Al_OH_3准纳米材料在硅橡胶配方中的应用_李俭

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国标-》医用硅橡胶制品的最新进展

国标-》医用硅橡胶制品的最新进展

刘爱堂.医用硅橡胶锎品的最新进展医用硅橡胶制品的最新进展刘爱堂(西北橡胶塑料研究设计院陕西威阳,712023)由于硅橡胶本身具有耐高低温、耐老化、透明度高、省里多星、与人体组织和血液不粘连、生物适应性好、无毒、无味、不致癌等系列优良的特性,所以许多从事硅橡胶研究的工作者对其在医学领域的应用一直在进行着各种各样的研究和探讨。

硅橡胶的医用特性大约是在1945年发现的。

即当在玻璃表面上涂一层在显徽镜下才能看到的那样薄的硅橡胶液体膜时,水在其上面不粘附,这一结果就表明了青霉素和血液完全可以从贮存瓶中倒出来。

而且还发现当将血液分剐贮存在用硅橡胶处理和未处理的两个瓶中时。

其血液的凝固速度前者比后者要慢,显示出了良好的抗凝血性。

1954年,Mc Dougall报道了“对外界影响极为敏感的热血动物的各种细胞组织与液态,半液态和类似橡胶态的硅酮制品接触时,其细胞组织的发育状态未发现有异常现象”的研究结果,表明硅橡胶不会对细胞生长产生不良的影响。

进入60年代。

国外相继出现了不少有关硅橡胶作为人体植入材料和医疗制品应用的报道。

特别是硅橡胶在心脏起搏器、心瓣中的应用,不仅使成千上万的患者获得了新生,而且也为其他医用制品的开发起到了很大的促进作用。

因此在60~70年代期间。

国外已有许多的医用硅橡胶制品(硅橡胶乳房、指关节、眼眶底托、气管插管、耳廓、鼻粱、脑积水引流管、腹膜透析管、代气囊分道导管、导尿管等)投入了临床应用。

我国对医用硅橡胶制品的研发和应用是始于60年代,但大量的基础研究及产品试制工作还是在70 年代以后进行的。

特别是近十几年来,硅橡胶作为生物适应性材料的研究已取得了很大的进展,并且有许多功能化、系列化的医用硅橡胶制品投入了临床应用。

这些制品根据其用途,大致可分为:(1) 脑外科用人工颅骨、脑积水引流管,人工脑膜{(2)耳鼻喉科用人工鼻粱、鼻孔支架、鼻腔止血带气囊分道导管、人工耳廓、人工下颌、“T”型中耳炎同期灌、人工鼓膜、人工喉、喉罩、“T”型气管插管、泪道栓、吸氧机波纹管;(3)胸外科用体外循环机泵管、胸腔引流管、人工肺薄膜、胸腔隔离膜、人工心瓣;(4)内科用胃管、十二指肠管、胃造瘘管:(5)腹外科用腹膜透析管、腹腔引流管、“T” 型或“Y”型管、毛细引流管、人工腹膜:(6)泌尿科和生殖系统用单腔导尿管、梅花型导尿管、双腔或三腔带气囊分道导管、膀胱造瘘管、肾盂造瘘管、阴茎假体、子宫造影导管、人工节育器、皮IF植入性避孕药物缓释胶棒、胎儿吸引器:(7)骨科用人工指关节、人工肋骨、人工肌腱、人工膝盖膜、减震足垫:(8)皮肤科用人工皮肤、软组织扩张器、疮疤贴;(9)整形用人工乳房、修补材料等几大类。

纳米多孔阳极氧化铝模板的制备方法及应用的研究进展

纳米多孔阳极氧化铝模板的制备方法及应用的研究进展

纳米多孔阳极氧化铝模板的制备方法及应用的研究进展赵婷婷;刘皓;李津;康卫民;韦尚志【摘要】The preparation methods of porous anodic alumina (PAA) templates are introduced fully,which contain mild anodization,hard anodization,two-step anodic oxidation and imprinting oxidation,followed by the preparation methods of special shaped PAA templates are reviewed.Finally,the application prospects of the PAA template in electromagnetism,sensors,barrier separation,biomedicine,and bionic nano-materials are also introduced.%对制备规整多孔阳极氧化铝模板的温和氧化法、强烈氧化法、二次阳极氧化法、模压氧化法等制备方法进行了系统介绍,并对一些特殊孔径的阳极氧化铝模板的制备方法进行了综述,介绍了PAA模板应用于电磁、传感器、催化剂载体、膜分离、生物医学、仿生纳米材料等领域的研究进展.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2013(032)004【总页数】7页(P19-25)【关键词】多孔阳极氧化铝;纳米模板;制备方法;特殊形状;应用【作者】赵婷婷;刘皓;李津;康卫民;韦尚志【作者单位】天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TQ153.6多孔阳极氧化铝(PAA)模板由多孔层和阻挡层组成,其中多孔层由均匀排列的纳米孔洞组成,孔密度较高,孔与孔之间相互平行,并与基体表面垂直.阻挡层是一层致密绝缘的氧化层,位于孔基底将多孔层和铝基体分开.由于PAA膜具有这种独特的结构,是非常理想的制备纳米材料的模板.1953年美国铝业公司Keller等[1]首先报道了用电化学方法制备氧化铝孔洞模板.20世纪80年代后期以来,多孔氧化铝膜在纳米材料上的应用引起了新一轮的研究热潮.1993年,美国约翰霍普金斯大学Whitney等[2]利用PAA模板制备了磁性金属纳米线,开拓了纳米材料制备的新方法;1995年日本首都大学Masuda等[3]首次利用二次氧化的方法,成功制备了孔洞排列高度有序的PAA膜和金属纳米阵列,开创了PAA膜在纳米结构材料方面新的应用.研究人员利用PAA模板成功制备了碳纳米管[4-5]、金属和金属复合物纳米线[2-5]、基因传输、生物医学、微燃料电池材料[6]、仿壁虎脚粘附材料[7-8]等各种纳米材料,极大促进了纳米材料的研究和发展.1 PAA模板的一般制备方法多孔阳极氧化铝(PAA)模板是采用电化学技术在铝表面进行原位生长制备得到的,这种方法称之为阳极氧化法.阳极氧化法按照氧化生长速率的不同可以分为温和氧化法和强烈氧化法.多孔阳极氧化铝模板的制备按照制备工序的不同又可以分为二次阳极氧化法和模压阳极氧化法.1.1 温和阳极氧化法温和氧化法即将预处理后的铝基底在适当的阳极氧化条件下进行一次氧化.其特点是阳极氧化反应缓慢,电流密度一般在10 mA/cm2数量级,氧化膜的生长速率较慢,约为2 μm/h.研究表明,温和法制备的PAA孔径和孔间距均随阳极氧化电压的增加而增大,一般孔间距与电压的比例系数为2.5 nm/V[9].温和氧化过程中,自排序氧化铝纳米阵列一般在3种体系中获得:①25 V硫酸中得到的孔直径为63 nm;②40 V草酸中得到的孔直径为100 nm;③195 V磷酸中得到的孔直径为500 nm.1.2 强烈阳极氧化法2006年德国马克斯·普朗克微结构物理研究所Lee等[10]提出了一种以草酸为电解液,通过提高阳极氧化电压(100~160 V),制备AAO模板的强烈阳极氧化法.其薄膜生长速率为50~70 μm/h,较以草酸为电解液的温和阳极氧化速率提高了25~35倍.生成的PAA 膜孔间距为 200~300 nm,膜非常厚(>100 μm),孔隙度低且高度有序的氧化铝膜具有高纵横比(>1000),纳米孔排列均匀,可调节直径大小.该方法通过对电解液的老化和温度的控制来提高阳极氧化电压,从而提高PAA的有序度.但此工艺必须将电解槽放入液氮中来降低氧化铝表面温度,成本较高.为解决此问题,2009年太原理工大学孙晓霞等[11]通过在草酸溶液中加入不同有机醇的方法来有效减少在氧化过程中产生的大量热量,采用强烈氧化法快速制备了高度有序的PAA模板.在以乙二醇水溶液(V醇∶V 水=1∶1)为溶剂的 0.5mol/L 草酸电解液中,于160 V电压下制备出的PAA模板孔分布均匀,孔径约为80 nm,孔间距约为120 nm,并呈六角形规则排列,膜生长速率为51.9 μm/h. 2009年南京科技大学Song等[12]提出,在强烈阳极氧化过程中,避免铝基底击穿现象的关键是要降低阻挡层的厚度;增加电解液的浓度和温度,可以降低阻挡层的厚度.所以,在高浓度的草酸溶液(>0.3 mol/L)中,在较高温度(16~40℃)下进行强烈阳极氧化,不会发生击穿现象.0.6 mol/L草酸溶液制备的PAA膜如图1所示.图1 草酸电解液制备的PAA膜SEM图像Fig.1 SEM images of PAA sample fabricated in oxalic acid solution2008年华南理工大学Li等[13]在硫酸-硫酸铝-水溶液中,分别在40和50 V的氧化电压下,通过两步强烈阳极氧化法制备了孔直径为77和96 nm的PAA膜,在恒定的40 V电压下通过改变电流密度得到PAA膜.实验表明,孔间距不仅依赖于阳极氧化电压,而且也受到电流密度的影响.这意味着强烈阳极氧化法能够通过同时调整阳极氧化电压和电流密度对PAA膜的孔结构进行设计和控制.1.3 两步阳极氧化法两步阳极氧化法是目前制备高度有序的PAA模板最常用的方法.1995年Masuda等[3]首次利用二次氧化的方法制备了孔洞排列高度有序的PAA 膜.将预处理后的铝基底在0.3 mol/L草酸中长时间恒压(40 V)氧化;一次氧化后,将铝基底放入饱和HgCl2溶液中去除氧化层;然后在相同条件下进行二次氧化,得到高度有序的PAA模板.2007年哈尔滨工业大学杨培霞等[14]在不进行高温退火处理的情况下,利用二次氧化法在草酸中得到纳米孔排列高度有序的PAA模板.1.4 模压阳极氧化法Masuda等[15-17]提出一种预先压印技术用来控制PAA模板的孔结构,即模压法.模压法是将排列有序的碳化硅模具放到铝的表面,在室温下使用油印机压印,然后对铝片进行阳极氧化.图2展示了压印前后PAA模板的对照图.图2 采用预先压印技术的PAA膜SEM图像Fig.2 SEM micrographs of surface of anodic porous alumina using pretexturing process2012年吉林大学Wang等[18]使用聚苯乙烯纳米球对铝基底进行预先压印,然后放入0.3 mol/L磷酸溶液中进行阳极氧化,制备出层级结构的纳米孔阵列,如图3所示.本课题组采用二次阳极氧化法制备了规整的多孔阳极氧化铝模板(如图4),该模板能够用于仿壁虎脚生物材料、面阵柔性传感器、柔性染料敏化太阳能电池的染料吸附、多孔半导体材料的制备.图3 PAA层级结构的SEM横截面图Fig.3 SEM image of cross-sectional of PAA with hierarchical structure图4 本课题组制备的PAA膜Fig.4 SEM images of PAA template fabricated in our group2 特殊形状PAA模板的制备方法2.1 孔道呈Y型或树杈形分布的模板2001年,韩国首尔大学Jin[19]等制备了Y型PAA模板,将预处理后的铝基底在0.3 mol/L草酸中恒压(40 V)氧化24 h;去除氧化层后在相同条件下二次氧化,二次氧化时间为20 min,在二次氧化的最后时间,以5 V/步将电压从40 V降到20 V.将模板在磷酸中扩孔,随后进行第三步氧化,得到Y型PAA模板,如图5所示.图5 Y型PAA的横截面SEM图像Fig.5 SEM image of cross-section of PAA template with Y-shape holes2005年纽约州特洛伊伦斯勒理工大学Meng等[5]利用降电压法,通过改变阶跃电压的幅值制备出可控数目分枝的PAA模板,即先用二步阳极氧化法制备出PAA 的主管,然后把氧化电压降低到原来的1,就能得到数目可控的n条枝管PAA模板.图6所示为树杈型PAA制备的碳纳米管截面图.图6 树杈型PAA制备的碳纳米管截面图Fig.6 SEM image of cross-section of CNTs by using PAA template with tree-shape holes2.2 复合孔径结构的PAA模板Lee等[10]使用温和阳极氧化法(MA)和强烈阳极氧化法(HA)相结合,制备出复合孔径阵列结构的PAA.与温和阳极氧化产生的PAA孔相比,强烈阳极氧化所产生的PAA孔直径较小.通过反复进行这两个过程的阳极氧化反应,可以得到一个高度有序的、管径可调节的复合孔径阵列结构PAA,如图7所示.每个阶段的孔洞长度可以通过调节相应步骤的反应时间来控制.但这种阳极氧化方式需要更换电解液,实验操作上比较繁琐,并且只有两种突变的管径.图7 MA/HA交替的PAA截面图Fig.7 SEM image of cross-section of PAA by using MA and HA method alternatelyHo等[20]通过两次更换电解液得到具有复合孔径阵列的3层PAA模板,但孔洞的大小和数目不容易控制,其SEM图如图8所示.图8 三层PAA模板的SEM图像Fig.8 SEM images of PAA with three-tiered 2009年澳大利亚伊恩·华克研究所Losic等[21-22]使用周期性阳极氧化法制备出具有互通式纳米管道的复合纳米结构.即在阳极氧化过程中利用周期性恒压电源控制或恒流电源控制法,不仅可以控制管道的直径,同时可以控制其形貌.这种方法使用缓慢变化的阳极氧化电压或电流,使反应过程在软阳极氧化和硬阳极氧化之间不断变化,最终得到孔道呈周期性分布的PAA模板,如图9所示.图9 孔道周期性分布PAA的SEM图像Fig.9 SEM image of PAA with cyclic pores2.3 孔道方向与铝基底平行的PAA模板常规纳米PAA模板的孔道方向均垂直于铝基体表面,2005年法国巴黎理工大学Cojocaru等[23]通过恒压阳极氧化法,将一层薄铝箔夹在两层绝缘层(SiO2)之间,铝箔被SiO2包覆,只在侧面处与硫酸电解液接触,阳极氧化电场只能沿与铝箔表面平行的方向,最终在低电压(3~5 V)下得到了孔径在3~4 nm、孔道平行于铝箔表面的PAA模板.制备过程如图10所示.图10 孔道平行于铝表面的PAA示意图Fig.10 Schematic diagram of PAA withholes parallel to surface of aluminum2.4 孔道开口呈正方形或三角形的PAA模板众所周知,常规PAA模板纳米孔道的开口呈规则的六边形结构.Masuda等[24-25]提出,纳米孔道的开口形状由压痕点(孔道中心点)即由铝表面的排列图案决定,而压痕点的形状由“Voronoi划分”确定.Masuda等根据“Voronoi划分”改变SiC模具形状,将压痕点排列成正方形和石墨结构图案,制备出孔洞开口呈规则正方形或三角形等特殊形状的PAA膜,如图11所示.图11 孔洞开口呈特殊形状的PAAFig.11 SEM images of PAA with special holes2.5 孔道呈倒圆锥形的PAA模板2007年Masuda研究组[26]先在草酸溶液中阳极氧化,然后在磷酸中扩孔,这两个过程重复交替进行,制备出了高度有序的倒圆锥形孔道PAA模板.2012年中国科学院Li等[27]发现,倒圆锥形孔洞的开口尺寸随总扩孔时间改变,孔洞深度随总阳极氧化时间改变.于是,通过控制扩孔和氧化时间,本文得到了各种形状的倒圆锥形孔洞,如图12所示.图12 各种倒圆锥形孔洞Fig.12 Diverse profiles of taper-nanopores3 PAA的应用PAA膜具有很多优越的性能,如孔结构高度有序、孔径均匀、孔洞形貌可控、比表面积高等.此外,与光刻技术相比,多孔阳极氧化铝模板成本更低、制备工序更加简单,已被广泛地用于制造各种纳米结构材料.3.1 电磁方面Whitney等[2]采用以PAA作为模板的复型技术已经制备出了各种各样的纳米线和纳米管材料,例如Ag、Pt、Sn、C、TiO2、CuS、AgI等 [28-33].使用 PAA 模板制备的有序金属纳米线,可应用于微燃料电池[6]、磁记录介质[2]、电阻器、晶体管和纳米反应器等的制造,制备的导电聚合物纳米结构和碳纳米管[4-5]可用于电学、光学和光电性能.3.2 传感器使用PAA已开发出各种光学生物传感器 [34-35]和电化学生物传感器[36-37]. 光致发光(PL)生物传感器也已应用到氧化铝衬底上.2004年兰州大学Jia等[34]证明了通过引入蛋白质(如胰岛素或人血清白蛋白),嵌入PAA膜纳米孔内染料(桑色素)的光致发光强度可以大大增强.为了提高葡萄糖生物传感器的分析性能,2003年华东师范大学Xian等[36]将普鲁士蓝(PB)电化学沉积到PAA模板孔内制成纳米电极阵列.PB沉积之前,通过真空蒸镀将一层薄金沉积到PAA膜的另一面.然后使葡萄糖氧化酶成功交联上PB 阵列.得到的PB纳米电极阵列呈现出一个较宽的线性标定范围(5.0 × 10-6~8.0 × 10-3M)和较低的检测范围(1 μM).3.3 催化剂载体多孔氧化铝另一个重要的应用是作为催化膜[38]使用.由于材料的高比表面积,大量的酶或合成催化剂在高反应速率下可以在阳极氧化铝膜内固化.2006年美国密歇根州立大学的Dotzauer等[38]通过聚电解质层和PAA膜载体内金纳米粒子之间的吸附作用形成催化膜.该膜将4-硝基苯酚(4-NP)催化还原成4-氨基苯酚(4-AP);在其它可还原的化合物(如氰基、苯乙烯基)存在下,该组制备的催化膜可选择性地催化还原硝基.3.4 分离工作此外,改变PAA的表面化学性质和孔径可以进行一系列精细的分离工作,包括对多价离子[39]、氨基酸[40]、蛋白质[41]和核酸[42]的分离.2006年美国阿拉莫斯国家科学实验室的McCleskey等[39]在纳米氧化铝表面沉积Au层,使得选择性分离膜的孔开口减小为7 nm.使用烷基硫醇对金涂层进一步官能化,三烷基膦氧化物的金属离子载体使得表面疏水.当采用硝酸铀酰和硝酸锂作为进料溶液、醋酸钠作为接收液时,通过磷酸盐或膦氧化物载体的促进输送,100%的金属离子都能够穿过膜.当铀离子和铕离子都存在于进料溶液时,铀离子的选择性高于铕离子,因为前者的离子选择性地绑定到了膦氧化物载体上.同时,膜上其他离子(如 H+、Ca2+、CH3COO-)运输受阻.2003 年日本NEC公司的Sano等[42]采用颗粒排除分离的方法,使用PAA膜作为DNA颗粒离析平台.在这种方法中,具有较小尺寸的DNA生物分子经常被困在孔隙中,因此通过通道时,洗脱速度比大的生物分子慢得多.3.5 生物医学多孔氧化铝基材料已被作为支架用于组织工程[43],控制细胞进行表面交互作用.最近研究表明,该材料具有相当大的潜力作为药物或基因的转运载体,可控制治疗性分子的释放.2010年澳大利亚伊恩·华克研究所的Kant等[43]以SK-N-SH细胞作为神经元细胞模型,研究了各种PAA膜的孔结构对人神经母细胞瘤生长的影响.这项研究表明,孔结构对神经元细胞的取向和表型有直接影响,开拓了生物工程的可能性.该组在复合孔径和分叉结构表面上发现了最广泛的细胞反应.这种表面提供了最多的细胞附着、频繁的神经元状表型和大量的细胞间交互作用.2011年Aw等[44]探讨了药物纳米载体的洗脱性能,其中PAA作为治疗植入物,聚合物胶束作为模型纳米载体.等离子聚合物层在PAA膜内沉积的厚度不同,孔的直径可控,因此药物释放的速率可控.通过控制等离子体聚合物层沉积,PAA植入物达到良好的零级释放动力学是可能的.3.6 仿生学领域近年来,PAA模板在仿生学纳米材料领域也有着广泛的用途.自从2000年美国斯担福大学Autumn[45]证实壁虎自由行走在光滑表面是借助于范德华力后,许多研究人员尝试用PAA模板制作仿壁虎脚胶带,2003年,Campolo等[46]在孔径为200 nm、高60 μm的PAA模板涂覆聚氨酯溶液,得到了聚氨酯纳米阵列,但未对其粘附性能进行测试.2007年,新加坡南阳理工大学Kustandi等[47]在草酸电解液中使用不同温度得到两种PAA模板,并采用光刻工艺和紫外光压印技术制得层级结构.然后将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶液沉积到层次结构的PAA模板中,得到仿壁虎脚粘附阵列.但是,由于所制备膜上的支柱过于密集造成凝结,最终这些结构的粘附力没有精确地表现出来.2011年,新加坡南阳理工大学Ho等[8]将磷酸和草酸溶液中制备出的双层PAA模板放在一个250 μm厚的聚碳酸酯膜上进行热压纳米压印.得到粘附阵列的宏观粘附力为6.5 N/cm2,与壁虎脚毛的10 N/cm2在一个数量级.2012年,北京航空航天大学Liu等[48]将聚酰亚胺的预聚物旋涂到制备好的PAA 模板上,在平板玻璃基底上得到的聚酰亚胺薄膜对水具有很好的粘附性.本课题组正尝试用PAA模板制备仿壁虎脚粘附材料,并在该材料表面镀上金属镀层,实现自粘附表面生物电干电极,该电极能够应用于健康可穿监控系统当中[49-50].4 结束语从各种PAA模板的制备方法可以看出,无论是一般PAA模板制备,还是特殊形状PAA模板制备,影响PAA孔洞形貌尺寸的最主要因素仍然是阳极氧化的电场强度、氧化温度、电解液种类及浓度等.目前,世人仍未能洞悉PAA纳米孔洞的生长机理,没有一种理论能解释所有实验现象.随着研究的深入,PAA模板的调控和制备技术必然会有更新的突破.新型PAA模板的制备在光学、电学、磁学、仿生学、生物医学等纳米材料科学领域具有广阔的应用前景,对各种功能性纳米材料的开发具有巨大的促进作用.参考文献:【相关文献】[1]KELLER F,HUNTER M S,ROBINSON D L.Structural features of oxide coatings on aluminum[J].Journal of the Electrochemical Society,1953,100(9):411-419.[2]WHITNEY T M,SEARSON P C,JIANG J S,et al.Fabrication and magnetic properties of arrays of metallic nanowires[J].Science(New 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AlOOH溶胶的制备及其结构与性能表征

AlOOH溶胶的制备及其结构与性能表征
第 3 3卷 第 3期 21 0 0年 6月








Vo . 3, . i 3 No 3
J r lo u n Un v r iy ofS in ea c o o y ou na fW ha i es t ce c nd Te hn l g
J n2 1 u. 0 0
A1 溶 胶 的 制 备 及 其 结 构 与 性 能 表 征 OH O
赵惠 忠 , 徐 兵 , 中央。 贺
(. 汉 科 技 大 学 耐 火 材 料 与 高 温 陶 瓷 国 家 重 点 实 验 室 培育 基 地 , 北 武 汉 ,3 0 1 1武 湖 4 0 8
2 武 汉 科 技 大 学 纳 米 材 料 与 技 术 中 心 , 北 武 汉 ,3 0 1 . 湖 408 ; 3 濮 阳濮 耐 高 温材 料 有 限公 司 , . 河南 濮 阳 , 5 1 0 470)
过 12 0℃ 煅 烧 后 其 比 表 面 积 仍 可 达 1 5F。 g 0 8 D / 。 _ 关 键 词 : 00H 溶 胶 ; Al 制备 ; 构 ; 能 结 性 中图分类号 : TQ4 7 6 2 . 文献标志码 : A 文 章 编 号 :6 4 3 4 ( 0 0 0 — 2 40 1 7—6 4 2 1 )30 6—5
Al ooH 溶 胶 , 常 称 为 铝 溶 胶 , 带 正 电 的 通 是
均为分 析纯 。
氧化 铝 微 细 粒 子 分 散 在 水 中 的 胶 体 溶 液。 Al OOH溶 胶 常用作 耐火 材料 及 陶瓷材 料 的黏结 剂 和宝石材 料 的研 磨 剂 等 , 于 纺织 纤 维 制 品 中 用 可起 到 防静 电作 用 , 造纸 工业 中作 为增 白剂 , 在 在

不同抗菌剂在医用硅橡胶里的抗菌性能研究

不同抗菌剂在医用硅橡胶里的抗菌性能研究

2019年第17期广东化工第46卷总第403期·65·不同抗菌剂在医用硅橡胶里的抗菌性能研究李菲1,李利娜1,蒋飞远1,翟胜娜1,王国锋2(1.河南驼人医疗器械集团有限公司,河南新乡453400;2.河南省医用高分子材料技术与应用重点实验室,河南新乡453400)Study on Antimicrobial Properties of Different Antimicrobial Agents in MedicalSilicone RubberLi Fei1,Li Li’na1,Jiang Feiyuan1,Zhai Shengna1,Wang Guofeng2(1.Henan Tuoren,Medical Instrument Group Co.,Ltd.,Henan Xinxiang453400;2.Henan Key Laboratory of Medical Polymer Materials Technology and Application,Xinxiang453400,China)Abstract:A ntimicrobial medical silicone rubber was prepared by blending method,and its antimicrobial properties,cytotoxicity and physical properties were studied.The results showed that the two selected antimicrobial agents,the organic antimicrobial agent and silver antimicrobial agent,had antimicrobial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus in medical silicone rubber without potential cytotoxicity and no effect on physical properties.Keywords:medical silicone;antibacterial silicone rubber;bacteriostatic ring test;antimicrobial医用硅橡胶透明度高,抗黄变性好,不易变旧;抗撕裂强度高,且无毒无味,有良好的生理惰性,适合生产的医用产品范围广泛[1]。

阳离子表面活性剂和硅烷偶联剂协同改性纳米凹凸棒土的研究

阳离子表面活性剂和硅烷偶联剂协同改性纳米凹凸棒土的研究

阳离子表面活性剂和硅烷偶联剂协同改性纳米凹凸棒土的研究万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据阳离子表面活性剂和硅烷偶联剂协同改性纳米凹凸棒土的研究作者:张国庆,姚超,李为民,李效棠,刘建平,ZHANG Guo-Qing, YAO Chao, LI Wei-min, LI Xiao-tang, LIU Jian-ping作者单位:张国庆,姚超,李为民,ZHANG Guo-Qing,YAO Chao,LI Wei-min(江苏工业学院化工系,江苏,常州,213164),李效棠,LI Xiao-tang(江苏省凹土工程技术研究中心,江苏,盱眙,211700),刘建平,LIU Jian-ping(江苏南大紫金科技集团有限公司,江苏,常州,213016)刊名:化工矿物与加工英文刊名:INDUSTRIAL MINERALS AND PROCESSING年,卷(期):2008,37(10)被引用次数:4次参考文献(13条)1.胡涛.钱运华.金叶玲凹凸棒土的应用研究[期刊论文]-中国矿业2005(10)2.胡涛.郭迎卫.严群改性凹土处理印染废水的研究[期刊论文]-青海环境 2006(02)3.李东明.王兆安.沈继祥凹凸棒土在高颜基比溶剂型涂料中的应用[期刊论文]-中国涂料 2003(06)4.李永文.孙鲲鹏.许健新型改性凹凸棒土负载的Ni-B合金催化剂在甲乙酮氨化中催化性能的研究[期刊论文]-分子催化 2005(05)5.陈浩.王文已.张俊平酸处理凹凸棒粘土对有机-无机复合高吸水性树脂性能的影响[期刊论文]-化工矿物与加工2006(10)6.彭传书凹凸棒石黏土橡胶填料改性研究[期刊论文]-非金属矿1998(01)7.Li hua Wang.Jing Sheng Preparation and properties of polypropylene/org-attapolgite nano-oompoeltes 2005(16)8.朱挣海.郑茂松.孙新友凹凸棒石粘土净化含强致癌物质黄曲霉毒素油脂工艺技术研究[期刊论文]-非金属矿1998(06)9.Alexander-Ncaman.Arieh-Singer Possible use of the Sacalum(Yucatan)palygorskite as drilling muds 2004(1-2)10.王彦华.雷家晰.寰启华烷基铵盐改性坡缕石的结构与表面性质1999(03)11.宋仁峰.杨利营.盛京纳米凹凸棒石的表面修饰与表征[期刊论文]-硅酸盐通报 2003(03)12.杨婕.陈敬中江苏盱眙坡缕石的矿物学特征[期刊论文]-资源调查与环境 2004(03)13.黄健花.刘元法.金青哲加热影响凹凸棒土结构的光谱分析[期刊论文]-光谱学与光谱分析 2007(02)相似文献(10条)1.学位论文夏建俊含硅表面活性剂的合成及其应用2003该文以D<,4>(八甲基环四硅氧烷),不同的氨基硅烷偶联剂,MM(六甲基二硅氧烷)等为原料,在催化剂(KOH)和促进剂(二甲基亚砜)的作用下,在温和的条件下生成含有氨基的改性聚硅氧烷.利用简便缩合反应将3-氯-2-羟丙基三甲基铵盐酸盐引入改性聚硅氧烷链的侧链,从而形成聚硅氧烷季铵盐表面活性剂,反应条件便利温和,其产率较高.将氯丙基三烷氧基硅烷和烷基二甲基叔胺进行季铵化反应,以异丙醇与DMF(4:6)作为溶剂,合成一系列硅氧烷季铵盐阳离子表面活性剂,其产率为84-86%,与此同时,以3-氯-2-羟基丙基铵盐衍生物和胺丙基三烷氧基硅烷进行缩合反应,生成硅氧烷季铵盐,然后对其进一步进行季铵化反应,从而合成了双子座(Gemini)型季铵盐表面活性剂,合成方法简便,产率较高.此外,以Yb(OTf)<,3>作为催化剂,将三甲基硅氰、醛和二级胺三组分进行"一锅法"反应,合成α-氰基叔胺衍生物,其产物可将其用作合成阳离子表面活性剂的中间体.所合成的硅氧烷季铵盐表面活性剂及聚硅氧烷季铵盐表面活性剂具有较好的杀菌、抗静电、柔软、固色等功能,可以用于日化、轻工、纺织、石油化工、电子、医药、农药等领域.将有机硅季铵盐、含有机硅季铵盐的柔软剂用于棉纤维活性染料染色布样的测定,其耐褪色和沾色牢度,其性能都达到了较好的水平.配制的有机硅季铵盐的柔顺剂的测试,完全符合标准,经试用,含有机硅季铵盐柔软剂其柔软效果和杀菌效果均较好.硅氧烷季铵盐表面活性剂、聚硅氧烷季铵盐表面活性剂用于洗手液、洗发香波、洗衣液、杀菌等方面都具有显著的效果,将其复配成不同的配方达到较好的使用效果配制的有机硅季铵盐的纸张柔顺剂经测试,其柔软性能及体系稳定性均较好.其性能也达到了较好的水平2.学位论文赵丹聚乳酸复合材料的制备、结构表征及其性能研究2009聚乳酸是一种完全降解的环境友好材料,PLA的原料是乳酸,由谷物发酵制得,是一种可再生的资源。

不同形态纳米氧化镁的制备和应用研究进展

不同形态纳米氧化镁的制备和应用研究进展
良好的 结晶性 和取 向性。目 前的制备方法 大多需要精 密的设备 , 且过 程冗繁 , 成本很高 , 这 严重限制了技术的推广 和大规模 应用。当 前 , 用 普通化 学方法 制备薄膜已经有所实践 , 如溶胶 - 凝胶法 等。这些化学 方法一般 都比较简单且成本较低 , 但制 备的薄 膜质量 也较差。如 何通过 优化这些普通化学方法的制 备工艺 , 是制 备高质 量薄膜 的研究 方向之一。
Key words
M gO , film, nanow ires, antimicro bial, catalyst ( 线、 带、 棒、 管 ) 等 3 种 , 另外还 有一些 特殊形 貌。目前 , 关 于纳 米粉体和薄膜的制备 和应用研 究较多 , 纳米 丝和其 他特殊 形貌 则相对较少 [ 3] 。本文就不同形态的纳米 氧化镁材料的制备方法 进行论述和总结 , 并讨论纳米氧化镁的主要应用。
T el: 027 -87541540 E - mail: lihaijun1982@ sina. com
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材料导报
2007 年 5 月第 21 卷专辑
常见的修饰方法包括加入表面活性剂、 沉积包覆等 , 表面修饰技 术已经成为纳米粉体制备工艺中不可或缺的关键技术之一。
开发具有重要的意 义。纳米 丝 ( 线、 带、 棒、 管 ) 的制备 方法 有高 温固相法、 静电纺丝、 共沉淀法 及水热法等 [ 14] , 另外也有一 些特 殊方法。陈晨等 [ 15] 用氨 水与 碳酸铵 为双 沉淀剂 的共 沉淀 化学 合成途径 , 先合成 M g CO3 3H 2 O 纳 米带 , 然 后经 煅烧 得到 氧 化镁纳米带 , 该纳米带由整 齐排列的 氧化镁 单晶纳 米颗粒 所组 成。 Y ado ng Y in 等 [ 16] 以 M gB 2 为前驱体 , 采用气相前驱体 法在 固体基 体上 制备 出了 平均 长度 30 m, 直 径 15~ 20nm 的线 状 M g O , 如图 2 所示。这 些丝 线结 构排 列混 乱 , 且直 径大 小不 均 匀 , 有粗有细 , 呈针状。它 们的长 度一般 可以达 到几百 微米 , 而 直径大的地方有几百 个纳米 , 小的只有十几纳米左右。 与图 2 中纳米线的混乱无序不同 , Z. Dohna lek 等 [ 17] 在 硅基 体表面沉积 获得 高表 面积 ( 1000m 2 / g) 、 高 多孔 渗水 性 ( 90% ) 、 热稳定性好的氧化镁 薄膜 , 它由大量 的丝状 结构在 基体表 面以 一定角度协同生长 而成 , 如图 3 所示。每个 细 丝 的宽度 为几 十个纳米 , 具有羽毛状结 构。这样的 结构显 然大大 增加了 薄膜 的表面积 , 对其良好的渗水 性和热稳 定性等 优良性 能也有 直接 关系。目前 , 纳米丝 ( 线、 带、 棒、 管 ) 的制备 还存在 成本 较高、 技 术复杂、 过程 难以精确 控制、 性能测试困 难等问题 , 还没能 实现 工业化的大量生产与 应用 , 仍处于实验研究阶段。

Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合纳米气凝胶材料耐高温性能研究

Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合纳米气凝胶材料耐高温性能研究

Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合纳米气凝胶材料耐高温性能研究吴佳臻;徐长伟;张忠伦;王明铭【期刊名称】《复合材料科学与工程》【年(卷),期】2024()2【摘要】以正硅酸四乙酯(TEOS)和六水合氯化铝(AlCl_(3)·6H_(2)O)作为混合前驱体,环氧丙烷作为网络诱捕剂,在不添加螯合剂情况下,采用溶胶-凝胶工艺与CO_(2)超临界干燥法制备出了不同摩尔比的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合气凝胶。

对样品分别进行600℃、800℃、1000℃和1200℃热处理,并利用傅里叶红外光谱分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪、比表面积分析仪、热重差热分析仪等仪器对Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合气凝胶的微观形貌、结构及热稳定性能进行表征。

结果表明:当AlCl_(3)·6H_(2)O∶TEOS=8∶1时,Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶样品在1000℃和1200℃热处理后的导热系数分别为0.0621 W/m·K和0.0803 W/m·K,在1000℃以上热处理后,孔径更加均匀,保留了较好的介孔结构;并且不同的热处理温度延缓了晶型转变,在常温和1200℃条件下,样品比表面积分别为617.14 m^(2)/g和102.9 m^(2)/g,为均匀的介孔结构(孔直径为8~32 nm),孔径低于常温下空气的平均自由程,在1200℃热处理后,样品总失重率为16.3%,具有较好的高温热稳定性。

【总页数】8页(P67-74)【作者】吴佳臻;徐长伟;张忠伦;王明铭【作者单位】沈阳建筑大学;中建材科创新技术研究院(山东)有限公司;中国建筑材料科学研究总院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.耐高温Al_(2)O_(3)-SiO_(2)纳米气凝胶的制备及性能研究2.耐高温Al_(2)O_(3)气凝胶隔热材料的研究进展3.Al_(2)O_(3)、SiO_(2)质量比对Al_(2)O_(3)SiO_(2)-MgO复合粉体电绝缘性能的影响4.纤维增强Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶隔热复合材料研究进展5.耐高温SiO_(2)气凝胶隔热复合材料的重复使用性能因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

双亲性二氧化硅纳米粒子的合成及应用

双亲性二氧化硅纳米粒子的合成及应用

双亲性二氧化硅纳米粒子的合成及应用*王鸿飞1,李孝君2,刘 寰2,常柏年2,孙树清3(1 中国人民公安大学刑事科学技术系,北京100038;2 公安部物证鉴定中心,北京100038;3 国家纳米科学中心,北京100190)摘要 采用Stober溶胶-凝胶法制备出二氧化硅纳米颗粒,用十八烷基三氯硅烷(OTC)进行表面改性,利用SEM、FT-IR对改性纳米粒子进行表征,并对玻璃表面新鲜汗垢手印进行显现。

结果表明,合成的双亲性二氧化硅纳米粒子双亲性能良好、形态均一、稳定性较好。

此纳米材料显现手印效果显著,具有选择性强、背景干扰小等特点。

关键词 纳米二氧化硅 溶胶-凝胶法 双亲改性 手印显现Synthesis and Applications of Amphiphilic Silica NanoparticlesWANG Hongfei 1,LI Xiaojun2,LIU Huan2,CHANG Bonian2,SUN Shuqing3(1 Department of Forensic Sciences,Chinese People′s Public Security University,Beijing 100038;2 Evidence IdentificationCenter of Ministry of Public Security,Beijing 100038;3 National Center for Nanoscience and Technology,Beijing 100190)Abstract Silica nanoparticles were prepared by sol-gel method.Octadecyl trichlorosilane(OTC)was used inthe hydrophobic surface-modification of silica nanoparticles.The modified nanoparticles were characterized by SEMand FT-IR.By changing the ratio of nanoparticles and OTC,excellent monodispersed and stable silica nanoparticleswere got.This kind of nanomaterial was an effective reagent for latent fingerprints development on smooth and non-porous substrates with little background interference.Key words silica nanoparticles,sol-gel method,lipophilic modification,development of fingerprint *基本科研业务费专项资金重点项目(2009JB007) 王鸿飞:男,1985年生,硕士研究生,主要从事痕迹检验技术和手印学研究 E-mail:hfwang20101126@126.com0 引言纳米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,也是我国最早实现规模化生产的纳米材料。

利用水热法和添加籽晶制备纳米AlOOH粉体

利用水热法和添加籽晶制备纳米AlOOH粉体

利用水热法和添加籽晶制备纳米AlOOH粉体
毛爱霞;卢红霞;李智慧;刘锁兵;孙洪巍;胡行
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】2006(25)4
【摘要】以Al(NO3)3·9H2O和氨水为原料,以水为反应介质,采用水热法制备纳米AlOOH粉体。

通过DSC/TG和XRD分析了不同热处理温度下粉体的晶型转变和成分。

利用SEM和粒度仪分析了不同水热温度以及不同籽晶对晶粒形貌的影响。

结果表明,当水热反应温度低于380℃时,所获得的粉体成分均为AlOOH,颗粒均为纳米尺度;水热反应温度的提高有利于获得形貌规则的晶粒;加籽晶比不加籽晶所得粉体的粒径小且分布均匀;加纳米TiO2作籽晶比加纳米αAl2O3作籽晶所得粉体的粒径小。

【总页数】6页(P202-207)
【关键词】水热法;籽晶;纳米AIOOH;微观形貌
【作者】毛爱霞;卢红霞;李智慧;刘锁兵;孙洪巍;胡行
【作者单位】郑州大学材料物理教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ133.1
【相关文献】
1.纳米VO2粉体的水热法制备与热致相变研究 [J], 田占强;丁飞;李祥;程兴旺;
2.自分散型纳米 AIOOH 水热制备纳米α-Al2O3粉体 [J], 廖海达;黄联晓;蒙艳彬;
昊伯麟;张联盟
3.前驱体对纳米AlOOH水热制备过程中团聚的影响 [J], 郝保红;方克明;向兰
4.自分散型纳米AIOOH水热制备纳米α-Al2O3粉体 [J], 廖海达;黄联晓;蒙艳彬;吴伯麟;张联盟
5.水热法纳米β-TCP/HA复合粉体的制备 [J], 徐娟娟;彭周;袁泉;夏风;肖建中
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海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究

海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究

第38卷第1期2024年1月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Shandong University of Technology(Natural Science Edition)Vol.38No.1Jan.2024收稿日期:20221225第一作者:孙蕾,女,2101817012@;通信作者:李相晔,女,lixiangye@文章编号:1672-6197(2024)01-0068-05海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究孙蕾1,王少华1,赵增典1,刘秀芳2,李相晔1(1.山东理工大学化学化工学院,山东淄博255049;2.齐鲁医药学院药学院,山东淄博255300)摘要:利用溶胶-凝胶法制备海胆状的二氧化硅纳米颗粒(USN ),并将其作为共价交联中心增强聚丙烯酰胺(PAM )水凝胶㊂利用硅烷偶联剂(3-(异丁烯酰氯)丙基三甲氧基硅烷)对USN 进行表面改性,通过原位引发自由基聚合得到USN 增强的聚丙烯酰胺水凝胶㊂利用傅里叶变换红外光谱(FTIR )㊁动态光散射(DLS )和透射电子显微镜(TEM )对改性前后的USN 进行表征,考察了USN 加入量对水凝胶溶胀性能和压缩性能的影响㊂结果表明:与纯聚丙烯酰胺水凝胶相比,掺杂USN 后,水凝胶溶胀率由约70%降低到约30%,显示出明显的抗溶胀性能;在应变为90%的条件下,水凝胶的最大压缩应力由298.8kPa 增大到566.4kPa ㊂关键词:水凝胶;二氧化硅纳米颗粒;共价增强;溶胀性能;压缩性能中图分类号:TB532.1;TB553文献标志码:APreparation and properties of hydrogels reinforced by urchin-like silica nanoparticlesSUN Lei 1,WANG Shaohua 1,ZHAO Zengdian 1,LIU Xiufang 2,LI Xiangye 1(1.School of Chemistry and Chemical Engineering,Shandong University of Technology,Zibo 255049,China;2.College of Pharmacy,Qilu Medical University,Zibo 255300,China)Abstract :Urchin-like silica nanoparticles (USN)were prepared by the sol-gel method and further used as covalent crosslinkers to reinforce polyacrylamide (PAM)hydrogels.After the USN surface was modi-fied by the silane coupling agent (3-(isobutenyl chloride)propyl trimethoxysilane),the USN-enhanced polyacrylamide hydrogels were obtained by in situ initiated radical copolymerization.The USNs before and after modification were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),dynamic light scattering (DLS)and transmission electron microscopy (TEM).The effects of USN addition on the swelling and compression properties of hydrogels were investigated.The results show that compared with pure polyacrylamide hydrogels,the swelling ratio of hydrogels decreases from ~70%to ~30%after the addition of USN,exhibiting an obvious anti-swelling ability.The maximum compressive stress of hydrogels increases from 298.8KPa to 566.4KPa at the constant strain of 90%.Keywords :hydrogel;nano-silica;covalent reinforcement;swelling behavior;compression property㊀㊀水凝胶是一种由天然或合成聚合物制成的具有三维网络结构的柔软材料,具有很强的吸水和保水能力[1-2]㊂由于水凝胶的高含水性㊁良好的生物相容性㊁易于调控的网络结构等优异特性,被广泛应用于药物释放[3-5]㊁医用材料[6-8]㊁组织工程[9-11]㊁化妆品材料[12-13]等诸多领域,但是水凝胶在水中易溶㊀胀㊁力学性能较差,这在一定程度上限制了水凝胶的应用㊂目前,水凝胶的增强方法主要有双网络法[14]㊁纳米改性剂物理交联法[15-16]㊁拓扑网络结构法[17]㊁疏水缔合法[18-19]等㊂Wang等[20]通过一步光引发共聚制备了二氨基三嗪-二氨基三嗪(DAT-DAT)氢键增强的功能水凝胶㊂Zhang等[21]通过将季戊四醇交联的聚丙烯酸(PAAc)微凝胶与聚丙烯酰胺(PAM)提高了水凝胶的韧性㊂Kumar等[22]通过共价键诱导形成强离子对,增强了凝胶的机械性能㊂这些增强策略的中心思想都是利用引入的 牺牲键 耗散外界能量,进而提高水凝胶的机械强度[23]㊂本文采用溶胶-凝胶法制备了海胆状二氧化硅纳米颗粒(USN),并在其表面接枝C=C,将表面改性的USN作为共价交联中心与单体丙烯酰胺(AAm)经光引发自由基聚合后制得纳米二氧化硅增强复合水凝胶,考察USN的加入对水凝胶溶胀性能和压缩性能的影响,探究USN的水凝胶增强机理㊂1㊀实验部分1.1㊀实验试剂正硅酸乙酯(98%㊁TEOS),3-(异丁烯酰氯)丙基三甲氧基硅烷(97%㊁KH570),十六烷基三甲基溴化铵(99%㊁CTAB),氨水(25%~28%)和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(99%㊁MBA)均购自上海阿拉丁试剂有限公司;丙烯酰胺(分析纯㊁AM)和硅酸钠镁锂(99%㊁Laponite)购自上海麦克林生化科技有限公司;无水乙醇(分析纯)购自淄博市化学试剂厂有限公司;过硫酸钾(分析纯㊁KPS)购自天津恒兴化学试剂有限公司;三乙胺(分析纯㊁TEA)购自天津市致远化学试剂有限公司;水杨酸钠(分析纯㊁NaSal)购自河北百灵威超精细材料有限公司);实验用水均为超纯水㊂1.2㊀实验方法1.2.1㊀USN的制备与表面改性1)采用改进的溶胶-凝胶法制备USN[24]㊂具体为:在500mL三口烧瓶中加入125mL水㊁1.9g CTAB和0.945g NaSal,升温至78ħ搅拌至完全溶解;加入0.34g TEA,搅拌均匀后逐滴加入20mL TEOS;加热回流6h,冷却至室温,分别用无水乙醇和水离心洗涤数次,45ħ真空干燥,研磨;以2ħ/ min的速率升温至550ħ保温5h,得到白色粉末,记为USN㊂2)利用硅烷偶联剂KH570对USN进行表面改性㊂具体为:取2g上述制备的USN粉末,超声分散在40mL的无水乙醇中;加入6mL KH570和3 mL氨水,加热回流6h㊂待反应结束后,停止加热,冷却至室温,分别用无水乙醇和水离心洗涤数次,45ħ真空干燥,得到白色粉末,记为mUSN㊂3)利用TEM(JEOL JEM-1400,日本)观察USN 和mUSN的形貌,利用DLS(Malvern Instruments Zetasizer Nano ZS型纳米粒度仪,英国)分析USN和mUSN的粒径,利用FTIR(Nicollet5700,美国)分析USN和mUSN的红外吸收光谱㊂1.2.2㊀USN增强水凝胶的制备USN增强水凝胶通过光引发自由基聚合的方法制备如图1所示㊂具体为:称取0.4g AM溶解在水中,依次加入0.02g MBA㊁0.02g KPS和0.2g Laponite,充分搅拌后,得前驱液A㊂称取一定质量的mUSN超声分散在2mL去离子水中,得前驱液B㊂将前驱液B缓慢加入前驱液A中,搅拌均匀后紫外光照射2min,紫外光(365nm)下照射2min即得USN/PAM复合水凝胶㊂将水凝胶冷冻干燥后利用扫描电子显微镜(SEM,Sirion200,荷兰)观察水凝胶的形貌㊂利用FTIR分析水凝胶的网络结构㊂图1㊀海胆状二氧化硅纳米颗粒增强水凝胶的合成示意图1.2.3㊀USN/PAM复合水凝胶的溶胀性能采用称重法考察USN/PAM复合水凝胶的溶胀性能㊂将水凝胶浸泡于足量水中,间隔一定时间取出称重,利用公式(1)计算水凝胶的溶胀率(SR)㊂SR=W t-W0Wˑ100%,(1)式中W0和W t分别为水凝胶在初始时刻和t时刻的质量㊂1.2.4㊀USN/PAM复合水凝胶的压缩性能采用万能实验机(WDW-5T)对USN/PAM复合水凝胶的压缩性能进行测试㊂测试温度为25ħ,传感器载荷为10kN,压缩速率为5mm/min㊂水凝胶试样均为边长5mm的正方形㊂96第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孙蕾,等:海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究2㊀结果与讨论2.1㊀USN 的制备与表面改性图2为USN 和mUSN 的红外光谱图㊂与USN 相比,mUSN 的谱图中除了1070.62cm -1处的Si -O特征峰,在1718.67cm -1处出现了KH570中C =O 的伸缩振动峰和1637.05cm -1处的C =C 的伸缩振动峰,说明UNS 成功被KH570修饰,颗粒表面接枝了C =C㊂图2㊀USN 和mUSN 的FTIR 图USN 和mUSN 的形貌可以通过TEM 观察,如图3所示㊂从图中可以看出,USN 和mUSN 均为海胆状的球形颗粒,说明KH570的表面改性不会改变颗粒的形貌;此外,二者均具有良好的单分散性,颗粒之间基本无聚集,粒径分布较均匀㊂相比于USN,经过KH570改性后的mUSN 颗粒粒径没有明显变化,但是在视野中观察到了小尺寸颗粒;同时,根据DLS 结果(图4),mUSN 的平均粒径略小于USN 的平均粒径㊂这可能是由于在USN 的改性过程中,少㊀㊀(a)USN,多个㊀㊀㊀㊀㊀㊀(b)USN,单个㊀㊀(c)mUSN,多个㊀㊀㊀㊀㊀㊀(d)mUSN,单个图3㊀USN 和mUSN 的TEM图图4㊀USN 和mUSN 的分布图量KH570的水解产物缩聚反应,生成了小颗粒,导致体系的平均粒径减小㊂2.2㊀USN /PAM 复合水凝胶的构筑与形貌分析将USN /PAM 复合水凝胶冷冻干燥后,采用溴化钾压片法采集水凝胶的红外吸收光谱,如图5所示㊂3201.29cm -1和3338.46cm -1处分别是酰胺中缔合与游离-NH 2的特征吸收峰,1610.15cm -1处为N -H 的弯曲振动吸收峰,2940.32cm -1和1450.57cm -1处为CH 2的特征吸收峰,1658.26cm -1处为C =O 的伸缩振动峰,同时在1007.15cm -1和1059.29cm -1㊁分别出现了Si -O -Si 对称和非对称伸缩振动峰㊂815.75cm -1处的Si -C 键的伸缩振动峰,说明成功将USN 与聚丙烯酰胺网络通过共价作用复合在一起[25]㊂由水凝胶的SEM 图(图6)可知,水凝胶具有水凝胶内部呈现多孔的网状结构,网络结构致密㊂以上结果证实,成功制备了USN 共价增强的复合水凝胶㊂图5㊀USN /PAM 复合水凝胶的FTIR 图2.3㊀USN /PAM 复合水凝胶的溶胀性能作为高吸水材料,水凝胶极易在水中吸水溶胀,7山东理工大学学报(自然科学版)2024年㊀㊀㊀㊀(a)放大200倍㊀㊀㊀㊀㊀(b)放大1000倍图6㊀不同放大倍数下USN /PAM 复合水凝胶的SEM 图导致水凝胶网络结构与性质的变化,设计制备具有一定抗溶胀性能的水凝胶材料具有重要意义㊂实验中考察了所得USN /PAM 复合水凝胶的溶胀率,加入不同质量的mUSN 时复合水凝胶的溶胀率列于表1㊂由图7可知,空白PAM 水凝胶在水中浸泡7d 后的溶胀率为66%㊂当加入mUSN 后,USN /PAM 复合水凝胶的溶胀率明显降低,并且随着mUSN 加入量的增加,水凝胶溶胀率逐渐降低㊂当所加入mUSN 的质量分数分别为1%㊁2%㊁3%和4%时,水凝胶的溶胀率分别降低为57%㊁53%㊁46%和33%㊂这是由于mUSN 加入水凝胶网络后,在凝胶网络内部形成了丰富的刚性共价交联点,增加了水凝胶的交联密度,抑制三维网络的溶胀,有效提高了水凝胶的抗溶胀性能㊂图7㊀不同mUSN 加入量时USN /PAM 复合水凝胶的溶胀曲线利用公式(2)计算了水凝胶的吸水率:吸水率=溶胀平衡后水凝胶的质量-干凝胶的质量干凝胶的质量ˑ100%㊂(2)㊀㊀由表1可知,当所加入mUSN 的质量分数分别为1%㊁2%㊁3%和4%时,水凝胶的吸水率由纯PAM 水凝胶的245%分别降低为179%㊁143%㊁164%和154%㊂结果表明,经过mUSN 改性后,水凝胶的吸水率有所降低,但是在一定程度上保留了水凝胶高吸水率的特性㊂表1㊀mUSN 含量不同时USN/PAM 复合水凝胶的溶胀与应力-应变值编号mUSN 的质量分数/%溶胀率/%吸水率/%应变/%应力/kPa HG006624590298.8HG115717990394HG225314390566.4HG334616490372.4HG4433154903502.4㊀USN /PAM 复合水凝胶的压缩性能压缩性能是衡量水凝胶力学性能的一个重要指标㊂以90%的压缩应变分别对纯PAM 水凝胶和USN /PAM 复合水凝胶进行压缩性能测试,其应力-应变曲线如图8所示,应变为90%时对应的最大应力值列于表1㊂与纯PAM 水凝胶相比,USN /PAM 复合水凝胶的抗压缩性能明显增强㊂当mUSN 的质量分数为2%时,复合水凝胶的抗压缩性能最强,这是由于mUSN 加入增加了复合水凝胶的交联密度,同时由于mUSN 的疏水特性,使其在凝胶网络中易于自发形成疏水缔合作用,当水凝胶受到外压时,凝胶网络中的疏水缔合体能有效耗散外界能量,提高水凝胶的抗压缩性能㊂当mUSN 的质量分数继续增加到3%和4%时,最大应力值反而降低㊂这可能是由于mUSN 含量较高时,在水凝胶成型过程中,mUSN 之前快速形成大量的疏水缔合体,导致复合水凝胶网络结构的不均匀性,从而降低了水凝胶的抗压缩性能㊂图8㊀不同mUSN 加入量时USN /PAM 复合水凝胶的应力-应变曲线3㊀结论本文采用溶胶-凝胶法制备了利用溶胶-凝胶17第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀孙蕾,等:海胆状纳米二氧化硅增强水凝胶的制备与性能研究法制备海胆状的二氧化硅纳米颗粒USN,并利用硅烷偶联剂KH570对其进行表面改性,进一步将其引入水凝胶三维网络中制备了USN/PAM复合水凝胶,得出以下结论:1)所得USN具有典型的球形海胆状形貌,颗粒具有很好的单分散性,粒径分布均匀㊂TEM和DLS 结果显示KH570改性对颗粒的形貌及粒径影响不大㊂FTIR谱图证实经KH570改性后,颗粒表面成功接枝了自由基聚合的反应位点C=C㊂2)将mUSN引入PAM水凝胶网络,成功制备了USN/PAM复合水凝胶,所得复合水凝胶具有明显的抗溶胀性能㊂随着mUSN加入量的增加,水凝胶的抗溶胀性能逐渐增强㊂当mUSN的加入量为4%时,水凝胶的溶胀率由纯PAM水凝胶的约70%降低到约30%㊂3)与纯PAM水凝胶相比,USN/PAM复合水凝胶的抗压缩性能明显增强㊂当mUSN的质量分数为2%时,复合水凝胶的抗压缩性能最强,应变为90%时的最大压缩应力为566.4kPa㊂参考文献:[1]CHOPRA H,SINGH I,RAHMAN H,et al.A comprehensive review on hydrogels[J].Current Drug Delivery,2022,19(6):658 -675.[2]GUAN Y X,MAO Y R,LIAO J G,et al.Preparation and properties of nano silica-based bioactive glass/apatite/sodium alginate composite hydrogel[J].Journal of the Mechanical Behavior of Bio-medical Materials,2022,136:105515.[3]PISTONE A,IANNAZZO D,CELESTI C,et al.Chitosan/pamam/ hydroxyapatite engineered drug release hydrogels with tunable rheo-logical properties[J].Polymers,2020,12(4):754. 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纳米氢氧化锂

纳米氢氧化锂

纳米氢氧化锂纳米氢氧化锂(Nano LiOH)是一种具有极小颗粒尺寸的氢氧化锂粉末,其粒径通常在10纳米到100纳米之间。

纳米氢氧化锂因其独特的性质和广泛的应用领域而备受关注。

本文将从纳米氢氧化锂的制备方法、性质及其应用领域等方面进行介绍。

首先,纳米氢氧化锂可以通过多种方法制备,常见的方法包括溶胶凝胶法、热分解法、溶剂热法等。

其中,溶胶凝胶法是最常用的一种方法。

在溶胶凝胶法中,通过在适当的溶剂中加入适量的锂源(如氢氧化锂)和适当的配体,形成胶体溶液。

然后,通过热处理或其他方法将胶体固化成纳米粒子。

这种制备方法能够控制纳米氢氧化锂的粒径和形貌,得到具有良好分散性和较大比表面积的纳米氢氧化锂粉末。

其次,纳米氢氧化锂具有一些独特的性质。

首先,由于其极小的颗粒尺寸和大比表面积,纳米氢氧化锂表现出优异的电化学性能。

它具有较高的比容量、循环稳定性和倍率性能,适用于锂离子电池的正极材料。

其次,纳米氢氧化锂还具有较高的吸湿性和碱性,可以用作脱硫剂、碱性催化剂等领域。

此外,纳米氢氧化锂还具有较高的比表面积,可以用于制备高性能的催化剂、吸附剂等。

纳米氢氧化锂在各个领域都有广泛的应用。

首先,纳米氢氧化锂在电化学领域具有巨大的应用潜力。

作为锂离子电池的正极材料,纳米氢氧化锂可以提高电池的能量密度和循环寿命。

其次,在环境保护领域,纳米氢氧化锂可以用作脱硫剂,用于处理工业废气中的硫化物。

此外,纳米氢氧化锂还可以用作碱性催化剂,用于有机合成反应中的催化剂。

此外,纳米氢氧化锂还可以用于制备陶瓷材料、纳米复合材料等。

总的来说,纳米氢氧化锂具有独特的性质和广泛的应用领域。

通过合适的制备方法可以获得具有良好分散性和较大比表面积的纳米氢氧化锂粉末。

纳米氢氧化锂在电化学领域、环境保护领域、催化剂领域等都有着重要的应用前景。

随着科技的发展和研究的深入,相信纳米氢氧化锂会在更多的领域得到应用,并为我们的生活带来更多的便利和创新。

理化所纳米纤维锂离子电池隔膜项目通过北京市验收

理化所纳米纤维锂离子电池隔膜项目通过北京市验收

理化所纳米纤维锂离子电池隔膜项目通过北京市验收
佚名
【期刊名称】《《新材料产业》》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】2007年12月26日,北京市科委、北京新材料发展中心组织专家组到理化所进行“静电纺丝法制备纳米纤维锂离子电池隔膜研究”项目的评审验收。

北京新材料发展中心万荣副主任、北京市科委新材料处主管工程师及相关负责人员参加了验收会。

【总页数】1页(P82)
【正文语种】中文
【中图分类】F744
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双双跻 身全 国十强

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第17卷 第4期郑州轻工业学院学报(自然科学版)V ol.17 N o.4 2002年12月JOURNA L OF ZHENG ZHOU INSTIT UTE OF LIGHT INDUSTRY (Natural Science )Dec.2002 收稿日期:2002-05-29作者简介:李俭(1963—),女,河南省新密市人,郑州祥和集团绝缘设备制造有限公司工程师,主要从事橡胶加工工艺研究. 文章编号:1004-1478(2002)04-0028-03Al (OH )3准纳米材料在硅橡胶配方中的应用李 俭, 郭慧豪(郑州祥和集团绝缘设备制造有限公司,河南郑州450048)摘要:研究了A1(OH )3的粒径,A1(OH )3与滑石粉、偶联剂的用量对胶料综合性能的影响.结果表明,准纳米A1(OH )3补强效果明显,加入量越大(14010份~22010份)补强效果越好;同时加入A1(OH )3用量510%的K H550作为偶联剂、1010份滑石粉作为填充剂可有效提高胶料的强度性能和混炼工艺性能,其硫化曲线与常用硅橡胶配方的硫化曲线基本一致,且成本大幅度降低.关键词:硅橡胶;氢氧化铝;纳米材料中图分类号:T Q33 文献标识码:A0 引言 近年来,硅橡胶以其独特优异的性能而被广泛应用,获得了飞速发展.但硅橡胶自身的强度极低,一般采用白炭黑作为补强填料,白炭黑的价格很高,成本因素在很大程度上限制了其在硅橡胶配方中的应用.由于对应用于高电压领域的硅橡胶材料的阻燃性、耐电弧烧蚀性能有非常高的要求,因此需在常规硅橡胶配方中加入大量的氢氧化铝作为阻燃剂.硅橡胶主链是由硅和氧组成的长链结构,硅橡胶和白炭黑的补强作用机理在于硅橡胶分子链和白炭黑聚集体表面上的羟基之间能形成物理化学作用,从而使彼此孤立的分子链之间形成物理结晶点,使硅橡胶强度得到很大提高[1].白炭黑的补强作用在于其表面羟基,而且补强效果与羟基个数即聚集体比表面积有直接的联系,也就是说,白炭黑的粒径越小、比表面积越大,其补强效果越好.在元素周期表中,硅和铝位于相邻位置,元素铝和硅在化学性质上表现出很大的相似性,如铝有一定的非金属性,铝的氧化物和氢氧化物都是两性物质,同时氢氧化铝表面也有一定的羟基,因此氢氧化铝对硅橡胶也应有一定的补强作用,但普通氢氧化铝填料由于粒子大其补强效果很微弱[2].近年来纳米材料技术飞速发展,从而也带动了氢氧化铝制造技术的发展,使氢氧化铝的粒子可以造得很细(粒径在准纳米范围内),与白炭黑的粒径相近.因此准纳米氢氧化铝微粉也具有很好的补强效果.本文通过详尽的实验,研究了氢氧化铝微粉的粒子大小、加入量、偶联剂、特殊填料等在硅橡胶配方中的作用,找出了适宜的配比,使胶料的成本大大降低,具有明显的应用价值.1 实验111 原料及仪器设备原料:110—2甲基乙烯基硅橡胶,四川成都晨光二厂产;K H550,晨光研究院产;氢氧化铝微粉,山西铝厂产;氢氧化铝填料,新乡意达铝厂产;DCP ,上海虹桥化工厂产;MgO (分析纯),海中化工厂产;滑石粉,市售;甲基硅油,四川成都晨光二厂产. 第4期李 俭等:Al(OH)3准纳米材料在硅橡胶配方中的应用・29・  仪器:XK—160开炼机;Q LB—D600×600×2平板硫化机;LX—A型硬度计;M M4130B无转子硫化仪; X L—250A拉力试验机;H D—10厚度计.112 实验方法11211 工艺路线 先使硅橡胶初步包辊,加入MgO,甲基硅油,滑石粉等用量少的填料,混炼至初步均匀,然后再加入氢氧化铝和K H550混炼均匀后加入DCP硫化剂,再细炼薄通至各种填料充分分散,即可进行硫化. 11212 基本配方 硅橡胶10010份,MgO510份,DCP115份,甲基硅油410份,氢氧化铝14010份~22010份,滑石粉1010份,偶联剂510%(与氢氧化铝用量之比).2 结果与讨论211 不同粒径氢氧化铝对硅橡胶补强效果的影响由实验1#和2#(见表1)的比较可以得出,普通的氢氧化铝几乎没有什么补强效果,但换用粒径在准纳米范围内的氢氧化铝微粉时,补强作用得到很大提高,拉伸强度由016MPa提高到110MPa1可见,只有粒径在一定范围内才有补强效果[3].212 氢氧化铝用量对硅橡胶补强效果的影响由实验3#,4#,5#(见表2)对比可知,这3个配方中其他填料保持不变,仅改变氢氧化铝微粉用量,当用量从14010份增加至22010份时,其硬度、拉伸强度、撕裂强度都有很大的提高,永久变形也有很大的改善.可见,随补强剂的用量增加,其补强效果增强,这与一般补强材料的规律一致. 表1 氢氧化铝粒径对硅橡胶补强效果的影响实验序号氢氧化铝硬度(邵尔)A永久变形/%拉伸强度/M P a撕裂强度/kN・m-1 1#普通原料408100161172#特殊微粉42715110312 表2 氢氧化铝微粉用量对硅橡胶补强效果的影响实验序号微粉用量/份硬度(邵尔)A永久变形/%拉伸强度/MPa撕裂强度/kN・m-1 3#14010407151103124#18010457151186155#2201053510311715213 偶联剂K H550用量对硅橡胶补强效果的影响由于硅橡胶分子链呈现较多的有机特性,而氢氧化铝微粉为无机填料,在硅橡胶混炼胶凝胶体系中,硅橡胶分子链与氢氧化铝聚集体之间仅有较弱的物理作用.为了增强二者之间的结合力,使其由弱的物理作用变为较强的化学作用,需加入偶联剂对其进行改性[4].由实验6#,7#,8#,9#(见表3)可以看出,当K H550用量由0增加到氢氧化铝用量的5%时,强度有较大提高,撕裂强度由711kN/m提高到715kN/m,而拉伸强度由214MPa提高到311MPa,偶联剂的加入增强了硅橡胶高分子网络的结合力,因此K H550在对胶料的改性上,对拉伸强度的提高要比撕裂强度明显.当K H550用量由510%提高到710%时,强度指标几乎不再提高,当用量达1010%时性能反而呈下降趋势,可见偶联剂的用量以一定份数为宜.214 滑石粉用量对硅橡胶补强效果的影响 滑石粉为含硅的无机物质,加入滑石粉可以有效提高硅橡胶分子网络的定伸应力,从而使强度得到提高.这可能缘于滑石粉与硅橡胶基体之间由于吸附可形成聚集体.从实验10#,11#,12#,13#(见表4)对比可知,随滑石粉用量的增加,其强度都有一定提高,但当用量增加到2010份时,强度反而有一定程度的下降,硬度有较大的提高.综合比较,滑石粉的用量以1010份为宜.215 硫化曲线与工艺性能对上述实验进行硫化曲线分析,结果如图1、图2所示.图中,M L(最小转矩)为未硫化试样的硫化特性(黏度)的测定值;M H(最大转矩)为试件充分硫化 表3 K H550用量对硅橡胶补强效果的影响实验序号K H550含量/%硬度(邵尔)A永久变形/%拉伸强度/MPa撕裂强度/kN・m-1 6#—535102147117#510535103117158#710545102197159#101054511214713 表4 滑石粉用量对硅橡胶补强效果的影响实验序号滑石粉用量/份硬度(邵尔)A永久变形/%拉伸强度/MPa撕裂强度/kN・m-1 10#—50510219610 11#51050610310617 12#101053510311715 13#201065610218516 ・30・郑州轻工业学院学报(自然科学版)2002年 的剪切模量或刚度的测定值;T10为转矩增加到M L+10(M H-M L)/100时的时间,即焦烧时间;T50为转矩增加到M L+50(M H-M L)/100时的时间;T90为转矩增加到M L+90(M H-M L)/100时的时间,即正硫化时间.由图1,2可见,新配方硅橡胶硫化曲线的走势与常用硅橡胶配方的曲线基本一致,仅曲线高度有所不同,其高度对应的转矩和硫化胶料的强度也基本保持一致.因此可以认为,加入氢氧化铝微粉对胶料的硫化工艺特性几乎无影响. 图1 新配方硅橡胶硫化曲线 图2 常用配方硅橡胶硫化曲线 从胶料的工艺特性可知,加入氢氧化铝微粉不存在加入白炭黑所引起的结构化现象,因而可使胶料的混炼工艺性能更好.同时又因不需加入价格昂贵而且对硅橡胶耐热性、耐老化性能都不利的结构控制剂———羟基硅油,.3 结论311 在硅橡胶配方中加入适量的氢氧化铝微粉,在起阻燃作用的同时,还可以起到补强作用.312 加入适量的填料滑石粉和偶联剂可以提高胶料的综合性能,滑石粉的用量以1010份为宜,偶联剂K H550的用量以氢氧化铝用量的510%为好.313 这一新的配方体系,用价格低的氢氧化铝微粉代替昂贵的白炭黑,通过适当的改性,所得硅橡胶的各种性能指标几乎不变,成本大幅下降,且胶料的混炼工艺性也有所改善.参考文献:[1] 谢遂志,刘登祥,周鸣峦.橡胶工业手册———生胶和骨架材料[M].北京:化学工业出版社,19891538—558.[2] 幸松民,王一路.有机硅合成工艺及产品应用[M].北京:化学工业出版社,20001536—614.[3] 王梦蛟,龚怀耀,薛广智.橡胶工业手册———配合剂[M].北京:化学工业出版社,19931323—325.[4] 郭守学,辛振祥.橡胶配合加工技术讲座[J]1橡胶工业,1999,46(4):249—255.Application of quasi2micromillimeter material Al(OH)3in silicon rubberLI Jian, G UO Hui2hao(Zhengzhou Xianghe Group Insulation Appliance Manufacture Co.,Ltd.,Zhengzhou450048,China)Abstract:The effect of grain diameter of Al(OH)3,the quantity of Al(OH)3,French white and coupling agent on the all2 around property of glue stock were studied.This research shows that excess weld metal effect of quasi2micromillimeter matyerial Al(OH)3is m ore obvious,and that the m ore quantity(140.0units~220.0units)added,the greater the excess weld metal effect.And on the same time,if K H550is added,whose quantity is5.0%of Al(OH)3,as the cou2 pling agent,10.0units French white as coupler,the strength property and the pugging craftw ork property of glue stock will be effectively im proved,and the sulfuration curve alm ost identifies with the one the ordinary silicone rubber,and the cost will be decreased sharply.K ey w ords:silicon rubber;aluminium hydroxide;micromillimeter material。

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