聚合物改性纳米二氧化硅的制备与摩擦学性能
关节轴承自润滑材料摩擦学性能及轴承寿命预测研究现状
自润滑关节轴承由于具有结构简单、承载能力强、适应温度范围广、在服役过程中无需添加润滑剂等特点，被广泛应用在航空航天、水利电力、军工机械等行业。
与此同时，高端、精密、大型装备的发展对自润滑关节轴承的摩擦学性能、使用寿命和可靠性提出了更高的要求。
自润滑关节轴承所使用的自润滑材料性能直接决定了轴承的寿命和性能水平，因此开展对自润滑材料性能的研究成为提高自润滑关节轴承质量和延长其寿命的关键。
自润滑关节轴承通过在轴承外圈内侧粘结、镶嵌固体润滑材料或者表面改性生成润滑膜层等方式形成润滑结构，该部分润滑结构与轴承内圈形成自润滑摩擦面。
图1所示为轴承分别以内侧粘结PTFE衬垫、表面溅射沉积碳基薄膜的方式实现自润滑。
图1 自润滑关节轴承结构：(a) 衬垫类自润滑关节轴承；(b) 碳基薄膜型自润滑关节轴承目前，自润滑衬垫材料大致分为三种，即金属背衬层状复合材料、聚合物及其填充复合材料和PTFE纤维织物复合材料。
自润滑衬垫材料的摩擦学性能、衬垫粘结前的处理方式、粘结方式、编织纹路等因素影响着自润滑关节轴承的使用性能。
关节轴承自润滑衬垫材料摩擦学性能衬垫类关节轴承利用粘结剂将织物衬垫粘结到轴承外圈内表面作为润滑层，将轴承内外圈之间的钢对钢摩擦转化为编织物对钢的摩擦，在保证轴承自润滑的同时降低摩擦系数。
目前，国内外学者对衬垫类关节轴承的摩擦磨损性能研究大都集中在衬垫材料性能的优化方面，通过对织物衬垫复合材料改性、优化编织结构、改变纤维的捻制方式和衬垫层数，以及对摩擦对偶面进行表面织构等手段提高关节轴承的减摩耐磨性能。
01衬垫材料的组分衬垫类自润滑关节轴承大都以低摩擦聚合物为主要成分，如聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰胺（PA）、聚酰亚胺（PI）等。
目前国内外轴承企业大都以PTFE作为衬垫材料的主要成分，同时填充其他功能性纤维。
聚四氟乙烯是有机高聚物，分子结构是C₂F₂，其中C、C原子以及C、F原子之间都以共价键结合，具有较大的结合能，如图2所示，分子链之间极易滑移，表现出低摩擦的特性。
聚氨酯／纳米二氧化硅复合材料的研究进展
聚氨 酯 （ Ｕ） 由多异 氰 酸酯 与 多元 醇通 过 加 Ｐ 是 聚反应 而形成 的高 聚物 ， 重 复 结 构单 元 是 氨基 甲 其 酸酯链 段 。聚氨酯 具有 弹性 体 和塑 料 的性 质 ， 有 具
的表 面效 应 、 子 尺 寸 效 应 和 体 积 效 应 等 ， 纳 米 量 使
摘 要 ： 述 了聚 氨 酯 ／ 米 二 氧 化 硅 复 合 材 料 的研 究 进 展 。 主要 介 绍 了纳 米 ＳＯ 对 聚 氨 酯 的 改 性 机 理 、 氨 综 纳 ｉｚ 聚 酯／ 纳米 二 氧 化 硅 复 合 材 料 的 制 备 方 法 ， 对 该 复合 材 料 的发 展 提 出 了 自 己的 看 法 。 并 关键词 ： 聚氨 酯 ｉ 纳米 复合 材 料 ｝ 复合 材 料 制 备 ； 米 二 氧 化 硅 纳 中 图分 类 号 ： Ｑ３ ３ ８ Ｔ ２ ． 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：６ ４ ９ ９２ ０ ） ５ ００ ４ １ ７ —０ ３ （０ ８０ —０ １ —０
ＳＯ 复合 材料 表 现 出传 统 聚 氨 酯 树 脂 不 具 有 的优 ｉ：
异 性能［ 。聚氨酯 ／ 米 ＳＯ ６ ］ 纳 ｉ 复合 材料综 合 了聚氨
酯 和纳 米 ＳＯ。的优 良特 性 ， ｉ 只要 加 入 少量 的 ＳＯ ｉｚ
良好 的耐磨性 、 力学性 能 和减震性 等 ， 一种用 途广 是
被用来增强 Ｐ 以提高其耐热性［ 。纳米 Ｓ０ 在 Ｕ， ５ ： ｉ２
工业 上通常 称 为 “ 微 细 白炭 黑 ” 超 。纳 米 ＳＯｚ 有 ｉ 特
硅 是 比较常 用 的纳米材 料 。通过 纳米 二氧 化硅对 聚 氨 酯树脂 的改性 ， 高聚 氨酯树 脂 的强度 、 提 韧性 和耐
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — １ ２ ０— ５ ９ 作 者 简 介 ： 荣 顺 ， 读研 究 生 ， 麦 在 主要 研 究 课 题是 纳 米 润 滑 油 添 加剂 的制 备 与 摩 擦 性 能 。
纳米二氧化硅复合材料的应用研究进展
武 利 民 等 通 过 原 位 聚 合 、高 速 剪 切 法 分 散 共 混 和球磨法分散共混等 ３ 种方法制备丙烯酸酯／纳米 ＳｉＯ２ 复合乳液， 以相同的方法制备丙烯酸酯／微米 ＳｉＯ２ 复合乳液［１４］。结果表明， 共混法制得的纳米复 合 物 的 拉 伸 强 度 、断 裂 伸 长 率 和 玻 璃 化 转 变 温 度 随 纳米 ＳｉＯ２ 含量 的增加先 上升然后逐 渐 下 降 。 涂 层 对紫外光的 吸收和透过 随纳米 ＳｉＯ２ 含 量 的 增 加 分 别呈上升和 下降趋势， 而 微米 ＳｉＯ２ 复 合 丙 烯 酸 酯 乳液， 其涂层对紫外光的吸收和透过基本不受微米 ＳｉＯ２ 的影响。 ２． ３ 纳米 ＳｉＯ２／硅橡胶复合材料
纳米 ＳｉＯ２ 具有小尺寸效应、表面界面效应、量 子 尺 寸 效 应 、 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， 以及在高温下 仍具有的高强、高韧、稳定性好等奇异特性， 纳米 ＳｉＯ２ 可广泛应用于各个领域， 具有广阔的应用前景 和巨大的商业价值。例如： 纳米二氧化硅在橡胶、
纳米二氧化硅
纳米级二氧化硅目录编辑本段编辑本段纳米二氧化硅应用领域1 在涂料领域纳米二氧化硅（SP30）具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表现出极大的活性，能在涂料干燥时形成网状结构，同时增加了涂料的强度和光洁度，而且提高了颜料的悬浮性，能保持涂料的颜色长期不退色。
在建筑内外墙涂料中，若添加纳米氧化硅（SP30），可明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性、防流挂、施工性能良好，尤其是抗沾污染性能大大提高，具有优良的自清洁能力和附着力。
纳米SiO2还可与有机颜料配用，可获得光致变色涂料，M．P ．J ．Peeters等用溶胶凝胶法合成了含纳米二氧化硅（同VK-SP30）的全透明的耐温涂料 H．Schmidt等合成了很厚的含纳米SiO2的涂料，并耐高温，在500℃下没有出现裂缝，Fayna Mamme ri等合成了P MMA- SiO2纳米涂料。
明显增强了涂料的弹性和强度。
纳米氧化硅（同VK-SP30）具有常规SiO2所不具有的特殊光学性能，它具有极强的紫外吸收，红外反射特性。
经紫外一可见分光光度计测试表明，它对波长400nm以内的紫外光吸收率高达70%以上，对波长800nm 以外的红外光反射率也达70％以上，它添加到涂料中能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和热老化的目的，同时增加了涂料的隔热性，徐国财等通过纳米微粒填充法，将纳米氧化硅作掺杂到紫外光同化涂料中，明显地提高了紫外光固化涂料的硬度和附着力，还减弱了紫外光同化涂料吸收UV辐射的程度，从而降低了紫外光同化涂料的同化速度。
2 在粘结剂和密封胶领域密封胶和粘结剂是量大、使用范围广的重要产品。
产品粘度、流动件、旧化速度等有严格要求。
目前，国内高档的密封胶和粘结剂都依赖进口。
据介绍，国外在这个领域的产品已经采用纳米材料作添加剂，而纳米二氧化硅是首选材料。
其作用机理是纳米SiO2表面包覆一层有机材料，使之具有疏水特性，将它添加到密封胶中能很快形成一种网络结构，抑制胶体流动，同化速率加快，提高粘接效果，同时由于颗粒细小，更增加了胶的密封性。
纳米二氧化硅在建筑涂料中的应用
二氧化硅在建筑涂料中的应用概述纳米二氧化硅是一种不溶于水和酸的非金属酸性氧化物，俗称白炭黑，属于超细纳米级，微结构为球形、成絮状和网状的颗粒粉物。
二氧化硅分子结构中存在大量的不饱和残键和不同状态的羟基，可与涂料中的某些集团发生键和作用。
以此来改善涂料的热稳定性和化学稳定性。
二氧化硅极强的活性减少了紫外线照射造成的期漆膜粉化等。
二氧化硅在漆膜干燥后会形成网络结构，对于改善漆膜的耐老化、光洁度、强度和防腐具有显著的功效。
一、纳米二氧化硅的应用和制备纳米二氧化硅的应用范围非常广泛，在光纤、医药、涂料、橡胶、油墨、造纸等领域纳米二氧化硅因其特有的物理化学性能备受青睐。
纳米二氧化硅的应用领域的不同，其合成工艺和制备方法存在差异。
纳米二氧化硅的的制备方法分为物理法和化学法两种。
（一）物理法：既是指利用机械球磨进行粉碎已达到粒径在1-5微米的产品。
(2)化学法：主要包括气相法、液相法、沉淀法、离子交换法等。
气相法也是目前主要的生产方法。
而建筑涂料所用的纳米二氧化硅也正是以气相二氧化硅为主。
是利用氯硅烷在氢氧火焰中高温水解制得的气相二氧化硅（俗称气相法白炭黑）是一种白色、无毒、无味、无定形的无机精细化工产品。
三、气相纳米二氧化硅在涂料的具体应用（一）流变性流变性是涂料的重要性能，它直接影响到涂料的外观、施工性能及贮存稳定等性能。
而不同涂料体系对流变助剂的要求也有差异。
但对于大部分流变助剂都是形成氢键而起作用，纳米二氧化硅在水性建筑涂料体系中，水分子与气相法二氧化硅会形成氢键，氢键键合羟基在涂料体系中极易形成均匀的三维网状结构，二氧化硅网络能够有效地阻止涂料在固化过程中的流挂现象，使涂层均匀。
但是在水性体系的建筑涂料领域，气相二氧化硅的添加有一定量的加入，加入不足时达不到预期的效果，当加入量过大时既增加了产品的成本，反而因为水分子与气相二氧化硅形成过量的氢键会大大影响其作用，导致产品体系有肝化的趋势。
最终导致产品质量的下降。
纳米二氧化硅对白水泥基3D打印材料结构变形、流变及力学性能的影响
硅 酸 盐 通 报
BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY
Vol. 40 No. 6 June,2021
纳米二氧化硅对白水泥基 3D 打印材料结构变形、 流变及力学性能的影响
金 源1,徐嘉宾1,孙登田2,陈明旭1,黄永波1,芦令超1,程 新1
JIN Yuan1 , XU Jiabin1 , SUN Dengtian2 , CHEN Mingxu1 , HUANG Yongbo1 , LU Lingchao1 , CHENG Xin1
(1. Shandong Provincial Key Laboratory of Preparation and Measurement of Building Materials, University of Jinan, Jinan 250022, China; 2. Shandong Provincial Township Enterprise Quality Supervision and Inspection Centre of Building Materials, Taian 271000, China)
1856 3D 打印水泥基材料
硅 酸 盐 通 报
第 40 卷
0 引 言
3D 打印作为智能制造技术中极为重要的一部分,已经被成功应用在陶瓷、高分子材料等领域[1-2] 。 然 而,其在建筑材料领域的发展仍处于起步阶段[3-4] 。 与传统建筑成型工艺相比,3D 打印技术是基于数字化的 三维模型,将材料通过螺杆搅拌挤出和层层叠加打印的方式来获得三维实体结构[5] 。 建筑材料 3D 打印具 备很多优点,包括:①建造速度快,可以缩短工期;②打印异形结构,定制化强;③减少扬尘的产生,保护环境; ④减少人工的使用,降低成本[6] 。
二氧化硅微米球与纳米粒子膜间的摩擦研究
成 了摩擦学领域 的重要研究课题 。纳米摩擦学是在 纳米尺 度上研究摩擦 界面上的行为、变化 、损伤及其 控制。由此可见 ，要保证微 纳米光 机电系统的正 常和 长久运行 ，各运动部件必须加 以合适的润滑处理。 在微纳米光机 电系统 的研究和开发 中， 自组装单 层膜 （Ａ Ｓ Ｍ） 由于其 可 以形 成分 子厚 度 膜而 倍受 关 注 ，同时被广 泛 地用 作润 滑 剂 。 以往 的纳米 摩 擦研究 主要集 中在用 扫描探针在非 常光滑 的不 同表 面 样 品表 面扫描来研究 纳米摩擦 现象 。考虑 到微纳米光 机 电系统普 遍使 用 的硅片 的表 面粗糙 度 在 １ ｍ左 ０ｎ 右 ，因此在本研究 中作者 主要是通过在光滑 的基片 上旋涂一层二 氧化硅 纳米粒子膜来模拟表 面 ，并采用 原子力 显微 镜胶 体探 针 （ 尖为 ５ ｍ球 形 ＳＯ ） 针 ｉ： ， 分别对有无正辛基三氯硅烷修饰时 ，该体系 的纳米摩
ｒｕ ｈ ｅｓｗ ｓｆｕ ｄ ｔ ｅ ５ ｏ ｇ ｎ ｓ ａ ｎ ｂ （ ７±１ ７ ｌ． ｙ ｕｉｇｃｌ ｉａ ｐｏ ｅａｏ ｃｆｒｅｍｉｒｓｏ ｅｔ ｂ ｌｇｃｌｉｔｒｃｉｎ ｅｅ ｏ ｏ ． ）ｎｎ Ｂ ｓ ｏｌ ｄ ｌ ｒｂ ｔｍｉ ｏｃ ｃｏｃ ｐ ｒ ｏｏ ｉａ ｎｅａｔ ｓｗ ｒ ｎ ｏ ｉ ｏ
ｉｖｓｇｔ ｅ ｒ ａｄａ ｅ ｎｏｔｌｉ ｌ ｓａｅ Ｃ ）ｕ ｃ ｏａｚｔ ｎｆ ｌ ａｎｎｐｒｃ ｌ Ｔ ｅａｈｓ ｎａｄｆｃ ｎｅｔ ａ ｄｂｆ ｅ ｎ ｆ ｒ － ｙ ｒ ｈｏ ｉ ｎ （ ８ ｆｎｔ ｎｌａ ｏ ｒ ｉｃ ａ ｏａ ｉ ｅ ｍ． ｈ ｅｉ ｉ ｉ ｅ ｏ ｔ ｃ ｔｃ ｒ ｌ ｏ ｉ ｉ ｉ ｏ ｓｉ ｔｌｆ ｉ ｄ ｏ ｎ ｒ—
２ １ 年 ６月 ０１
润滑与密封
纳米二氧化硅表面改性条件优化论文
纳米二氧化硅表面改性条件优化【摘要】引入微波有机合成技术对纳米sio2进行表面改性，考察了偶联剂、微波功率和辐照时间、浓硫酸用量等对纳米sio2表面处理的影响，并通过红外光谱和热失重测试考察了粉体表面化学结构及改性情况。
实验得出的纳米sio2表面处理的最佳工艺条件为：偶联剂的用量为6%（质量百分含量），微波功率为320w，硫酸用量为1.25%（质量百分含量），微波辐射反应时间为15min。
【关键词】纳米二氧化硅；表面处理；微波对于用熔融共混法制备的纳米复合材料而言，无机粒子能在聚合物中作纳米级的原生粒子分散是决定材料性能改善的最重要因素之一。
粒子在塑料中分散粒径大小及分散均匀性对填充改性塑料的性能及其均匀性影响很大。
因此解决自身团聚很强的纳米粒子在材料中的分散性问题，成为制备性能优良复合材料的关键点，也是难点之所在。
纳米sio2为无定形白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，其呈现出絮状和网状的准颗粒结构。
由于纳米sio2表面能大，易于团聚，通常以二次聚集体的形式存在，限制了其超细效应的充分发挥，在有机相中难以浸润和分散。
目前，对纳米sio2的改性方法有多种，通常采用的是硅烷偶联剂法。
硅烷偶联剂由于具有双反应功能团[1]，能使填料与聚合物的结合界面以化学键相连，从而提高填料的补强性能[2～4]。
微波是一种波长从1mm到1m左右的超高频电磁波，具有物理、化学、生物学效应。
在电磁场中，体系介质产生极化取向，相邻分子间由于分子热运动产生强烈的相互作用，极性分子产生“变极”效应，由此产生了类似摩擦作用，使极性分子瞬间获得能量，以热量形式表现出来，介质整体温度同时随之升高。
微波还存在一种不是由温度引起的非热效应，微波作用下的有机反应，改变了反应动力学，降低了反应活化能。
以上特性使得微波加热有机反应具有传统加热法所无法具备的优点，反应速度快，效率高。
本文作者采用微波法对纳米sio2进行表面改性，考察了偶联剂用量、微波功率、硫酸用量对改性效果的影响，探讨了最佳表面改性条件，并对改性后的纳米sio2进行了表征。
KH550改性SiO_(2)TPU复合材料的制备及性能研究
第49卷第4期2021年2月广㊀州㊀化㊀工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.4Feb.2021KH550改性SiO 2/TPU 复合材料的制备及性能研究∗张于弛1,2,江丽芳1(1闽江学院海洋学院,福建㊀福州㊀350108;2福建省中国漆新型材料工程研究中心,福建㊀福州㊀350108)摘㊀要:采用硅烷偶联剂(KH550)对SiO 2进行表面改性,采用溶液共混法制备了SiO 2/TPU 复合材料,探究了不同改性工艺条件对SiO 2的改性效果,以及SiO 2添加量对复合材料力学性能的影响㊂实验结果表明,反应时间4h㊁温度60ħ㊁KH550浓度40%时对SiO 2的改性效果最佳,并制备SiO 2/TPU 复合材料,通过力学性能比较,添加量为1%时复合材料的综合力学性能较好,同时能提高热稳定性㊂关键词:TPU;SiO 2;复合材料;力学性能㊀中图分类号:TQ327.6㊀文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2021)04-0041-03㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀∗基金项目:福建省教育厅青年项目(JAT170454);闽江学院科研项目(MYK17019,MYK18028)㊂第一作者:张于弛(1980-),女,副教授,主要从事复合材料研究㊂Preparation and Properties of KH550Modified SiO 2/TPU Composites ∗ZHANG Yu -chi 1,2,JIANG Li -fang 1(1Ocean College,Minjiang University,Fujian Fuzhou 350108;2Fujian Engineering and Research Center of New Chinese Lacquer Materials,Fujian Fuzhou 350108,china)Abstract :SiO 2was grafted with silane coupling agent (KH550).SiO 2/TPU composites were prepared by solution blending method.The effects of different modification conditions on the modification of SiO 2and the effect of SiO 2addition on the mechanical properties of the composites were investigated.The experimental results showed that the best modification effect was obtained when the reaction time was 4h,the temperature was 60ħ,and the concentration of KH550was 40%.Through the comparison of mechanical properties,the composite with 1%addition had better comprehensive mechanical properties,at the same time,it could improve the thermal stability.Key words :TPU;SiO 2;composites;mechanical properties聚合物基纳米复合材料能够在低填充量下显著改善物理和工程性能[1-2]㊂由于商业上可买到的纳米颗粒通常是由于其高表面能而聚集的,因此在复合材料制造过程中,纳米颗粒团聚的破坏被证明是充分发挥纳米颗粒作用的关键问题[2]㊂将纳米粒子的表面特性由亲水性变为疏水性,对于增加填料/聚合物基体的相容性是至关重要的㊂通过改变接枝单体,可以有效地改进纳米复合材料中的界面相互作用㊂热塑性聚氨酯(TPU)是一类重要的塑料,具有弹性㊁透明性㊁耐油性㊁耐油性和耐磨性㊂TPU 有许多应用,包括汽车仪表板㊁脚轮㊁电动工具㊁体育用品㊁医疗器械㊁传动带㊁鞋类以及各种挤塑薄膜㊁片材和型材应用[3]㊂二氧化硅(SiO 2)是一类重要的无毒㊁稳定㊁耐高温的无机填料,广泛应用于橡胶㊁塑料㊁涂料㊁印刷品和化妆品等领域[4]㊂然而,由于SiO 2表面羟基的亲水性,使得其在聚合物基体中容易团聚,难以分散[5]㊂用硅烷偶联剂对SiO 2粒子进行表面改性,可以减少SiO 2表面羟基的数量,使粒子由亲水性变为疏水性㊂使其可在聚合物基体中获得更好的分散性和相容性㊂本论文采用硅烷偶联剂(KH550)对纳米SiO 2进行改性,研究最佳的改性工艺,以提高SiO 2在有机溶剂中的分散性,抑制其团聚,制备SiO 2/TPU 复合材料,并对SiO 2/TPU 复合材料的结构与性能进行测试与表征㊂1㊀实㊀验1.1㊀实验原料热塑性聚氨酯(TPU,聚酯型),东莞宏德;KH550,广州市中杰化工有限公司;SiO 2,江苏天行新材料有限公司;冰醋酸㊁N,N -二甲基甲酰胺(DMF)㊁无水乙醇试剂等由国药试剂提供,均为化学纯㊂1.2㊀实验方法(1)KH550改性SiO 2的制备称取0.8g KH550溶解在4g 去离子水中,并用冰醋酸调节至pH =3㊂称取2g 纳米SiO 2于250mL 圆底烧瓶中,加入200mL 的乙醇/水的混合溶液(乙醇 水=1 1),超声分散30min,后向SiO 2分散液中加入KH550溶液㊂60ħ下恒温磁力搅拌并回流一定时间,离心分离,无水乙醇洗涤3~4次,除去SiO 2表面反应的KH550,于80ħ烘箱中干燥24h,研磨备用㊂(2)KH550改性SiO 2/TPU 复合材料的制备42㊀广㊀州㊀化㊀工2021年2月将TPU 溶解在DMF 中(质量比1 5),称取0.03g SiO 2于DMF 中,超声分散30min,加入到TPU 溶液中,搅拌均匀并超声分散30min,后置于真空干燥箱中真空脱泡20min,倒一定量的溶液于平整的表面皿中,放入真空烘箱中50ħ成膜,分别制备含0.4%㊁1%㊁1.5%㊁2%不同添加比例的复合材料膜㊂后采用XCS -101-200型冲片机(承德精密试验机有限公司)裁样后得到试样㊂1.3㊀测试及表征红外表征在傅里叶红外光谱仪(is 5,美国赛默飞)上进行㊂扫描范围为500~4000cm -1,其中SiO 2㊁KH550改性的SiO 2粉末采用KBr 压片制样;微观形貌测试在扫描电子显微镜(SU8010,日本日立)进行,测试样品为SiO 2和KH550改性的SiO 2形貌,喷金时间为30s;分散稳定性:考虑DMF 是TPU的良溶剂,因此,分散稳定性主要考察改性前后SiO 2在DMF 中的分散状况,浓度为0.5mg /mL,观察试样的分散情况;拉伸性能在电子万能(拉力)试验机(CMT4104,美斯特工业系统有限公司)上进行㊂测试在室温下进行,拉伸速度为50.0mm/min㊂每个配比测试5~6个试样,并取平均值;热重分析在差热分析仪(STA449f3,德国耐驰)上进行,N 2气氛中,以10ħ/min 的速率从30ħ升温至600ħ㊂2㊀结果与讨论2.1㊀KH 550改性SiO 2的红外表征KH550对SiO 2表面改性后,在3425cm -1和1630cm -1归属于SiO 2表面的OH 伸缩振动吸收峰㊂1089cm -1和795cm -1归属于Si -O -Si 的反对称伸缩振动吸收峰和弯曲振动伸缩峰,比未改性的SiO 2有明显增强㊂对比红外谱图还可以发现改性后的SiO 2在2925㊁2970cm -1处出现了甲基和亚甲基的C -H 伸缩振动峰,该峰归属于KH550上的-CH 2的吸收峰㊂以上说明KH550成功接枝到SiO 2表面㊂图1㊀SiO 2㊁KH550-SiO 2的FTIR 图Fig.1㊀FTIR spectra of SiO 2and KH550-SiO 22.2㊀KH 550改性SiO 2的SEM 表征由图2改性前后SiO 2的SEM 对比可知,SiO 2由于表面含有大量的羟基,表面能较高,团聚在一起,KH550改性过的SiO 2,能较好地分散,这说明纳米SiO 2表面的羟基与偶联剂发生了作用,使得纳米SiO 2表面形成了较大的空间位阻,较为有效的阻止纳米SiO 2粒子的团聚,使得纳米SiO 2粉体的分散性得到有效的提高㊂图2㊀SiO 2(a)和KH550-SiO 2(b)的SEM 图Fig.2㊀SEM of SiO 2(a)and KH550-SiO 2(b)2.3㊀KH 550改性SiO 2工艺优化2.3.1㊀反应时间的影响控制反应温度为60ħ,KH550的质量分数为40%,反应时间为3㊁4㊁6h㊂反应时间对改性纳米SiO 2的红外光谱影响如图3所示㊂图3㊀反应时间对SiO 2分散相体积的影响Fig.3㊀Effect of reaction time on the volume of SiO 2dispersed phase观察改性后3d 的纳米SiO 2的沉降性,反应时间对纳米SiO 2分散相体积的影响如图3所示,由图3可知,反应3㊁4㊁6h 得到的纳米SiO 2在DMF 中的分散稳定性基本较好,静置3d 后分散相体积维持在20mL 左右,分散4h 效果优于3h 和6h㊂反应达到4h 时,两者之间的反应达到饱和,继续反应,KH550已经不能接枝在SiO 2表面㊂2.3.2㊀反应温度的影响反应时间为4h,KH550的质量分数为40%,反应温度分别为40㊁60㊁80ħ,反应温度对SiO 2分散相体积的影响见图4㊂图4㊀反应温度对SiO 2分散相体积的影响Fig.4㊀Effect of reaction temperature on the volume of SiO 2dispersed phase 由图4可知,三组改性的SiO 2在DMF 溶液中都表现了良好的分散性,反应温度为60ħ时,改性的SiO 2在DMF 中的沉降稳定性最好,对比未改性的SiO 2,反应温度为60ħ时,KH550对SiO 2的改性可以明显提高SiO 2在DMF 中的分散稳定性[6]㊂2.3.3㊀KH550用量的影响第49卷第4期张于弛,等:KH550改性SiO 2/TPU 复合材料的制备及性能研究43㊀反应温度60ħ,反应时间4h,KH550用量分别为30%㊁40%和50%,KH550对SiO 2沉降稳定性的影响如图5所示㊂图5㊀KH550用量对SiO 2分散相体积的影响Fig.5㊀Effect of KH550dosage on the volume of SiO 2dispersed phase 由图5可知,KH550用量为40%分散效果最佳,KH550继续增加到50%分散相体积略有所下降,这可能是由于纳米SiO 2表面包覆的KH550达到了一定的数量,继续增加KH550用量,反而不利于纳米SiO 2的改性,因此最佳偶联剂KH550浓度为40%㊂2.4㊀SiO 2的用量对TPU复合材料力学性能的影响图6㊀SiO 2添加量对力学性能的影响Fig.6㊀Effect of SiO 2addition on mechanical properties图6为纯TPU 及SiO 2/TPU 复合材料的应力应变曲线和力学性能㊂由图6可知,无论是纯TPU 还是SiO 2/TPU 复合材料,拉伸过程中没有明显的屈服现象㊂断裂拉伸强度较大,表现出良好的韧性㊂从图6中可知少量添加SiO 2,可以改善TPU 材料的断裂伸长率及拉伸强度,SiO 2最佳添加量为1%㊂当SiO 2添加量继续增加时,复合材料的拉伸强度呈现下降趋势㊂这是由于填料含量过多时,填料粒子分散不均,极易发生团聚,从而影响复合材料的力学性能㊂2.5㊀热重分析由图7中两个样品的热重对比观察到,纯TPU 的热分解温度为323ħ,并在483ħ质量损失达到最大值㊂当SiO 2添加量为1wt%时,SiO 2/TPU 复合材料膜的热分解温度提高,热分解温度为338ħ,提高了15ħ,热稳定性明显提高,这说明SiO 2的添加可提高TPU 的耐热性能㊂SiO 2在TPU 基体中的均匀分散及强的SiO 2与TPU 间的界面作用对TPU 热稳定性的改善也会起到重要作用㊂图7㊀TPU㊁SiO 2-TPU 热重对比Fig.7㊀Thermogravimetric comparison of TPU and SiO 2-TPU3㊀结㊀论采用KH550对SiO 2进行接枝改性,改性后的SiO 2在DMF能较好地分散;采用溶液法制备SiO 2/TPU 复合材料,SiO 2添加含量为1%时,能够改善TPU 的拉伸强度,且可以提高SiO 2/TPU 复合材料的热稳定性㊂参考文献[1]㊀Wang WZ,Liu T.Mechanical properties and morphologies ofpolypropylene composites synergistically filled by styrene -butadiene rubber and silica nanoparticles[J].Journal of Applied PolymerScice,2008,109:1654-1660.[2]㊀Garcia M,Vliet G,Jain S,et al.Polypropylene /SiO 2nanocompositeswith improved mechanical properties [J ].Reviews on Advanced Material Science 2004,6:169-175.[3]㊀刘厚钧.聚氨酯弹性体手册[M].北京:化学工业出版社,2012,526-531.[4]㊀公绪强,王雅祺,张利.改性纳米二氧化硅增强增韧聚对苯二甲酸丁二醇酯[J].材料导报B(研究篇),2016,30(2):52-57.[5]㊀Prasertsti S,Rattanasom N.Fumed and precipitated silica whitereinforced natural rubber composites prepared from latex system:Mechanical and dynamic properties [J ].Polymer Testing,2012,31(5):593-605.[6]㊀Jesionowski T,Krysztafkiewicz.Influence of solane coupling agents onsurface properties of precipitated silicas[J].Applied Surface Science,2001,172(1):18-32.。
改性SiO2聚硅氧烷无氟超疏水涂层的制备及性能
摘要：为了提高基体材料的防污能力，在基体表面制备了一种无氟超疏水复合涂层。
首先，使用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对二氧化硅（SiO2）微纳米颗粒进行疏水改性，其次，将改性后的SiO2颗粒与有机硅烷混合，利用硅烷的水解、聚合在基体材料的表面得到一层稳定的无氟超疏水复合涂层。
采用FTIR、TGA、SEM、AFM和接触角测量仪对涂层的化学组成、表面微观结构和疏水性能进行表征。
结果表明：复合涂层表面具有微纳米尺度的粗糙结构，并具有优异的自清洁性和耐磨损性；未磨损前接触角达151°，磨损100周次后接触角进一步提高至161°。
结论（1）通过FTIR和TGA对改性前后SiO2颗粒进行分析，表面含有大量硅羟基的SiO2颗粒能与HDTMS反应，在SiO2颗粒的表面引入疏水性烷基长链，制备出疏水性改性的微纳米SiO2颗粒。
（2）将疏水微纳米SiO2颗粒与MTES和DEDMS在酸性条件下水解制备得到的疏水涂料可以涂覆在多种基材表面，其中含有2.00 g疏水微纳米SiO2颗粒，1.34 g MTES、0.74 g DEDMS配方的涂料经120 ℃干燥固化可得到无氟超疏水复合涂层，涂层表面水滴的静态接触角为151°，具有自清洁性能。
（3）有机硅烷将微纳米尺寸疏水SiO2颗粒固定在基体表面可以制备具有耐磨损性能的无氟超疏水涂层。
并且，通过接触角、SEM和AFM测试表明，摩擦可以进一步提高涂层表面粗糙度，进而增强涂层表面的超疏水性能，磨损后接触角从151°提高至161°。
本文利用HDTMS改性SiO2颗粒，用改性后SiO2颗粒和有机硅烷在基体表面制备一种无氟超疏水涂层，与含氟超疏水涂层相比，该涂层制备工艺简单、成本低、污染少，拓宽了基体使用范围，在金属、建筑、纺织等防污领域方面具有很好的应用前景，对无氟耐磨损超疏水涂层材料的开发具有一定的参考意义。
图文导读制备过程反应机理。
添加纳米二氧化硅脲基润滑脂的摩擦学特性
６ ； 一８ ０ 型 四球摩 擦试 验 机 ；Ｇ ０型三辊 ３ ＭＳ ０ Ａ Ｓ５
研 磨机 。 １ ２ 润滑 脂样 品 制备 ．
硅 与其 他纳 米微 粒复 合 ， 制得复合 纳米微 粒 ， 扩展 纳
米二 氧化硅 的润滑效果 ， 予 其新 的性 能 ， 将纳 米 赋 如
选 用 脲基 润滑 脂作 为基 础脂 ， 为杭 州新 港 石 油
（ １哈尔滨工业 大学 机电工程学 院， 哈尔滨 １０ ０ ； ５ ０ １ ２杭 州新港石油化工有 限公 司， 杭州 ３ ０ １ ） １０ ６ 摘要 ： 利用四球摩擦磨损试验机 测试 了纳米二氧化硅 的用量 对脲 基 润滑脂摩 擦 学性能 的影响 ， 用光 学显微镜 考 察 了摩擦表 面的形 貌 ， 并评价 了添加 纳米二氧化硅脲 基润 滑脂 的理化性 能和 噪音性 能。结果表 明， 当纳 米二氧 化硅 的添加量约为 １ 时， 基润滑脂具有较好 的摩擦 学性能 。纳米二氧 化硅 在摩擦 表 面产生 了微 滚动 轴承 的作用 ， ％ 脲 改 善 了脲基润滑脂 的摩擦 学性 能。 关键词 ： 纳米 二氧化硅 ； 脲基 润滑脂 ； 摩擦 学特性 ； 噪音
化效 果 ， 耐高温性 能和抗水 性 能 ， 还可 以提 高润 滑
脂 的承载能力 ， 磨 和减 摩 性 能 ｊ纳 米 二 氧化 硅 抗 ， 可 以在 钢球磨 损 表 面形 成 厚 度适 中 、 布 较均 匀 的 分
硅 作 为润 滑 脂 添 加 剂 的极 压 性 、 磨 性 和 承 载 能 抗
能 ， 开 发低 成本 高性 能 润滑 剂 的有 效 途 径 。纳 米 是
二氧 化 硅是一 种 先进 的纳 米润 滑 添 加 剂 ， 管 将 其 尽
收 稿 日期 ：０１６ 男，９ ２年 生， 士 ， 授 ， 士 生 导 师， 博 教 博
《硼酸酯改性二硫化钼基纳米颗粒的制备及摩擦学性能研究》
《硼酸酯改性二硫化钼基纳米颗粒的制备及摩擦学性能研究》一、引言随着纳米技术的不断发展，纳米材料在各种应用领域中显示出巨大的潜力，特别是在摩擦学领域。
二硫化钼（MoS2）作为一种典型的层状过渡金属二硫化物，因其优异的润滑性能和良好的化学稳定性，在摩擦学领域得到了广泛的应用。
然而，单纯的二硫化钼仍存在某些局限，例如与某些材料接触时的附着力和耐磨性等问题。
为克服这些问题，许多研究者在改善MoS2基材料的摩擦学性能方面做出了大量的努力。
本论文着重研究了硼酸酯改性二硫化钼基纳米颗粒的制备工艺及其在摩擦学领域的应用。
二、实验部分1. 材料与方法（1）原料与试剂：选用合适的Mo源、S源和硼酸酯类化合物作为原料和改性剂。
（2）设备与仪器：实验过程中使用了高真空多功能磁控溅射设备、超声波破碎仪、烘箱等。
（3）实验方法：通过一定的方法合成出MoS2纳米颗粒，再通过物理或化学方法进行硼酸酯改性，制备出硼酸酯改性二硫化钼基纳米颗粒。
2. 制备工艺（1）二硫化钼（MoS2）的合成：采用化学气相沉积法或液相法合成MoS2纳米颗粒。
（2）硼酸酯改性：将合成的MoS2纳米颗粒与硼酸酯进行反应，通过物理或化学方法实现改性。
（3）纳米颗粒的表征：通过XRD、SEM、TEM等手段对制备出的纳米颗粒进行表征。
三、结果与讨论1. 纳米颗粒的表征结果通过XRD、SEM、TEM等手段对制备出的硼酸酯改性二硫化钼基纳米颗粒进行表征，观察其形态、大小及晶体结构等性质。
2. 摩擦学性能研究将改性后的MoS2纳米颗粒用于润滑剂中，考察其在不同条件下的摩擦学性能。
实验结果表明，经过硼酸酯改性的MoS2纳米颗粒具有较好的抗磨损性能和润滑性能。
其优良的摩擦学性能主要归因于其特殊的层状结构和硼酸酯的引入增强了其附着力和耐磨性。
此外，我们还发现，改性后的MoS2纳米颗粒在不同温度和压力条件下均表现出良好的稳定性。
四、结论本研究成功制备了硼酸酯改性二硫化钼基纳米颗粒，并对其摩擦学性能进行了研究。
文献检索选题题目4篇
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篇1文献检索（文科）第一章一、单项选择题2、以作者本人取得的成果为依据而创作的论文、报告等，并经公开发表或出版的各种文献，称为一次文献3、文摘、题录、目录等属于4、手稿、私人笔记等属于。
5、按照出版时间的先后，应将各个级别的文献排列成次文献17、在文献信息传递的载体类型中，20、当我们需要对陌生知识作一般了解时，我们可先参考21、从载体的物理形态区分，27、二、多项选择题2、文献就属于连续出版物。
3、文献就属于特种文献。
三、是非题4、一次文献内容新颖丰富，叙述具体详尽，参考价值大，但数量庞大，分布分散。
正确5、一次文献是产生二三次文献的基础，是检索利用的主要对象。
6、从零次文献、一次文献到二次文献，再到三次文献，是一个知识内容由分散到集中，由无组织到系统化的过程。
正确14、图书馆馆藏的书刊既包括纸质版书刊，也包含网络版书刊。
20、文献的出版类型是针对一次文献所含的内容的特点和出版方式进行区分的文献类型。
正确四、填空题第二章一、单项选择题11、逻辑算符包括-------------算符。
12、禁用词的含义是-------------20、-------------是构成数据库的最小单位。
22、逻辑“与”算符是用来组配-------------24、逻辑“或”算符是用来组配-------------25、具有相近含义的同义词或同族词在构成检索策略时应该使用-------------算符予以组配27、当某些检索词词干相同、词义相近，但词尾有变化时，可采用-------------方法表示30、从课题名称中分析提取出的主要概念、辅助概念及通过感念扩展得到的检索词，属于-------------检索语言。
33、已知课题名称，利用数据库查找其相关文献的首要步骤是-------------42、当检索词a,b,c 为相互限制关系时，布尔逻辑检索式-------------的文献查准率最高47、构成数据库的文档、记录、字段这三个元素之间的包含关系为-------------50、题录一般揭示文献的三项内容：著者、-------------和文献出处二、多项选择题21、基本字段包括-------------等22、辅助字段包括-------------等24、-------------的基本作用是缩小检索范围，减少命中篇数，提高查准率25、-------------的基本作用是扩大检索范围，增加命中篇数，提高查全率26、有关截词的叙述中，-------------是正确的。
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
纳米二氧化硅对锂基润滑脂摩擦学性能的影响
闫玉涛 孙 志礼
辽 宁 沈 阳 １０ ０ ） １０ ４
（ 北 大 学 机 械 工 程 与自动 化学 院 东
摘 要 ：利 用 溶 胶一 胶 法 ，以正 硅 酸 乙酯 为 原料 制 备 了 纳米 二 氧 化 硅 微 粒 ，通 过 透 射 电 子 显 微镜 对 其 结 构 进 行 了表 凝 征 ，利用 四球 摩擦 磨 损 试验 机 测 定 了添 加 不 同 含量 纳 米二 氧 化硅 锂 基 润 滑脂 摩 擦学 性 能 ，采用 扫 描 电子 显 微镜 观察 磨 损 表面 形 貌 。结 果 表 明 ：制 备 的纳 米 二 氧化 硅 是粒 径 为 ６ ｍ左 右 的球 形 微 粒 ，具 有很 高的 表 面能 和 表 面活 性 ；纳米 二 氧 ０ｎ
化硅作为锂基润滑脂添加剂能够提高最大无卡咬负荷和烧结负荷 ，降低摩擦因数 ，添加量为 ２０ （ ． ％ 质量分数 ）时 的润
滑剂 性 能最 好 ，相对 应 的 钢球 磨 斑 直径 最 小 ，摩 擦 因 数 最低 。 关 键 词 ：溶胶 一 胶 法 ；锂 基 润 滑脂 ；纳 米二 氧 化 硅 ；添 Ｊ ￣ 凝 ｊ ｌ Ｕ 中图 分类 号 ：Ｔ １ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ０ ５ （０ ７ １ — ６ —３ Ｈ１７ ２４— １０ ２０ ） １ ０ ２
Ａｂｔａ ｔ Ｎａ ｏ Ｓ ０２ｐ ｒｉｌｓ ｗｅｅ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｓ ｌｇ ｌｍｅｈ ｄ ｗｉ ｈ ｅｒ ｅｈ ｌｏ ｈ ｓｌｃ ｔ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｃ ｆａ ｓｒ ｃ ： ｎ — ｉ ａ ｔ ｅ ｒ ｒｐ ｒ ｄ ｂ ｏ —ｅ ｔ ｏ ｔ ｔｅ ｔｔａ ｔ ｙ— ｒ ｏ ｉ ａｅ ｉ ｈ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｍ— ｃ ｈ ｔ ｉ ｍｏ ｉ ｓａ ｃ ｔｌ ｓ． ｅｍｏｐ ｏｏ ｙ ａ ｄ ｐ ａ ｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅｏ ａ ｏ Ｓ Ｏ２ｐ ｒｉｌｓｗｅ ｅｃ ａａ ｔｒｚｄ ｕ ｉ ｇｔａ ｓ ｓｉｎ ｅｅ — ｎ ａ ａ ａａｙ ｔ Ｔｈ ｒ ｈ ｌ ｇ ｎ ｈ ｓ ｔｕ ｔｒ ｆｎ ｎ — ｉ ａ ｔ ｅ ｒ ｈ ｒｃｅ ｅ ｓｎ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｌｃ ｃ ｉ ｔｏ ｃ ｏ ｃ ｐ ． ｈ ｒｂ ｌｇｃ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｉ ｉ ｍ ｒａ ｅ ｌｂ ｃ ｎ ｃ ｓａ ｐ ｎ ｄ ｄｆｅｅ ｔｍａ ｓｎ ｎ — ｉ ａｔ— ｒｎ ｍｉｒｓ ｏ ｅ Ｔ ｅ ｔｉｏｏ ｉａ ｐ ｏ ｅ ｅ ｆｌ ｈ ｕ ｇｅ ｓ ｕ ｒ ａ ｔｗｈｉｈ ｗａ ｐ ｅ ｄｅ ｉ ｒ ｎ ｓ ａ ｏ Ｓ Ｏ２ｐ ｒｉ ｌ ｔ ｔ ｉ ｆ ｃｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ａｅ ｙｔ ｅｆｕ — ａｌｆ ｃｉｎ ａ ｄ ｗｅ ｅｔｒ Ｔ ｅｗｏｎ ｓ ｒａ ｅｏ ｅ ｓｅ ｌｂ ｌ ｓｏ ｓ ｒ ｅ ｓｎ ｃ ｎ ｌｓｗｅ ｅｉ ｖ ｓｉ ｔｄ ｂ ｈ ｏ ｒｂ ｌ ｒ ｔ ｎ ａ ｔｓｅ ． ｈ ｒ ｕｆ ｃ ｆｔ ｔｅ ａｌ ｗａ ｂ ｅ ｖ ｄ ｕ ｉｇ ｓ ａ — ｇ ｉ ｏ ｒ ｈ ｓ ｎ ｎ ｌｃｒｎ ｍｉｒ ｓ ｏ ｅ Ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅｎ ｎ — ｉ ａ ｉｌｓａ ｅｓ ｈ ｒｃ ｌｓ ａ ｅ ｔ ｈ ｉｅｏ ｂ ｕ ０ ｎ ， ｉ ｇｅｅ ｔｏ ｃ ｏ ｃ ｐ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ａ ｏ Ｓ Ｏ２ｐ ｒ ｃｅ ｐ ｅ ａ —ｈ ｐ ｄ ｗｉ ｔｅ ｓｚ ｆａ ｏ ｔ ｍ ｓ ｔ ｒ ｉ ｈ ６ ｔ ｅ ａ ｅｈｉｈ ｓ ￣ａ ｅ ｅ ｅｇ ｎ ｃ ｉｉ ． ｈ ｕ ｒ ａ ｔ ｔ ａ ｏ ＳＯ２ｐ ｒｉｌｓｃ ｎ ｆｒ ｔ ｅｌｃ ｅ —ｎ ａ ｓ ｒ ｉ ｇｆ ｍｓｉ ｈ ｙ ｈ ｖ ｇ ｕ ｃ ｎ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｔ Ｔ ｅｌ ｂ ｃ ｎ ｈ ｎ ｎ — ｉ ａｔ ｅ ａ ｏｍ ｈ ｏ ｋ ｄ ｉ ｂ ｏｂ ｎ ｉ ｎ ｙ ｖ ｙ ｉ ｗｉ ｃ ｌ ｔ ｅ ｆ ｃ ｉｎ ｌ ｕ ｃ ｗｈｃ ｍｐ ｏ ｅｔ ｅｍａ ｉ ｕ ｎ ｎ ｓ ｉｅ ｏ ｄ ａ ｄ ｗｅｄ ｐ ｉ ｔ ａ ｄ ｄ ｃｅ ｓ ｒｃｉｎ ｃ ｅ ｃｅ ｔ Ｔ ｅｌ — ｈ ｒ ｔ ａ ￣ａ ｅ， ｉｈ ｉ ｒ ｖ ｈ ｘｍ ｍ ｏ —ｅｚ ｒｌａ ｎ ｌ ｏｎ ， ｎ ｅ ｒ ａ ｅｆ ｔｏ ｏ ｆ ｉｎ ． ｈ ｕ ｉ ｏ ｓ ｉ ｉ ｂ ｉａ ｔｗｉ ｓ ｏ ｔｎ ｆ２ ０ ｒｃ ｎ ｔ ｍａ ｓ ｃ ｎ ｅ ｔｏ ． ％ ｈ ｆ ｃｉｎ ｃ ｅ ｃｅ ｔａｅ ｍｉ ｉ ｍ． ｉ ｒ ｔｏ ｏ ｆ ｉｎ ｒ ｎｍｕ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｏ— ｅ ；ｉ ｉｍ ｅ ｓ ｎ ｎ — ｉ ； ｄ ｉｉｅ ｙ ｒ ｓ ｓ ｌｇ ｌ ｌ ｈ ｕ ｇ ａ ｅ； ａ ｏ Ｓ Ｏ２ ａ ｄ ｔ ｔ ｒ ｖ ｎ ｎ — ｉ ｄ ｉｉｅ ｓ ｏ ｈ ｅ ｔｌ ｂ ｃ ｔｎ ｅ ａ ｉｒ ｗｈｃ ａ ｃ ｉｍｅｅ ｎ ａ ｏ ＳＯ２ａ ｄ ｔ ｈ ｗｓｔ ｅ ｂ ｓ ｕ ｒ ａｉ ｇ ｂ ｈ ｖｏ ， ｉｈ ｗｅ ｓ ａ ｄ ａ ｔｒ ａ ｄ ｖ ｉ ｒ ｒ
造纸干强剂的研究进展
合成高分子增强剂则具有较高的强度和稳定性，但往往难以满足环保要求。 纳米增强剂则通过纳米技术将纤维和填料进行纳米级分散，提高其结合力和强度。 目前，新型增强剂的制备和应用技术正在不断发展和优化，但其实际应用仍受到 一些限制。
研究现状
目前，国内外对于造纸填料改性和新型增强剂的研究已经取得了一定的进展。 在填料改性方面，研究者们不断尝试新的改性方法和技术，如等离子体改性、微 波改性、接枝共聚等，以提高填料的性能和与纤维的相容性。在新型增强剂方面， 研究者们致力于开发环保、高效、可持续的增强剂，如天然高分子增强剂、生物 降解型合成高分子增强剂和纳米增强剂等。
表面改性则通过表面活性剂、偶联剂、树脂等处理填料表面，改善其与纤维 的结合力。虽然这些方法都有一定的效果，但也存在改性效果不持久、成本较高 等问题。因此，开发新型、高效、环保的填料改性方法势在必行。
新型增强剂
新型增强剂是近年来发展起来的一种用于提高纸张性能的材料。与传统的增 强剂相比，新型增强剂具有环保、高效、可持续等优点。主要包括天然高分子增 强剂、合成高分子增强剂和纳米增强剂等。天然高分子增强剂主要包括淀粉、纤 维素、甲壳素等，具有环保和生物可降解性，但强度和稳定性较差。
一、造纸湿强剂的作用机理
造纸湿强剂主要通过以下三个途径提高纸张的湿强度：
1、化学交联
造纸湿强剂含有功能性基团，可在纸张纤维之间形成化学交联，增强纤维之 间的相互作用力。这些交联点可以将纤维牢固地连接在一起，从而提高纸张的湿 强度。
2、物理吸附
造纸湿强剂中的高分子链段可与纸张纤维表面的分子相互作用，形成物理吸 附。这些吸附作用可增加纤维之间的摩擦力和粘附力，从而提高纸张的湿强度。
造纸填料改性
造纸填料改性是提高纸张性能的重要手段之一。通过改性填料，可以改善纸 张的松厚度、吸水性、印刷适应性等。目前，常用的填料改性方法包括物理改性、 化学改性和表面改性等。物理改性主要包括球磨、热处理、超声波处理等方法， 可以改善填料的粒度和表面能。化学改性主要通过接枝、嵌段、乳化等方法改变 填料的化学性质，以提高其与纤维的相容性。
无机纳米材料的合成与应用有哪些
无机纳米材料的合成与应用有哪些在当今科技飞速发展的时代，无机纳米材料以其独特的性质和广泛的应用成为了材料科学领域的研究热点。
那么，究竟什么是无机纳米材料？它们又是如何合成的？又在哪些领域得到了应用呢？无机纳米材料是指至少在一个维度上尺寸小于100 纳米的无机材料。
由于其尺寸极小，使得它们具有了与常规材料截然不同的物理、化学和生物学特性。
先来说说无机纳米材料的合成方法。
目前，常见的合成方法有物理法、化学法和生物法。
物理法中，比较常见的是机械球磨法。
通过球磨机中球体的碰撞和摩擦，将大块的材料逐渐细化至纳米尺寸。
这种方法操作简单，但可能会引入杂质，且难以精确控制纳米材料的尺寸和形状。
气相沉积法也是一种重要的物理合成方法。
它是将原料蒸发成气态，然后在特定的条件下使其沉积形成纳米材料。
例如，化学气相沉积（CVD）可以制备出高质量、高纯度的纳米薄膜。
化学法在无机纳米材料的合成中应用更为广泛。
水热法和溶剂热法就是其中的典型代表。
在高温高压的水溶液或有机溶剂中，原料发生化学反应并结晶形成纳米材料。
这种方法可以有效地控制纳米材料的形貌和尺寸。
溶胶凝胶法也是常用的化学合成方法之一。
通过溶胶的形成、凝胶化以及后续的热处理，得到纳米材料。
该方法可以制备出成分均匀、纯度高的纳米材料。
化学沉淀法是将溶液中的离子通过化学反应生成沉淀，再经过后续处理得到纳米材料。
它具有成本低、操作简便等优点。
生物法是近年来新兴的一种合成方法。
利用生物体内的酶、蛋白质等生物分子的特殊作用，来合成无机纳米材料。
这种方法具有环境友好、条件温和等优点。
接下来，我们看看无机纳米材料都有哪些令人瞩目的应用。
在电子领域，无机纳米材料可谓是大显身手。
纳米级的金属颗粒，如金、银等，可以用于制造高性能的电子器件。
纳米线和纳米管在集成电路、传感器等方面也有着广阔的应用前景。
例如，碳纳米管具有优异的电学性能，可用于制造更小、更快的晶体管。
在能源领域，无机纳米材料也发挥着重要作用。
高性能有机硅导热材料的制备与研究
高性能有机硅导热材料的制备与研究摘要：随着具有不同功能的有机硅基板的不断涌现以及成本的降低，其性能的不断提高，其应用领域将不断扩大。
随着研究的深入，有机硅材料预计将在柔性液晶面板、LED和电子纸等新技术发挥着越来越重要的作用。
本文就高性能有机硅导热材料的制备进行了研究。
关键词：高性能；有机硅；导热材料；制备前言随着电子产品向整机小型化、多功能化和高性能化发展，高密度三维系统集成技术应运而生。
三维系统集成使得组装效率高、信号传输速度快、系统可靠性更好。
具有这些优点的同时也会导致基板单位面积上发热量增大，散热问题越来越引起重视。
这就对散热材料提出了更高的性能要求。
通过散热设计将电子产品内集聚的热量及时导出，维持工作温度在合理的设计范围内，从而保证产品的系统稳定性和可靠性。
热导率用来描述材料的导热能力，热导率越高，表明材料的导热能力越高。
因此，高性能散热材料最基本的要求就是热导率足够高。
高性能的导热垫片一般要满足热导率足够高、产品可靠性好、使用方便、减震降噪、绿色环保等要求。
1屏幕保护有机硅材料屏幕保护有机硅材料是一种具有活性硅烷基团和氟改性有机基团组合而成的涂料，涂覆于屏幕后，形成10nm～20nm厚度的透明膜层，既具有含氟聚合物疏油和低摩擦系数的特性，又具有硅氧烷的疏水和耐候特性，可以使得膜层的水接触角大于1150，油酸接触角大于74°，让屏幕保护膜层具有出色的防污、拒水和拒油性能，减少指纹及各种污渍附着，提高擦拭清洁的能力。
通过掺杂纳米二氧化硅于有机硅保护涂层中，还能提高材料成膜后的硬度和耐磨抗擦伤性能，目前市售产品可以在来回摩擦3000次（条件为：负重1kg，0000#钢丝绒，接触面积20mm×20mm）后，表面水接触角仍然大于108°。
另外，使用物理共混的方式添加纳米二氧化钛于有机硅涂料中∞J，其中纳米二氧化钛光催化产生极强的自由基可制作成盖板材料使用的防污染杀菌保护涂层。
PMMASiO2 纳米杂化材料的制备及作为润滑油添加剂的摩擦学性能
图 1 为纳米二氧化硅和表面有机化纳米二氧化硅 的 FTIR 光谱图，从图中可以看出 2957cm-1 附近出现了 CH3 的不对称伸缩振动，在 1720cm-1 附近出现了 C==O 的伸缩振动，在 1455cm-1 附近出现了 CH3 的变形振动 ， 这些表明在二氧化硅表面接枝有有机层。
图 1 纳米 SiO2 和表面有机化纳米 SiO2 的 FTIR 谱图 Fig 1 FT-IR spectrum of nano -SiO2 and surface organi-
composite 图 4和 5分别是SiO2和PMMA/SiO2纳米杂化材料的 电镜照片 。从图中可见，原料SiO2 微粒有严重团聚现象， 粒径在 20nm左右 ；而PMMA/SiO2样品 颗粒比较均匀 ， 且分散良好，粒径 ＜100nm，和原料 SiO2相比 ，且粒径 增大，推测是因为有机单体在SiO2颗粒表面聚合、生长， 从而使颗粒变大并形成了核壳结构。
图 5 PMMA∕ SiO2 纳米杂化材料的 TEM 图 Fig 5 TEM morphologies of PMMA/SiO2 nano-hybrid
composites 3.2 摩擦学性能
各浓度 PMMA/SiO2 纳米杂化材料对 AN10 油 PB 值影响和在 294N 下含各浓度 PMMA/SiO2 纳米杂化材 料的 AN10 油对钢球磨斑直径（WSD）的影响曲线如图 6。由图可见 PMMA/SiO2 纳米杂化材料能提高 AN10 油
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第19卷第1期 湖南工程学院学报 V o1.19.No .1 2009年3月 Journal of H unan Institute of Engineering M a r .2009 收稿日期:2008-09-01作者简介:刘艳丽(1973-),女,硕士,研究方向:高分子材料.聚合物改性纳米二氧化硅的制备与摩擦学性能刘艳丽,刘 芳,张小松(湖南工程学院化学化工学院,湘潭411104) 摘 要:运用纳米二氧化硅粒子的制备和表面改性的“一体化”,合成了高聚物-纳米二氧化硅粒子;用IR 和扫描探针显微镜(SPM )对其结构进行了表征;在液体石蜡中考察了其溶解性;采用热重分析(TGA )对其热稳定性进行了评价,添加剂的起始分解温度最低为100℃,能满足一般工况条件的要求;并在四球摩擦磨损试验机上考察了其在液体石蜡中的摩擦学性能,结果表明这一类添加剂可以大幅度提高液体石蜡的极压抗磨性能.关键词:纳米粒子;表面改性;添加剂;摩擦学性能中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:1671-119X (2009)01-0074-030 前 言随着纳米材料的兴起,张玉伟等[1]研究了气相二氧化硅(粒度2～5μm )作为半流体脂添加剂的摩擦学性能,发现其承载能力较好.研究还发现,多种纳米微粒作为添加剂可以提高基础油的抗磨和承载能力[2-6],纳米二氧化硅粒子作为润滑油添加剂时具有优良的摩擦学性能,能够明显改善润滑油的减摩、抗磨和极压性能,是一种具有很大潜力的环保型润滑油添加剂.一种潜在的高性能、环保型润滑油添加剂[7-10].但纳米二氧化硅粒径减小所导致的高比表面积和高表面能,使表面原子具有极高活性,极不稳定,在非极性介质中不易分散,而在极性介质中易团聚,这将直接影响其性能的发挥.因此必须对其进行表面改性,改善或改变其分散性能,提高应用效果.本文就是利用表面改性原理,采用纳米SiO 2粒子的制备和表面修饰“一体化”的方法,通过分散剂来使高聚物-纳米SiO 2杂化粒子达到在润滑油中悬浮、分散等功效以及测定纳米SiO 2在环境友好型基础油中的摩擦学性能.1 实验部分1.1 主要试剂及仪器设备正硅酸乙酯,甲基丙烯酸丁酯,十六烷基三甲基溴化铵,氨水,司盘-60,无水乙醇等均为市售分析纯试剂,液体石蜡为化学纯试剂;美国Nicolet 510P 型FT -IR 红外光谱仪,CSPM -5000扫描探针显微镜,M RS -10P 四球摩擦磨损试验机.1.2 纳米二氧化硅的合成取40ml 氨水配成10%(质量分数)的溶液待用.取正硅酸乙酯0.2mol 与27m l 的乙醇溶液混合后并置于60℃的恒温水浴中,在连续搅拌条件下将氨水滴入混合液中,使之均匀混合并反应.待反应完毕后,将产物醇洗,然后用阳离子表面活性剂CTA B 进行处理,再经80℃干燥,即得到所需要的纳米微粒.1.3 聚甲基丙烯酸丁酯的合成在250m l 三口烧瓶中加入200ml 蒸馏水,水浴加热至85℃,同时通氮气保护.加入含0.1g 过硫酸钾的50ml 水溶液,温度下降至70～75℃,在搅拌条件下再加入7g 甲基丙烯酸丁酯,反应体系温度维持在75℃左右.在高速搅拌下通氮聚合1.5h ,取少量乳液,加入到甲醇中沉淀,过滤,固体用甲醇洗涤并真空干燥.1.4 聚合物改性纳米二氧化硅的合成在未反应完全的纳米二氧化硅反应液中直接加入聚合完成的反应液,条件不变,继续反应,直至底部沉淀无增加为止.抽滤,洗涤,干燥得白色粉末状固体.1.5 油溶性实验为考察所得产物的油溶性,液体石蜡中加入了1.0%(质量分数,下同)司盘-60.然后按照质量分数0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%分别加入纳米SiO 2和改性后的纳米SiO 2,加热搅拌使其溶解后,研究其在室温的溶解状态情况.1.6 热稳定性分析由于生产的需要,许多添加剂必须在高温下作业,研究添加剂的热稳定性具有很重要的意义.热稳定性能在WRT -3P 型热分析仪上采用热重分析(TGA )评价,大气气氛,升温速度20℃·min -1.1.7 摩擦磨损实验摩擦学性能测试在济南试验机厂的M RS -10P 四球摩擦磨损试验机上进行,所用钢球为重庆钢球厂的标准Ⅱ级GCr15钢球,直径为12.7m m ,硬度为59～61H RC ,试验条件为大气气氛、转速为1450r ·min -1,室温(约25℃),短磨时间为10s ,长磨时间为30m in ,按照GB3142-82,测定最大无卡咬负荷PB 值和磨斑直径WSD 值.磨斑直径WSD 值和PB 值均为3次试验的平均值.2 结果与讨论2.1 结构表征通过改性前后的纳米二氧化硅的红外光谱测试结果可以看出,其在3439cm -1处出现羟基的特征峰,据此可知纳米SiO 2微粒表面存在大量的羟基,改性后在3100～3450cm -1处的羟基峰明显变弱,说明nano -SiO 2表面的羟基与聚甲基丙烯酸丁酯发生了反应,改性成功.图1 改性前后的纳米二氧化硅红外图2.2 二氧化硅粒子的形态图2为聚甲基丙烯酸丁酯改性后的纳米二氧化硅粒子原子力显微镜放大10000倍的照片.从图2中我们可以看出改性后的纳米粒子分散性好,没有出现粒径很大的团聚粒子.图2 改性后的纳米二氧化硅粒子原子力显微镜照片2.3 油溶性表1列出了聚甲基丙烯酸丁酯改性前后的纳米二氧化硅粒子在不同浓度下的油溶性.试验结果表明,改性后的纳米二氧化硅粒子的油溶性效果常温下质量分数为1.0%,比未改性的纳米二氧化硅粒子的油溶性有所改善,这可能是聚合物改善了纳米粒子间的团聚的原因.表1 不同质量分数的添加剂在液体石蜡中的溶解状态质量分数(%)0.10.20.51.01.52.0样品1澄清澄清澄清悬浊悬浊悬浊样品2澄清澄清澄清澄清悬浊悬浊样品1为纳米二氧化硅粒子,样品2为改性后的纳米二氧化硅粒子2.4 热稳定性分析从图3可以看出,添加剂在100℃之前的分解可能是样品中水分的挥发,起始分解温度从100℃之后开始,说明其热稳定性较好,可满足润滑油添加剂的工况使用要求.纳米二氧化硅的熔点相对较高,不易分解.图3 改性纳米二氧化硅的T GA 曲线2.5 摩擦磨损实验2.5.1 添加剂的极压性能最大无卡咬负荷(P B )是润滑油承载能力的体现,75第1期 刘艳丽等:聚合物改性纳米二氧化硅的制备与摩擦学性能表2列出了液体石蜡和含0.5%(质量分数,下同)改性及未改性SiO 2和ZDDP 的基础油的P B 值.表2 含不同添加剂的液体石蜡的PB 值化合物LP (液体石蜡)LP -SiO 2LP -改性S iO 2ZDDP P B /N588650882862 从表2可以看出,加入添加剂后,润滑剂的P B 值有较明显的增大,改性后纳米二氧化硅的P B 值相对比其它三种油样的P B 值都大,说明改性后的纳米SiO 2添加剂承载能力最好.2.5.2 抗磨性能图4示出了LP 及含1%的添加剂的LP 润滑下的钢球磨斑直径随载荷变化的关系曲线.可以看出,随着载荷的增加,磨斑直径都趋于变大.加了添加剂后基础油的抗磨能力明显提高,钢球表面磨斑直径的增幅也相应变小.图4 磨斑直径随载荷变化曲线3 结 论(1)由红外光谱表征得高聚物改性纳米粒子已经由化学表面方法合成. (2)原子力显微镜表征得改性后的纳米粒子的分散性好.(3)由热稳定性分析得添加剂的热稳定性良好.(4)聚甲基丙烯酸甲酯改性后的纳米二氧化硅添加剂承载能力比基础油有较大改善.参 考 文 献[1] 张玉伟,付尚发,陶德华.几种超细微粒在半流体脂中的摩擦行为[J ].润滑与密封,2002,6:43-46.[2] Taraso v S ,Kolubaev A ,Belyaev S .et a1.Study of F rictionReduction by N ano -co pper A dditives to M otor Oil [J ].Wear ,2002,252:63-69.[3] 张家玺,刘琨,胡献国.纳米金刚石颗粒对发动机润滑油摩擦学特性的影响[J ].摩擦学学报,2002,22(1):44-48.[4] Q iu S Q ,Chen G X .P reparatio n o f Ni nano -par ticlesand Eva luation o f T heir T ribological Perfo rmance as P otential A dditives in o ils [J ].Journal o f T ribolog y ,2001,123:441-443.[5] 陈 爽,刘维民.欧忠文,等.油酸表面修饰PbO 纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究[J ].摩擦学学报,2001,21(5):344-347.[6] 党鸿辛,赵彦保,张治军.铋纳米微粒添加剂的摩擦学性能研究[J ].摩擦学学报,2004,24(2):185-187.[7] 李志义.粉体技术发展前景[J ].硫磷设计与粉体工程,2000(2):13-17.[8] 黎水平,宾鸿赞,黄之初.计算粉磨的体系结构及其关键技术[J ].矿山机械,2000,(4):20-22.[9] 黎水平,黄之初.筒辊磨拟实设计系统的基本构成研究[J ].中国建材装备,2000,(3):10-l1.[10]黎国华,聂文平.涡轮分级机内腔流场的数值仿真研究[J ].武汉理工大学学报,2004,26(5):71-73.Research on Preparation and Tribological Propertiesof Nano -SiO 2Modified with PolymerLIU Yan -li ,LIU Fang ,ZHANG Xiao -song(Colleg e of Chemistry a nd Chemical Enginee ring ,H unan Institute o f Eng inee ring ,Xiang tan 411104,China )A bstract :In this paper ,ploym er -nano -par ticls are sy nthesized by “one -step ”prepara tion and surface modi -fication of SiO 2nano -particles .Mo reo ver ,mo lecular structures of the compounds are confirmed by IR andS PM and their dissolution in liquid paraffin is studied .All the compounds start to thermally decom po se a -bove 100℃,and their heat stability is ev aluated .The tribo logical behavio r of the synthetic co mpo unds as additives in liquid paraffin a re evaluated with a four -ball m achine .The results show that the compounds as additives in liquid paraffin increase the load -carrying capacity and improve the anti -wear ability .Key words :nano -particles ;surface m odificatio n ;additives ;tribological behavio r76 湖南工程学院学报 2009年。