氧树 脂 胶粘 剂 的制 备
E S I T S电子 万能 材料试 验 机 , 日本 岛津公 S—O— 司 ; S2 1 MD C 9 0型差示 扫描 量热 仪 ,美 国 T A仪 器有
途径 主要是 刚性 无 机粒 子增 强增 韧 聚合 物 的改性 方
法【] l。 - 2
限公 司 ; L IA型 马丁 耐热 试 验 箱 , 海 试 验设 备 D 1O 上
中图分类号 :Q 3 .3 文 献标 识码 : 文章编号 :04 2 4 (0 8 0 — 0 1 0 T 43 7 4 A 10 — 89 20 )6 0 0 — 4
0 前

工业 级 , 西安 化 学试 剂厂 。
目前 , 国大 型 固体 火 箭 发 动 机 壳体 工 艺 中 主 我
国产芳 纶 Ⅲ纤维 , 中蓝集 团晨 光化 工研 究 院 。
响。
首 先将 纳米 SO 于 ( 1 + ) C 箱 中 预烘 1 i : 10 5 o烘 h
除 去水 分 ; 后 将 两 种 环 氧 树 脂 ( 一 1 D 一 5 混 然 E 5/ E 8 ) T

纳米SiO2改性对聚丙烯薄膜力学性能和阻隔性能的影响

纳米SiO2改性对聚丙烯薄膜力学性能和阻隔性能的影响

V0 l _ 21 No . 2
纳米 S i O2改性 对 聚 丙烯 薄膜 力学
性 能和 阻隔 性 能 的 影 响
张敬 勇 ,李 东 立 ,许 文才 ,付 亚 波
( 北 京 印刷 学 院 印 刷 包 装 材 料 与 技 术 北 京 市 重 点 实验 室 ,北 京 1 0 2 6 0 0 )
层 。纳米 复合材 料拓 宽 了聚合 物的应 用领域 , 是 一 种 应 用前景 广 泛 的新 兴 复 合 材料 。纳 米无 机 粒 子
是一 种无机 刚性 粒子 , 具有 一 系列特殊 性 质和大 的
降低 , 同时 , 随着纳米 S i O 添 加 量 的增 加 , 改 性 聚 丙 烯 复 合
其 物理力 学性 能及 阻 隔性 能进 行 了考察 。
1 实验 部 分
1 . 1 原 料 及 试 剂
mo di ic f a t i o n i s s y n t h e s e s . By b l e nd i n g f un e t i o n a l i z e d Si O2 wi t h p o l y p r o p y l e ne r e s i n pa r t i c l e s i n me l t s t a t ue, a s e r i e s o f mo di f i e d p o l y pr o p y l e ne c o mpo s i t e s f il ms a r e pr e pa r e d. The n
Abs t r ac t :I n or de r t o c h a ng e t h e ph y s i c a l m e c ha n i c a l a n d b a r r i e r pr o p e r t i e s o f po l y p r o p y l e n e f i l ms, a n a g e n t f o r S i O2

纳米无机粒子补强天然橡胶的研究(Ⅱ)纳米SiO2/天然橡胶复合材料的研究

纳米无机粒子补强天然橡胶的研究(Ⅱ)纳米SiO2/天然橡胶复合材料的研究

1 纳 米 SO2 i 的制备
常规制备纳米 S z i 主要是采用化学方法, o 包
括 沉淀 法 、 气相 法 、 溶胶 一 胶 法 和微乳 法 4种 。 凝
1 1 化 学 沉淀 法 制备 纳 米 S , 化学 沉淀法 是在 一定 的条 件下 , aS0 水 溶 N 2i3
降低 , 湿抓 着 性 能 提 高 , 面 的 耐磨 性 稍 有 改 善 , 胎 同时 研 究 表 明 纳 米 S( / 然橡 胶 ( i。天 ) NR) 合 材 复
尼 粘 度 。 善 加 工 性 能 , 且 降低 生 热 和 滚 动 阻 改 而 力 , 高耐 磨性 能 , 提 硅烷 偶联 剂 的 引 人 使 s( i 2在 )
液与盐 酸反应 , 生沉 淀经过 过滤 、 产 洗涤 、 声波 分 超
散 和喷雾 干燥 而得 纳米 S , i 其反 应如下 :
纳 米 S( iz补 强天 然 橡 胶 复合 材 料 在 工 农 业 ) 生产 及 人们 日常生 活中被 广 泛应 用 , 汽 车配件 、 如
炭 黑 创立 了低 滚 动 阻 力 的 概 念 , 节 省 燃 油 成 为 使
密封圈 、 胶靴 以及高档消费品。特别 是随着人们 生活 水平 的提高 , 对汽 车 的消 费 量也 逐步 增 多 , 汽
SOz得 到 其最 佳工 艺 条 件 , 得产 品 的平 均粒 径 i , 测 为 2 m, 结 构 为 葡 萄 状 球 形 结 构 。北 京 化 工 0n 其 大学 的何 清 玉等 [l 用超 重 力沉 淀 法 , ”采 也以工 业 水玻璃 、 硫酸 为原 料 , 助剂 及表 面活性 剂存 在 的 在 情况 下 , 应 所 需 时 问 大 大 减 少 , 备 的 纳 米 反 制

纳米二氧化硅的结构及表面改性对橡胶复合材料性能影响的研究进展

纳米二氧化硅的结构及表面改性对橡胶复合材料性能影响的研究进展

专论·综述 合成橡胶工业,2009-11-15,32(6):522~526CH I N A SY NTHETI C RUBBER I N DUSTRY纳米二氧化硅的结构及表面改性对橡胶复合材料性能影响的研究进展许石豪,刘 丰,李小红,张治军3(河南大学特种功能材料教育部重点实验室,河南开封475001) 摘要:分析了纳米Si O2结构及表面改性对其填充橡胶复合材料性能的影响,对比了不同表面改性方法对Si O2增强效果的影响,指出基于良好分散性的适度结构化和高效功能化表面改性是提高Si O2增强橡胶复合材料性能的重要因素。

简要介绍了纳米Si O2在橡胶复合材料中的应用研究现状。

关键词:纳米二氧化硅;结构;表面改性;橡胶纳米复合材料;综述 中图分类号:T Q330138+3 文献标识码:A 文章编号:1000-1255(2009)06-0522-05 近年来,橡胶/无机纳米复合材料以其独特的性能引起了人们的关注,这类复合材料综合了橡胶的韧性、可加工性、介电性和无机粒子的强度、模量、结构稳定性等优良性能,实现了有机高分子与无机纳米材料的分子级复合[1],赋予了橡胶材料许多新奇的特性和规律。

科研工作者对黏土[2]、碳纳米管[3]、蒙脱土[4]、Mg(OH)2等许多无机纳米材料在橡胶基体中的增强作用做了大量研究,并已取得了较为理想的成果。

 纳米Si O2是最早诞生的纳米材料之一,也是目前世界上大规模生产的一种纳米粉体材料。

作为一种优良的结构和功能材料,纳米Si O2具有粒径小、表面活性高、耐高温、无毒、无污染等优点,这为Si O2/橡胶纳米复合材料的研究与开发开辟了新的领域[5-8]。

然而,纳米Si O2较高的表面活性使其在使用过程中极易团聚,而且Si O2与大多数橡胶基体材料相容性较差,这些因素都限制了Si O2在复合材料中性能的发挥。

因此,探讨纳米Si O2独特的微观结构和表面性质对橡胶复合材料机械、黏弹、加工等性能的影响具有十分重要的意义。

纳米SiO2的制备、改性和应用

纳米SiO2的制备、改性和应用
Ka g Ruy n iu Xu Gu xa g C o Jn y o in a ig a
(*J n s n a S no d l c ol in s in u gn 2 0 5; e at e t fC e cl n ier g i gu Xih i e irMideS h o ,Ja gu Lay n a g2 2 0 D p r n h mia E gn e n , a m o i
盐酸。
气 相 沉 积 法 的优 点 是产 品 纯度 非 常 高 , 径小 , 粒
分散度 好 。其缺 点 是 四氯化 硅 较 难合 成 , 艺 复杂 , 工 对设 备要 求高 , 源 消 耗 大 , 能 生产 成 本 高 。气 相 法 制
H2 i SO3— 一 S O2+ HE i 0
气 体混 和在水 解炉 中燃 烧 , 成 高温 水 解 反 应 , 雾 完 烟 状 的二 氧化 硅通过 聚集 器 聚集 , 然后 经 分离器 到脱 酸
炉 中进行 脱 酸处 理 , 即可得 到纳 米 尺 度 的二 氧 化 硅 。
反 应生 成 的 H 1 体 经水 洗 塔水 洗 后 成 为 低 浓度 的 C气
改 性 纳 米 S 2 应用 , 述 了 纳 米 ( 在 应 用 领域 中 表 现 出 的 优越 性 能和 一些 奇异 特 性 。 i 的 O 阐 ) 2 关 键 词 纳 米 S 2 制备 i 0 改 性 应 用
Pr p r to e a a i n,M o i c to n p i a i n o n d f a i n a d Ap lc to f Na o— S 02 i i
相 法 和电 弧法 , 湿法 分沉淀 法和凝 胶法 。工 业 生产 中
主要采 取气 相法 和沉 淀法 。 1 1 气 相法 制备 纳米 SO . i2

纳米SiO2/NR复合材料制备工艺的研究

纳米SiO2/NR复合材料制备工艺的研究
t n e ta in o aur lr bb rlt x i 0% a d t e do a e o n heco c nr to fn t a u e ae s 2 n h s g fna o— S O2i 0 —3 h . i s2 0p r K e wor y ds: n n a o— Si O2;n t r lr b r;c mp st a u a ub e o o ie;p e a a in r p r to
( . giutrl r u t e l mai il n P o es gB a c o p n ,D n h u5 10 C i ; 1 A r l a Po c R ca t nJni rc si rn h C m a g a z o 7 7 0, h a c u d i o a n n
纳 米 粒 子 材料 因具 有 小 尺 寸 效 应 、 面 效应 、 表
匀后 凝 固 , 研究 纳米 S N i / R复合 材料 的制 备工 艺 O 对其 力学 性能 的影 响 。
量子效应等特征 , 使纳米复合材料具备极其重要 的 结 构与 性 能 … 。SO i 粉 体 是一Mehnc n l tc nier gC l g , annU i ri ,D nhu5 13 C ia caia adEe r a E gnei o ee H ia nv sy a zo 7 77, hn ) l c il n l e t
Ab t d :T e p e a ain a d t e me h n c l rp riso a o—S O2 NR o o i sw r t d e y t e s ̄ h rp r t n h c a ia o et fn n o p e i / c mp st e e su id b h e meh d o mu s n c a u ai n h e u t s o e h tt e e c l n c a ia rp ris o a o— SO, NR t o fe li o g l t .T e r s l h w d t a h x el t me h nc lp e e fn n o o s e o t i /

天然橡胶纳米复合材料的研究进展

天然橡胶纳米复合材料的研究进展

专论 综述弹性体,2011 06 25,21(3):70~74CH IN A EL A ST O M ERICS收稿日期:2011-04-19作者简介:李乐凡(1988-),男,广东汕头人,在读本科生,研究方向为高分子材料。

*基金项目:国家自然科学基金资助课题(50773013)**通讯联系人天然橡胶纳米复合材料的研究进展*李乐凡1,李思东2,汪志芬1**(1.海南大学材料与化工学院,海南海口570228;2.广东海洋大学理学院,广东湛江524088)摘 要:综述了天然橡胶纳米复合材料的研究进展,分别介绍了天然橡胶与纳米级二氧化硅、有机蒙脱土、碳酸钙、氧化锌以及碳纳米管等物质组成的复合材料的研究现状。

纳米填料的应用不仅可以改善天然橡胶的性能,而且还赋予橡胶许多新的性质,提高了橡胶产品的性价比。

关键词:天然橡胶;复合材料;纳米复合材料中图分类号:T Q 332.5 文献标识码:A 文章编号:1005 3174(2011)03 0070 05天然橡胶(NR)是一种具有优越综合性能的可再生天然高分子材料,具有高弹性、高强度和耐磨等特点,广泛应用于航空航天、国防军工、轮胎、医用弹性体中,在国民经济建设中占有非常重要的地位。

为了提高NR 的性能,扩大使用范围,通常对其进行化学或物理改性,使用纳米粒子和NR 制成复合材料是其中一种有效的改性方法。

本文就NR 纳米复合材料的研究概况进行了简要的综述。

1 N R /二氧化硅纳米复合材料邱权芳等[1]采用胶乳共混法制备NR/二氧化硅纳米复合材料,红外光谱分析表明,经 -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂(M PS)改性后,纳米二氧化硅表面引入了双键,在引发剂作用下单体甲基丙烯酸甲酯(MM A)成功地接枝在二氧化硅表面的M PS 双键上,天然胶乳通过乳液聚合,橡胶分子链上也接上了聚甲基丙烯酸甲酯(PM MA)。

透射电镜(T EM )分析表明,接枝PMM A 改性的二氧化硅粒子,形成以PM MA 为壳,以SiO 2为核的核-壳结构的粒子,当M MA 与SiO 2质量比为0.3时粒子的分散性最佳,随着M MA 含量的增加分子链相互缠绕,粒子以PM MA 为桥梁而团聚,当M MA 与SiO 2质量比为3时粒径超过100nm,失去了纳米材料的意义。

用纳米SiO2改性胶乳制备新型医用橡胶手套

用纳米SiO2改性胶乳制备新型医用橡胶手套

..........////研究简报用纳米SiO 2改性胶乳制备新型医用橡胶手套敖宁建(暨南大学生物医学工程研究所 广州510632)关键词 纳米SiO 2,天然胶乳,医用手套,性能中图分类号:O611;TQ336 文献标识码:A 文章编号:1000-0518(2005)06-0673-032004-08-20收稿,2004-12-19修回国家自然科学基金资助项目(50063002)由于胶乳手套和避孕套等薄型制品,无法添加许多补强剂,加上医用产品对防老剂的限制,使制品普遍存在性能不够好、储藏期短、易老化发粘等缺点[1]。

已有大量研究工作表明[2~5],高分子材料中引入纳米SiO 2可显著改善上述各项性能。

本文在解决了纳米粒子自聚及粒子电荷作用引起胶乳凝固等问题后,研究了纳米SiO 2对医用天然胶乳制品力学性能和热氧老化性能的影响。

浓缩天然胶乳(中国热带农业科学院实验农场),固含量为60%;硫磺、氧化锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC )、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌等均为市售工业品;纳米SiO 2(浙江舟山明日纳米材料有限公司),粒径为15~50nm 。

TDL-1型电子拉力机;DL-401A 型老化试验箱;H66025型超声清洗仪。

向纳米SiO 2中加入质量分数为2.5%的分散剂(5%焦磷酸钠、40%十二烷基硫酸钠、50%月桂醇聚氧乙烯醚和5%丁二酸双酯磺酸钠),加水配成15%分散体,经超声波(处理电流设在300mA )重复处理3次,每次15~20min ,再陈化12~24h ,离心,分别取质量分数为0.5%、1.0%、2.0%、4.0%和8.0%的纳米SiO 2,与浓缩天然胶乳混合,再混入(以橡胶质量分数计)为1%硫磺、0.5%氧化锌、0.5%二乙基二硫代氨基甲酸锌、0.4%乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、0.5%二硫化四甲基秋兰姆,经超声波(处理电流设在300mA )处理20min ,在50℃经40min 处理,制备预硫化改性胶乳,停放1h 后过滤,浸入手套模,在90℃干燥,脱膜后在清水中沥滤20min ,再补充硫化5h ,制得医用手套,采用热空气老化,在100℃老化33h 。

改性纳米SiO2有机硅室温硫化密封胶研发成功

改性纳米SiO2有机硅室温硫化密封胶研发成功

氟树脂对 比其它塑料价格还是高得 多,为降低 成本和添加其它性能 ,可以和别的聚合物薄膜、非 织造布等进行复合 ,制成物优价适产品。 微孔薄膜 按其发展可 以分为二类 : ( )P F 1 T E树脂粉碎后 ,成为纤维状碎末 ,经湿法 加工制成片状材料 , 称为 P F T E纸型非织造型材料 ; 另一种是 P F 乳化聚合物,轧制成膜后,在低于 TE 聚合物熔融温度单向或双向拉伸,获得拉伸 ( 膨化) PF T E微孔膜 ,其厚度为 O5 ~1 .5 . 0微米,空隙率 7 %,最大孔径 2 - 5 5 0 4 微米。随着拉伸条件不 同, 厚度范 围可 以达到 O0 ~ . 微米 ,平均 孔径 为 .1 1 0 00 - . .2 15微米 ,空隙率 2  ̄9 %,产品耐热 、耐 5 5 化学品,拒油、拒水、不粘附、阻燃、摩擦系数低、 耐老 化 。 ( )具有优异的透湿防水性能的 P F 2 T E微孔膜 , 膜 表面的微孔能防止水份 向内部渗透 ,而内部的水蒸 汽可通过众多微孔 自由散发出去。 P F 短纤及其 非织造布, TE 这种非织造布具有稳定的 由武大光子科技有限公司与武大有机硅新材料 股份有限公司共 同研究开发的改性纳米 SO 建筑 i2 用有机硅室温硫化密封胶 ,近 日被纳入湖北省科技 产业化项 目 科技成果重点新产品计划。 据悉 , 改性纳米 SO i 2建筑用有机硅室温硫化密 封胶 , 主要以四甲基硅烷为原料, 对纳米 SO i 2进行 改性 ,适于提高室温硫化硅橡胶的强度和触变性 , 利用微孔膜拒水透湿特性制成 “ 新颖”化学革 , 在基布上覆盖一层极 薄的微孔膜层合而成。因其价 格较贵 ,在能发挥效果 的前提下,尽可能薄一些。 产 品可制茄克衫等外衣 ,具有超群的防水 ,透湿效 果 ;身骨较好 的料 ,可 以制作休闲鞋等 ,雨天能防

纳米SiO_(2)对粉煤灰复合水泥力学性能与微观孔隙的影响

纳米SiO_(2)对粉煤灰复合水泥力学性能与微观孔隙的影响

纳米SiO_(2)对粉煤灰复合水泥力学性能与微观孔隙的影响苏飞鸣;张向新;刘畅
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】适量的纳米二氧化硅可以提高粉煤灰复合水泥的强度,并促进水泥的二次水化,减少微观孔隙。

然而,由于粉煤灰和纳米SiO_(2)的协同作用较为复杂,为了研究纳米SiO_(2)改性粉煤灰复合水泥的机理,测试了养护28 d时粉煤灰复合水泥抗压强度,并利用SEM、XRD与压汞法等测试手段进行了微观表征。

研究结果表明:纳米SiO2可以有效提高粉煤灰复合水泥的强度,并且还细化了其孔隙结构,增加了水泥中少害孔与无害孔的占比。

当纳米SiO_(2)的掺量为3%时,抗压强度最高且孔隙率最低。

【总页数】5页(P119-123)
【作者】苏飞鸣;张向新;刘畅
【作者单位】广西大学土木建筑工程学院;招商局蛇口工业区控股股份有限公司;悉尼科技大学信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.041
【相关文献】
1.苯丙乳液与纳米SiO_(2)复合改性超细水泥胶浆的力学性能
2.纳米SiO_(2)改性纤维增强普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合材料早期性能及微观结构
3.纳米
SiO_(2)/VAE胶粉复合改性水泥基材料的力学性能及抗裂性能4.纳米SiO_(2)对水泥浆体孔隙和微观力学性能的影响5.烧结温度对SiO_(2f)/SiO_(2)陶瓷基复合材料的微观结构和力学性能的影响
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硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性及其分散稳定性

硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性及其分散稳定性

硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性及其分散稳定性一、本文概述随着纳米技术的迅速发展,纳米材料因其独特的物理化学性质在多个领域展现出广泛的应用前景。

其中,纳米二氧化硅(nano-SiO2)因其高比表面积、优异的物理和化学稳定性以及良好的光学性能等特点,被广泛应用于橡胶、塑料、涂料、陶瓷、医药等领域。

然而,纳米SiO2粒子由于具有高的比表面积和表面能,容易团聚形成大的颗粒,导致其分散稳定性差,限制了其在许多领域的应用。

因此,对纳米SiO2进行表面改性以提高其分散稳定性成为研究的热点。

硅烷偶联剂KH570作为一种重要的有机硅化合物,其分子结构中的乙烯基和甲氧基硅烷基团可以与纳米SiO2表面的羟基发生化学反应,形成稳定的化学键合,从而实现对纳米SiO2的表面改性。

本文旨在研究硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的表面改性效果及其分散稳定性的影响。

通过对比改性前后的纳米SiO2粒子的物理化学性质、表面形貌、分散稳定性等方面的变化,揭示硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2的改性机理,为纳米SiO2在各个领域的应用提供理论基础和技术支持。

本文首先介绍纳米SiO2的基本性质和应用领域,然后阐述纳米SiO2分散稳定性的重要性以及目前常用的表面改性方法。

接着详细介绍硅烷偶联剂KH570的结构特点、改性原理及其在纳米SiO2表面改性中的应用。

通过实验研究和表征手段,探讨硅烷偶联剂KH570对纳米SiO2表面改性的效果及其对分散稳定性的影响。

总结硅烷偶联剂KH570在纳米SiO2表面改性中的应用前景,为相关领域的研究提供有益的参考。

二、材料与方法本实验主要使用的材料包括纳米SiO2粉末(购自某化学试剂公司,纯度≥5%,平均粒径约为20nm)、硅烷偶联剂KH570(购自某化学试剂公司,纯度≥98%)、无水乙醇(购自某化学试剂公司,纯度≥7%)、以及去离子水。

硅烷偶联剂KH570的制备采用标准的化学合成方法。

在无水乙醇中,将适量的KH570与催化剂混合,然后在恒定的温度下进行搅拌反应。

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任 , 究方向: 研 化学化工教 学及 高等职业技术教育 , 广西 [ 中图分类号 ] Q3 3 T 3 [ 文献标识码 ] A
南宁,30 1 50 0 [ 文章编 号] 0 7 7 2 ( 08 O 一 OO 0O 10 — 7 3 2 O )8 D 3 一 O3
天然橡 胶纳 米改性 是采 用现 阶段 的纳米技 锌 5 ; . 促进剂 D .; 0 M 1 促进剂 D0 ; 5 . 硫黄 2 5 . 0。
工业职业技术 学院助教 , 学硕 士 , 究方向 : 工 研 高分子材料 改性与复合材料 , 广西 术学院高级 工程师 , 究方向 : 研 高分子材料加 工与改性 , 广西 南宁 ,30 1 周秋 民 , 西工业职业技 500 ; 广 南宁,3 0 1 张 良军 , 50 0 ; 广西工业职业技术 学院副教授 , 系主
直接加入胶清橡胶中网 研究纳米 S J , i 胶清橡胶复 X B D型平板硫化机上硫化后 , 0 L— 取出停放 2 , 4 制 h 合材料 的制备工艺和力学性能 。 得纳米 S 2 i/ 0 胶清橡胶复合材料。


材料与方 法
( ) 一 材料
( )纳米 so 五 iJ胶清橡胶复合材料综合力学 性 能测 试
出优越的综合 陛能 。纳米 SO 对橡胶具有较好的 i 在机械搅拌作用下 , 将一定量的改陛剂制成溶 增强效果 ,同时还可以改善胶料 的撕裂性能以及 液, 加入胶清中搅拌均匀。 再将纳米 S i 乳液加入 O
( ) 米 SO 乳 液 的制备 三 纳 i 在机械搅拌作用下 , 将一定量 的 N S 3 H0 ai ・ 2 0 9
与其他部件的黏合性能 , 在彩色 、 浅色和透 明制品 到~定量的胶清 中并混合均匀 , 以乙酸凝 固, 静置 中应用广泛[] 5 。但其亲水性较强 , 1 6 与烃类橡胶分子 停放 8 用水浸泡 , h。 除去副产物 N C 和多余的乙 a1 的相容性也不如炭黑好 , 若不进行改性 , 直接大量 酸,51 7  ̄干燥 , 2 制得纳米 s J i 胶清橡胶 。将所制备 o 填充 , 会影响胶料的力学性能[ 7 】 。本实验采用乳液 的纳米 s j i 胶清橡胶与其他配合剂在开放式炼胶 o 共沉法 , 将制备 的纳米 SO 乳液 , i 经改性剂改性 , 机上混炼 ,出片后停放 6 h,测其正硫化时间, 在
纳米 S 改性天然胶清橡胶力学性能的研究 i O2
孟 学林 , 尹 丽 , 周秋 民, 良军 张
[ 摘 要 ] 文章采用乳液共沉法原理 ,将 Nai a9 0 与盐酸在助剂的作用下生成的纳 米 SO。 SO  ̄H2 i 乳液 与天然橡胶胶 清共混 ,凝 固后制得纳米 / 清橡胶复合材料。研 究改性剂的种类、硅烷偶联剂 KH- 7 胶 5 0用量及纳米 SO 的用量对纳米 i: S / i 胶清橡胶复合材料力学性能的影响 , O2 获得最佳的制备 工艺条件 。 [ 关键词 ] 乳液共沉法 ;纳米 SO ;复合材料 i [ 基金项 目] 广西教 育厅科研 项 目( 桂教科研 【 O]4号) 2 73 0 [ 作者简 介] 孟学林 , 西工业职业技 术学院助教 , 广 工学硕士 , 研究方向 : 细化 学品 , 精 广西 南宁,3 01 尹丽 , 西 50 0 ; 广
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20 年 第 0 08 8期 ( 总第 9 9期)
沿 海 企 业 与 科 技
C AS AL E E RI ES AND S I NCE & T HNOL O T NT RP S CE EC OGY
NO. 82 0 0 ,0 8 C mu ai ey N0. 9 u lt l v 9
将制得的纳米 SO 胶清橡胶复合材料裁片 , iJ _O 场橡胶 加工厂生产 ; 盐酸 、 硅酸钠 、 乙酸、 氯化钠 、 用 L 5A型拉力试验机测定其综合力学性能。参 BT 2 — 2 B 2— I T 乙二胺 四乙酸钠等 , 均为化学纯 , 广州化学试剂厂 照 G /5 89 和 G /5 99 标准 ,测定试样的 定伸应力 、 永久 变形、 撕裂强度等。 生产 ; 聚乙烯 醇、 硬脂 酸 、 氧化锌 、 D 硫黄等 , 拉伸强度 、 促 M、 均为橡胶工业常用原料。 二、 结果与讨论 ( ) 化胶 基本 配方 二 硫 ( )改 性剂 种 类对 纳 米 SO 胶 清 橡胶 复合 一 i 天然橡胶胶 清 ,中国热带农业科学院实验农 胶清橡胶 10 纳米 SO ; 0; i2 0 硬脂酸 2 ; 2 . 氧化 材 料力 学性能 的影 晌 0
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术, 对低性能 、 低质量 、 低档次的橡胶产 品、 胶清胶
等进行改性 , 开发出新型天然橡胶复合材料 唧。 我 国每年都有大量 的胶清胶 ,这些胶清胶橡胶烃 溶液滴加到装有 H 1 C 、成核剂 ( l1 AE )与分散剂 E T 的锥形瓶中, 加入 N C 溶液 , a1 生成 S i 溶 O 含量低 、 处理费用高 , 如能广泛应用纳米技术进行 ( D A) 在一定温度下搅拌一定时间, S 将 i 溶胶滴加 O 改性 , 其经济效益相当可观[1 24 1] 3 。纳米 S i 是一种 胶 。 O 轻质超细非晶固体材料 ,由于纳米粒子的小尺寸 到含有改性剂的另一部分 N S0 "H0溶液中 , ai3 2 9 反 效应 和表面效应 , 使纳米 S i 具有很强的亲和力 , 应一定时间, O 陈化 3rn 得纳米 S 0 i, a i 乳液。 O 能与很多高聚物 清 橡胶 复合 材料的 制备 i
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