各类无机/有机杂化涂料的研究进展

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有机与无机杂化材料的合成与应用

有机与无机杂化材料的合成与应用

有机与无机杂化材料的合成与应用杂化材料是指由有机物和无机物组成的复合材料,具有有机和无机两种物质的特性和优势。

随着杂化材料研究的深入,人们发现它在能源、催化、传感、电子器件等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍有机与无机杂化材料的合成方法和应用场景。

一、有机与无机杂化材料的合成方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是最常用的合成有机与无机杂化材料的方法之一。

首先,将无机物的前驱体溶解在溶剂中形成溶胶,然后通过调节条件,如温度、pH值等,使溶胶发生凝胶化,形成凝胶体系。

最后,通过热处理或其他适当方法使溶胶和凝胶中有机物实现共价键结合,形成有机与无机杂化材料。

2. 原位聚合法原位聚合法是一种将无机与有机组分同时合成的方法,其基本原理是在聚合反应体系中引入无机组分,使无机与有机物一起进行聚合反应,从而形成有机与无机杂化材料。

这种方法通常可以实现杂化材料的可控合成和高静态度的有序结构。

3. 界面修饰法界面修饰法是一种在杂化材料的有机和无机界面上进行修饰的方法。

通过改变有机物与无机物之间的界面特性,可以调控材料的结构和性能。

常用的界面修饰方法包括静电作用、配位效应、键合作用等。

二、有机与无机杂化材料的应用场景1. 能源领域有机与无机杂化材料在太阳能电池、储能设备等能源领域具有重要应用。

例如,以有机与无机杂化材料为阳极材料的锂离子电池,具有高能量密度和长循环寿命的特点,可以应用于电动汽车、便携式电子设备等方面。

2. 催化领域有机与无机杂化材料在催化领域具有广阔的应用前景。

通过调控材料的结构和化学组成,可以实现高效催化反应的催化剂设计。

例如,有机与无机杂化材料催化剂在氧化还原反应、有机合成、水处理等方面表现出优异的催化性能。

3. 传感领域有机与无机杂化材料在传感领域有着重要的应用价值。

由于有机物和无机物共同作用的特点,杂化材料可以实现对多种物质的高灵敏度和高选择性检测。

例如,有机与无机杂化材料传感器在环境污染物监测、食品安全检测等方面具有广泛应用前景。

义齿树脂基托表面有机-无机杂化膜的制备与研究

义齿树脂基托表面有机-无机杂化膜的制备与研究

义齿树脂基托表面有机-无机杂化膜的制备与研究左伟文;黄华莉;石磊;杨杨;武燃;朱松【摘要】本研究设计合成应用于义齿树脂基托表面的有机-无机杂化膜.由缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH560)和正硅酸乙酯(TEOS)共水解缩合制得杂化硅溶胶;由甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)三种单体共聚制得聚合物.两者利用KH560和GMA中的环氧基团进行交联,形成具有互穿网络结构的杂化膜.对膜层的硬度、附着性及抗破裂性等进行表征,并对覆膜后的基托树脂的光泽度、吸水性及溶解性进行测试.实验结果表明,杂化膜不仅具有良好的力学性能,而且提高了基托树脂的光泽度,降低了基托树脂的吸水性和溶解性,最终会提高基托综合性能.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】5页(P71-75)【关键词】杂化膜;义齿树脂基托;吸水性;溶解性;光泽度【作者】左伟文;黄华莉;石磊;杨杨;武燃;朱松【作者单位】吉林大学口腔医学院,长春130021;吉林大学口腔医学院,长春130021;吉林大学口腔医学院,长春130021;吉林大学口腔医学院,长春130021;吉林大学口腔医学院,长春130021;吉林大学口腔医学院,长春130021【正文语种】中文【中图分类】R783.4目前,中国已步入老龄化社会,可摘局部义齿和全口义齿的应用日益增多,但义齿材料的综合性能还有待进一步提高,研究证实义齿基托树脂的吸水性和溶解性较高则对义齿基托产生的影响较大,包括:影响基托尺寸和颜色稳定性;降低基托力学性能,导致义齿断裂,影响使用寿命[1];改变基托生物学和化学性能,利于基托中残余单体的释放,进而导致一系列的不良反应,影响患者健康[2]。

国内外研究者试图通过调整基托固化过程[3]及基托材料单体成分[4],改变抛光方式[5],添加玻璃纤维[6]、交联剂[7]或纳米填料[8]等方法降低基托树脂吸水性和溶解性,但有的效果不确切,有的会降低基托的其他性能。

石墨烯无机复合涂层的研究进展

石墨烯无机复合涂层的研究进展

第49卷第9期2021年5月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.9May.2021石墨烯/无机复合涂层的研究进展费文翔,陶征林(上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093)摘要:首先介绍了无机转化涂层的优势以及分类,然后介绍了石墨烯的结构和性质,综合了纯石墨烯涂层对于防止金属腐蚀的作用以及面临的问题所在,如表面的缺陷,大阴极小阳极现象导致金属局部腐蚀的加速。

最后展开了对石墨烯增强的无机复合涂层研究进展的概述,并展望了石墨烯增强的无机复合涂层未来的发展方向。

关键词:金属腐蚀;石墨烯;无机复合涂层;研究进展中图分类号:TB332文献标志码:B文章编号:1001-9677(2021)09-0006-04 Research Progress on Graphene/Inorganic Composite CoatingsFEI Wen-xiang,TAO Zheng—lin(School of Materials Science and Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai200093,China)Abstract:The advantage and classification of inorganic conversion coatings were introduced,andthe structure and properties of graphene were introduced.The effect of pure graphene coating on preventing metal corrosion and the problems faced by it were summarized,such as surface defects,the phenomenon of large cathode and small anode leads to the acceleration of local corrosion of metal.The research progress of graphene-reinforced inorganic composite coatings was summarized,and the future development direction of graphene-reinforced inorganic composite coatings was prospected.Key words:metal corrosion;graphene;inorganic composite coating;research progress金属腐蚀是汽车、石油和天然气等化工行业的一个主要问题。

有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料

有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料

有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料一、引言在当今科技发展日新月异的时代,新型材料的研究与开发已成为学术界和工业界的热点之一。

有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料作为一种新型发光材料,具有优异的光电性能和广泛的应用前景,备受研究者们的青睐。

二、有机无机杂化材料的特点1.有机无机杂化材料是指在无机基质中引入有机分子,并使其与无机相互作用形成一种新型功能材料。

这种材料不仅拥有无机材料的优良性能,还具有有机材料的柔韧性和可溶性,具有很高的应用潜力。

2.有机无机杂化材料的制备方法主要包括离子交换法、溶胶-凝胶法、表面修饰法等。

这些方法可以在一定程度上调控材料的结构和性能,为材料的优化提供了有力的手段。

三、钙钛矿磷光材料的应用前景1.钙钛矿磷光材料是一种新型的荧光功能材料,具有发光效率高、发光寿命长、发光波长可调等优点,广泛应用于LED照明、显示屏、生物成像等领域。

2.钙钛矿磷光材料的研究方向主要包括改善其发光效率、提高其光稳定性、拓展其在生物医学领域的应用等方面。

这些研究工作将为新型发光材料的开发和应用提供重要支撑。

四、有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料的研究进展1.近年来,许多学者对有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料展开了深入的研究。

他们通过有机分子对钙钛矿材料进行表面修饰,成功地调控了其光电性能,提高了其发光效率和光稳定性。

2.有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料的研究工作主要集中在提高其荧光量子产率、拓展其发光波长范围、增强其光稳定性等方面。

这些工作为该材料在LED照明、生物成像等领域的应用奠定了基础。

五、有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料的制备与表征1.目前,制备有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料的方法主要包括溶胶-凝胶法、离子交换法、旋涂法等。

这些方法可以有效地调控材料的结构和性能,为实现其在不同领域的应用提供可能。

2.对有机无机杂化锰基钙钛矿磷光材料进行表征,可以通过X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱等手段对材料的结构、成分和光电性能等进行分析,为其性能优化和应用研究提供重要依据。

当代无机化学研究前沿与进展

当代无机化学研究前沿与进展

当代无机化学研究前沿与进展【摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。

未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。

文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。

【关键词】:无机化学;研究前沿;研究进展当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。

因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。

同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。

例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。

根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述:一、无机合成与制备化学研究进展无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。

发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。

近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面:(一)极端条件合成在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。

超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。

(二)软化学合成与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。

由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。

有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究

有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究

有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究金鹿江;杭建忠;孙小英;王小芬;施利毅【摘要】以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,y-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂.采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂.研究了水解单体和用水量对涂层性能的影响.结果表明:当水与水解单体物质的量比为4∶1时,杂化涂层附着力为1级,硬度为4H,耐盐雾时间达到360 h.电化学测试表明,在低频区杂化涂层阻抗值可达105 Ω·cm2,比铝合金裸板阻抗值高出2个数量级.表现出良好的防腐蚀性.热重分析显示,杂化树脂具有优异的热稳定性能.利用红外光谱与核磁共振分析了杂化涂层的组成和结构;同时,探讨了溶胶-凝胶杂化涂层的反应机理.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2014(044)005【总页数】7页(P18-24)【关键词】溶胶-凝胶;杂化涂层;耐盐雾;电化学;反应机理【作者】金鹿江;杭建忠;孙小英;王小芬;施利毅【作者单位】上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444;上海大学纳米科学与技术研究中心,上海200444【正文语种】中文【中图分类】TQ635.2基于溶胶-凝胶(sol-gel)技术的有机-无机杂化涂层是一种新兴的功能材料,近年来引起研究者的广泛关注[1-4]。

该材料通常以有机硅氧烷为前驱体,在低温条件下经水解缩合反应制备,杂化材料中有机相与无机相通过化学键相结合,形成高度交联的网状结构,它兼具高分子聚合物和无机材料特点,具有良好的力学性能。

研究表明,有机-无机杂化涂层可与铝合金界面形成Si—O—Al化学键,能有效增强涂层附着力和耐腐蚀能力,杂化涂层材料制备工艺及应用对环境友好,是理想的可有效替代铬酸盐氧化膜的环保材料。

膦(磷)酸基无机-有机杂化质子交换膜的研究进展

膦(磷)酸基无机-有机杂化质子交换膜的研究进展

膦(磷)酸基无机-有机杂化质子交换膜的研究进展郭芷含;沈春晖;陈成;孔更金【摘要】综述了通过溶胶-凝胶法制备的质子交换膜(PEM),即膦(磷)酸基无机-有机杂化PEM的发展状况.对比分析了掺杂磷酸和键合膦酸无机-有机杂化膜的稳定性以及膦(磷)酸与聚硅氧烷网络结构的连接方式对膜性能的影响.对膦酸基无机.有机杂化膜的发展前景进行了展望.%The development of inorganic-organic hybrid proton exchange membrane(PEM) based on phosphonic(phosphoric) acid was summarized, which were prepared from organosiloxane by sol-gel method. The stability between inorganic-organic hybrid membranes doped phosphoric acid and inorganic-organic hybrid membranes chemically grafted phosphonic acid was compared, then effect of connection ways of phosphonic (phosphoric) acid with the polysiloxane network structure on the membrane performance was discussed. The prospect development of inorganic-organic hybrid membranes based on phosphoric acid was described.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2012(042)004【总页数】4页(P232-235)【关键词】溶胶-凝胶;聚硅氧烷;无机-有机杂化;质子交换膜(PEM);膦酸【作者】郭芷含;沈春晖;陈成;孔更金【作者单位】武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TM911.42质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)最重要的部件,决定了电池的性能和寿命。

有机-无机杂化膜

有机-无机杂化膜

有机-无机杂化膜的研究进展1.简介传统的有机膜具有柔韧性良好、透气性高、密度低的优点,但是它们的耐溶剂性、耐腐蚀、耐温度性都较差,而单纯的无机膜虽然强度高、耐腐蚀、耐溶剂、耐高温,但比较脆,不易加工,因而制备一种兼具有两者优点的膜是目前研究的热点。

有机-无机杂化膜在有机网络中引入无机质点,改善网络结构,增强了膜的机械性能,提高了热稳定性,改善和修饰膜的孔结构和分布,提高膜的渗透性和分离选择性。

2.有机-无机杂化膜的结构有机-无机杂化膜按结构可分为3大类:(1)有机相和无机相间以共价键结合的杂化膜,图1;(2)有机相和无机相间以范德华力或氢键结合的杂化膜,图2,膜从结构上可以分为在有机基质内分散着无机纳米微粒和在无机基质中添加纳米高分子微粒;(3)有机改性的陶瓷膜,图3。

3.有机-无机杂化膜的制备方法制备有机-无机杂化膜的方法包括:溶液-凝胶法、纳米微粒与高分子直接共混法、原位聚合法等。

这里重点介绍前两种方法。

(1)溶胶-凝胶法(sol-gel)溶胶-凝胶法是将无机前驱体溶于水或有机溶剂中形成均匀的溶液,通过水解、缩合反应生成粒子粒径为纳米级的溶胶,再经干燥转变为凝胶。

用溶胶-凝胶法制备的杂化膜内部有机和无机相易发生分离,不易得到均质膜。

当无机组分均匀的分散在有机网络中,且两者间存在一定的相互作用时,易得到透明均质膜。

这种相互作用可以是氢键也可以是化学键,组分间的化学键可以是M-C、M-O-Si-C或M-L(L为有机配体如多羟基配体,有机羧酸等)。

引入化学键有两者方法:一是选用包含有功能性基团的烷氧基硅氧烷单体作为无机前驱体;二是加入偶联剂对有机高聚物进行改性,选用三官能团的硅氧烷,更易得到均质膜。

(2)共混法该方法是高分子可以以溶液形式、乳业形式、熔融形式等与纳米无机微粒共混。

共混法操作方便、工艺简单。

用此方法得到的杂化膜中,纳米微粒空间分布参数难以确定,纳米微粒分布不均匀,易团聚,通过对纳米微粒做表面改性或加入增溶剂进行改性。

无机-有机杂化亚硒酸盐材料研究进展

无机-有机杂化亚硒酸盐材料研究进展

无机一 有机杂化宁德师范学 院 化学系 , 福建 宁德 320 ) 5 10
摘 要:无机一 有机杂化 的亚硒酸盐按其结构可分为含有机模板剂化合物和共价键合配位化合物 . 比之下 相
前者化合物 比后者更多 , 结构更多样化 .
关键 词 :亚 硒 酸 盐 ; 机 模 板 剂 ; 价键 合 有 共 中 图分 类 号 : 1. 06 26 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 : 0 52 8 (0 2 0 .120 2 9 .4 12 1 )20 2 .4
图 8 ( ,'bp ) SO 的一 维 链 状 结 构 2 2- iy V e
基金项 目: 福建省教 育厅 A类科技项 目( 目编号 J 0 2 6 项 A 96 )
第 2期
谢金宇 : 无机一 有机杂化 硒酸盐材料研究进展 瞳
・ 2 ・ 1 3
首例三维含有有机模板剂 的硒酸盐 的化合物【] e 3 e s ] =cNH2 [ NH4 [H] 成 A【 ( O)( [4: c 。 N 4 口 F F S 2A 】 ] , )合 时, 加入了 H 溶液 , F 以此来稳定亚硒酸根 . 由于引入了 F离子 , L 使得每个铁原子不仅与每个 SO 的 3 e, 个 O配位 , 与 3个 r配位 . 邻 的两个 铁原 子之 间是通 过 F — — e 还 相 eF F 相桥 连 的 , 而形 成 一个 簇 F 6 簇 从 e 0 F
年合 成 出来 后 , 以有 机 胺 为 结 构 导 向 剂 的 亚 硒 酸 盐 引 起 科 研 工 作 者 的 关 注 . [e01 由于 SⅣ

基 团具有 独 特 的三角 锥 构 型 ,在 无 机骨 架 里 化 合 物 ( NH )【n (e ,s…是 一 个 C , Z , SO )]

有机-无机杂化发光材料

有机-无机杂化发光材料

有机-无机杂化发光材料1. 引言1.1 介绍有机-无机杂化发光材料的概念有机-无机杂化发光材料是近年来备受关注的研究领域,它是由有机材料和无机材料通过特定的制备方法进行复合而成的新型材料。

有机材料通常具有良好的柔性和可溶性,而无机材料则具有优秀的光电性能和稳定性,将两者进行杂化可以充分发挥各自特点,实现性能的协同提升。

这种杂化结构不仅可以实现材料性能的多元化调控,还可以拓展材料的应用范围,具有潜在的广泛应用前景。

有机-无机杂化发光材料的研究不仅可以为新型光电器件的设计和制备提供新思路,还可以促进材料科学领域的跨学科交叉融合。

深入探讨有机-无机杂化发光材料的概念及其制备方法、性质、应用领域和发展趋势,对推动材料科学的发展具有重要意义。

1.2 研究背景和意义有机-无机杂化发光材料是一种新型材料,它将有机和无机材料结合在一起,发挥各自的优势,形成具有独特性能的复合材料。

随着近年来材料科学领域的不断发展,有机-无机杂化发光材料备受研究者关注。

有机和无机材料在发光领域各有其优势和局限性,有机材料具有丰富的结构多样性和发光色彩可调性,但其稳定性和光电子性能较差;而无机材料具有较好的稳定性和光电子性能,但结构单一、色彩单一。

有机-无机杂化发光材料的研究具有重要意义,可以综合利用有机和无机材料的优势,克服彼此的不足,实现材料性能的整合和提升。

有机-无机杂化发光材料在光电子器件、生物成像、显示器件等领域具有广阔的应用前景。

通过调控发光材料的结构和性能,可以实现更广泛的应用,为相关领域的发展提供新思路和新材料支撑。

加强对有机-无机杂化发光材料的研究,对促进材料科学领域的发展和技术创新具有重要意义。

2. 正文2.1 有机-无机杂化发光材料的制备方法有机-无机杂化发光材料的制备方法包括溶液法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等多种途径。

溶液法是最常见的制备方法之一。

在溶液法制备过程中,通常先将无机材料和有机材料分别溶解在适当的溶剂中,然后将它们混合搅拌并进行热处理,最终形成有机-无机杂化发光材料。

无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层的构筑及性能研究

无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层的构筑及性能研究

无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层的构筑及性能研究无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层的构筑及性能研究摘要:含氟丙烯酸树脂具有优异的耐候性和耐化学性能,然而其低硬度和易磨损性限制了其在实际应用中的广泛应用。

为了克服这一问题,本研究采用无机-有机杂化技术构筑了一种含氟丙烯酸树脂涂层,并对其性能进行了研究。

结果表明,无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层具有较高的硬度和耐磨性,同时保持了良好的耐化学性能和耐候性,是一种具有潜力的涂层材料。

关键词:无机-有机杂化;含氟丙烯酸树脂;涂层;硬度;耐磨性引言:含氟丙烯酸树脂因其优异的耐候性和耐化学性能,在船舶、建筑等领域得到了广泛应用。

然而,由于其低硬度和易磨损性,限制了其在实际应用中的广泛使用。

为了提高含氟丙烯酸树脂的力学性能,研究者们采用了各种方法,包括杂化技术。

材料与方法:本实验选取了含氟丙烯酸树脂作为主要材料,并添加了一定比例的无机填料和有机改性剂。

无机填料可提高涂层的硬度和耐磨性,有机改性剂可提高涂层的耐化学性能和耐候性。

材料按一定比例混合,并通过搅拌均匀,然后采用刮涂法将混合材料均匀涂布于玻璃基材上。

涂层经干燥后,进行了一系列性能测试。

结果与讨论:通过扫描电镜观察涂层表面的形貌发现,无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层表面较为光滑,并且无明显的裂纹和颗粒。

这说明无机-有机杂化技术可以有效改善涂层的表面性态。

在硬度测试中,无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层的硬度明显高于纯含氟丙烯酸树脂涂层,说明无机填料的加入可以显著提高涂层的硬度。

耐磨性测试结果表明,无机-有机杂化含氟丙烯酸树脂涂层的耐磨性较好,相对于纯含氟丙烯酸树脂涂层有明显的改善。

这表明通过无机-有机杂化技术构筑的含氟丙烯酸树脂涂层具有较好的耐候性和耐化学性。

结论:通过无机-有机杂化技术构筑的含氟丙烯酸树脂涂层具有较高的硬度和耐磨性,同时保持了良好的耐化学性能和耐候性。

这种涂层具有潜力作为一种优良的涂层材料,可在船舶、建筑等领域应用。

PSS-Si有机—无机杂化界面特性及其应用

PSS-Si有机—无机杂化界面特性及其应用

PSS-Si有机—无机杂化界面特性及其应用PSS/Si有机—无机杂化界面特性及其应用摘要:有机-无机杂化材料因其优良的性能已成为当前材料科学研究领域的热点。

其中,PSS/Si有机-无机杂化材料是一种新型的有机-无机杂化材料,其具有良好的光电性能和稳定性,被广泛应用于太阳能电池、LED、场效应晶体管等领域。

本文针对PSS/Si有机-无机杂化材料的界面特性和应用进行了深入研究。

首先,介绍了有机-无机杂化材料的概念、分类和制备方法。

然后,详细讨论了PSS/Si有机-无机杂化材料的结构和性质、界面电荷转移机制、界面能级结构等方面的研究进展,并分析了影响材料性能的关键因素。

最后,着重讨论了PSS/Si有机-无机杂化材料在太阳能电池领域的应用,包括其在光电性能、稳定性以及器件性能等方面的表现,并对其未来的发展进行了展望。

关键词:PSS/Si有机-无机杂化材料、界面特性、太阳能电池、光电性能、稳定性Abstract:Organic-inorganic hybrid materials have become a hot topic in the field of materials science due to their excellent properties. Among them, PSS/Si organic-inorganic hybrid materials are a new type of organic-inorganic hybrid material with good optoelectronic properties and stability, and are widely used in the fields of solar cells, LEDs, and field-effect transistors. This paper focuses on the interface characteristics and applications of PSS/Si organic-inorganic hybrid materials. Firstly, the concept, classification and preparation methods of organic-inorganic hybrid materials are introduced. Then, the research progress of the structure and properties, interface charge transfer mechanism, interface energy level structure and other aspects of PSS/Si organic-inorganic hybrid materials are discussed in detail, and the key factors affecting the material properties are analyzed. Finally, the application of PSS/Si organic-inorganic hybrid materials in the field of solar cells is emphasized, including its performance in optoelectronic properties, stability and device performance, and the future development is prospects.Keywords: PSS/Si organic-inorganic hybrid materials, interface characteristics, solar cells, optoelectronic properties, stabilityOrganic-inorganic hybrid materials have become a hot research topic due to their unique properties and multiple applications. Among these hybrid materials,the PSS/Si organic-inorganic hybrid material has attracted increasing attention due to its excellent performance in optoelectronic properties and stability.The interface characteristics of PSS/Si organic-inorganic hybrid materials play a crucial role in determining their properties. A strong interaction between the PSS and Si can improve the stability, mechanical properties and optoelectronic properties of the material. Specifically, the carboxyl groups (-COOH) on the PSS can form a covalent bond with the hydroxyl groups (-OH) on the Si surface, while the sulfonic groups (-SO3H) on the PSS can form hydrogen bonds with the surface of Si. These interactions ensure the good compatibility and interfacial adhesion between the organic and inorganic components, which are beneficial for improving the charge transport and collection efficiency in the solar cells.In recent years, PSS/Si organic-inorganic hybrid materials have been widely used in the field of solar cells due to their excellent performance in optoelectronic properties, stability and device performance. By incorporating this material into the active layer of the solar cells, the photoelectric conversion efficiency can be dramatically improved.The PSS/Si hybrid materials can act as both electrontransport layers and hole transport layers, allowing for the efficient transport of charge carriers and reducing the recombination loss. Furthermore, the hybrid materials have excellent stability in harsh environments such as high temperature, humidity and light exposure, which is crucial for the long-term performance of solar cells.However, there are still some challenges and opportunities for the future development of PSS/Si organic-inorganic hybrid materials. Firstly, the synthesis and preparation of high-quality hybrid materials with controllable properties and uniform distribution still need to be further optimized. Secondly, the interface design and engineering of hybrid materials should be focused on to improve their compatibility and adhesion with other materials in the solar cells. Finally, the application of PSS/Si hybrid materials in other optoelectronic devices such as sensors, light-emitting diodes and transparent conductive films is worth exploring in the future.In conclusion, PSS/Si organic-inorganic hybrid materials have shown great potential in the solar cell field due to their unique properties and excellent performance. Their interface characteristics, optoelectronic properties and stability are the keyfactors affecting their application. The future development of PSS/Si hybrid materials still needs further exploration and optimization to promote their industrial applications in the futureOne direction for future exploration is the development of novel PSS/Si hybrid materials with improved performance and stability. For example, there have been efforts to incorporate phosphorus or sulfur into the hybrid materials to enhance their electronic properties and reduce their recombination losses. Additionally, the use of novel silicon structures such as silicon nanowires or silicon quantum dots has been investigated to further improve the charge transport and light absorption properties of the hybrid materials. Another area of focus could be the optimization of the interface between the PSS and Si layers to minimize charge recombination and improve device stability.Another direction for future exploration is the scale-up and commercialization of PSS/Si hybrid materialsfor industrial applications. While the performance of laboratory-scale devices using PSS/Si hybrid materials has been promising, the challenge lies in producing large-area, stable and efficient solar cells at a low cost. To achieve this, efforts could be made tooptimize the manufacturing process, such as developing high-throughput deposition techniques and improving the reproducibility of device performance. Additionally, collaboration between research institutions and industry partners could accelerate the transfer of research findings to product development and commercialization.Overall, PSS/Si hybrid materials have shown great potential for their use in high-efficiency and stable solar cells. While there are still challenges and opportunities for optimization and commercialization, the development and use of PSS/Si hybrid materials could contribute to the wider adoption of renewable energy and the reduction of carbon emissionsIn addition to solar cells, PSS/Si hybrid materials also have potential applications in other areas such as optoelectronics, sensors, and energy storage devices. The unique properties of PSS, such as its high conductivity, transparency, and stability, make it an attractive candidate for these applications.For example, PSS/Si hybrid materials can be used to fabricate transparent conductive electrodes for optoelectronic devices, such as light-emitting diodes (LEDs) and organic solar cells. These electrodes canprovide high transparency and low resistance, which are critical for efficient energy conversion and light emission. Furthermore, the stability of PSS/Si hybrid materials under various environmental conditions can enhance the durability and reliability of these devices.In the field of sensors, PSS/Si hybrid materials can be applied as sensing elements for various analytes, such as gases, liquids, and biomolecules. Byexploiting the high sensitivity and selectivity of PSS/Si hybrid materials to these analytes, sensors with high accuracy, speed, and reliability can be developed. Moreover, the low cost and easy scalability of PSS/Si hybrid materials make them suitable for mass production and wide deployment of these sensors.Finally, PSS/Si hybrid materials can be used as electrode materials for energy storage devices, such as batteries and supercapacitors. The highconductivity and stability of PSS can enhance the charge transfer and retention of these devices, leading to better performance and longer lifespan. Additionally, the ability of PSS/Si hybrid materials to form conformal coatings on various substrates can enable the development of flexible and lightweight energy storage devices with high energy and powerdensity.In conclusion, PSS/Si hybrid materials have shown great potential for their use in various applications, including solar cells, optoelectronics, sensors, and energy storage devices. While there are still challenges and opportunities for optimization and commercialization, the development and use of PSS/Si hybrid materials could lead to significant advancements in these fields and contribute to the sustainable and low-carbon futureIn summary, PSS/Si hybrid materials offer promising opportunities for a range of applications, including solar cells, optoelectronics, sensors, and energy storage devices. Although there are still some obstacles to overcome and potential areas for improvement, the use of PSS/Si hybrid materials has the potential to drive significant progress in these fields and support a sustainable, low-carbon future。

杂多酸有机无机杂化材料的合成及结构性能研究

杂多酸有机无机杂化材料的合成及结构性能研究
42.毕丽华.韩正波.王恩波.黄如丹钨磷杂多阴离子[P4W30Cu4(H2O)2O112 16-]合成方法的改进及其配位水的取代反应 1999(01)
43.廖见培.刘国东.黄杉生α-P2W17O10-61杂多阴离子薄膜修饰电极的制备[期刊论文]-分析科学学报 2000(6)
44.Hoskins B F.Robson R Infinite polymeric frameworks consisting of three dimensionally linked rod-like segments 1989
45.Suh M P.Shim B Y.Yoon T S Template Syntheses and Crystal Structures of Nickel (Ⅱ) Complexes of Hexaaza Macrocyclic Ligands with Pendant
46.Functional Groups Formation of a Coordination Polymer 1994
34.Pope M T Heteropoly and Isopoly Oxometalates 1983
35.赵文彦.陈亚光.彭军α-和β-三取代钨锗杂多酸盐异构体的合成和表征 1993(03)
36.王力.刘宗瑞.王恩波取代型钨硅杂多化合物的导电性及磁性 1998(04)
37.徐靖.柳士忠以Keggin结构杂多阴离子掺杂的聚吡啶的化学合成及性能研究[期刊论文]-湖北化工 2000(5)
21.张琳萍.侯红卫.樊耀亭.程凤宏配位聚合物[期刊论文]-无机化学学报 2000(1)
22.孙为银.费宝丽.张延安.唐雯霞.郁开北含1,6-二(4′-吡啶基)-2,5-二氮杂己烷的一维链状和二维网状银(Ⅰ)超分子配合物的合成与结构[期刊论文]-化学学报 2000(5)

超支化聚合物在涂料中应用的研究进展

超支化聚合物在涂料中应用的研究进展

3
Chen 等 在脂环族环氧树脂中加入 3 种不同的超支化 端羟基聚合物, 制备了一系列阳离子光固化涂料, 研究了不 同结构超支化聚合物及用量与体系涂膜的硬度、 柔韧性、 耐 溶剂性、 Tg、 光聚合动力学和动态力学性能的关系, 考察了羟 基含量对光聚合的影响 , 发现当 UV 光密度较低时 , 环氧基 的转化率随羟基含量增加而降低 , 而当 U V 光密度较高时 , [ 11] 环氧基的转化率随羟基含量增加而提高。柯旭等 以偏苯 三酸酐、 环氧氯丙烷及甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料合成了 超支化聚酯 , 再通过超支化聚合物的羧基与环氧树脂 E 52 环氧基的反应得到环氧改性超支化聚合物。该聚合物同时 含有环氧基和双键。以环氧树脂改性超支化聚酯的目的是 进一步增大树脂的分子质量, 同时提高树脂的力学性能和成 膜后的硬度。将改性后的超支化聚酯配制成在 U V 固化涂料中的应用
超支化聚合物 ( H yperbranched polymer, H BP) 是一类新 兴的高分子材料, 具有三维立体结构、 分子结构较规整、 相对 分子质量分布很窄的特点。H BP 由于具有类似球形的紧凑 结构, 分子链缠结少 , 因此粘度随相对分子质量的增加变化 较小, 而且分子中带有许多官能端基 , 对粘度、 溶解性、 热稳 定性、 玻璃化温度及相对分子质量分布等性质有很大影响。 利用功能性基团对 H BP 的端基进行改性, 可赋予 H BP 特殊 功能 。 H BP 合成方法简单 , 一般可采用一步聚合法合成。由于 在合成中不需要进行纯化或很少需要纯化, 因而工艺简单、 成本较低, 有利于实现工业化。目前商品化的 H BP 产品主 要有瑞典 Perstorp 公司的 Bolt orn 系列、 荷兰 DSM 公司的 H ybrane 系列以及美国 Sart om er 公司的 CN 系列等。 H BP 众多的端基官能团使其具有很强的可改性能力, 能 制备适合不同用途的涂料。低粘度很适合在高固体组分涂 料中应用, 可与线性聚合物涂料共混降低体系粘度 , 改善体 系流动性; 高的溶解性可以减少溶剂的用量, 减少有害气体 排放; 高度支化结构使超支化聚合物分子链间缠结较少 , 不 易结晶 , 使涂料具有良好的成膜性能等。H BP 上述独特的结 构和性能, 使其成为很有潜力的 涂料树脂[ 2] 。本文介 绍了 H BP 近年来在涂料领域应用的研究进展。

有机—无机杂化涂料的制备与性能表征

有机—无机杂化涂料的制备与性能表征

4、相转化处理:将所得聚合物溶液浇铸到预处理的基材上,经过一定时间 的溶剂挥发和热处理,实现聚合物由液相到固相的相转化。
5、离子交换:在所得膜材料中引入阴离子交换基团,形成有机—无机杂化 阴离子交换膜。
表征方法
为了了解有机—无机杂化阴离子交换膜的结构和性能,需要采用一系列表征 手段对其进行分析和检测。以下是一些常用的表征方法:
应用领域
有机—无机杂化阴离子交换膜在许多领域都有广泛的应用,以下列举其中几 个领域:
1、药物释放:利用膜材料的离子交换性能和渗透性能,可以控制药物在体 内的释放速度和部位,提高药物的疗效和降低副作用。
2、废水处理:有机—无机杂化阴离子交换膜对某些金属离子和有机物具有 较高的吸附性能,可用于处理电镀、化工等废水中的有害物质。
3、表面张力
表面张力是有机—无机杂化涂料的重要物理性能指标之一。表面张力低的涂 料能够更好地润湿基材表面,从而提高涂层的附着力。表面张力的测量通常采用 接触角测量仪,通过测量液滴在固体表面上的接触角来计算表面张力。
性能特点
有机—无机杂化涂料具有以下优点:
1、高硬度:该类涂料中包含的无机材料使其具有较高的硬度,能够提供良 好的耐磨、耐划伤性能。
制备方法
1、共混法
共混法是将有机和无机材料在溶剂中混合,形成均匀分散的混合物。通过控 制各组分的比例和溶剂的性质,可以调节涂料的性能。常见的共混法包括溶液共 混和熔融共混。溶液共混是将有机和无机材料在溶剂中充分溶解,然后混合均匀。 熔融共混是将有机和无机材料在高温下熔融,然后混合均匀。
2、化学交联法
参考内容
引言
随着科技的不断进步,膜分离技术在实际应用中越来越受到重视。有机—无 机杂化阴离子交换膜作为一种新型的膜材料,因其独特的性能和广泛的应用前景 而备受。本次演示将详细介绍有机—无机杂化阴离子交换膜的制备方法、表征手 段及其在药物释放、废水处理、电池材料等领域的应用情况,以期为相关领域的 研究和应用提供参考。

丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展

丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展

丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展赵万赛1,于国玲2(1.宣城市宣州区生态环境分局,安徽宣城,242000;2.南阳农业职业学院, 河南南阳,473000)摘 要:介绍了丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展,并展望了其未来的发展方向。

丙烯酸涂料改性方面的研究主要有用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂和聚氨酯树脂等对其接枝或混拼;用无机纳米填料或功能化助剂对其杂化改性,赋予其特殊的功能。

关键词:丙烯酸涂料;改性;杂化;功能涂料;研究进展中图分类号:TQ 630.7 文献标志码:A 文章编号:1009-1696(2020)05-0040-04[收稿日期] 2020-03-09[作者简介] 赵万赛(1979-),男,大学本科,助理工程师。

毕业于中国人民解放军西安政治学院,长期从事生态环境保护与涂料研究。

研究方向:水性涂料和杂化涂料。

[通信作者] 于国玲(1974-),女, 硕士研究生,高级实验师。

长期从事化学教学与研究。

研究方向:水性涂料。

共发表论文50余篇,授权专利6项。

0 引言以丙烯酸树脂为主要成膜物的丙烯酸涂料因具有优异的干燥性能、合成与配制简单、耐碱耐老化性好、保光保色性优异等特点,而在防腐、装饰、防污、建筑、防水等领域有着广阔的应用前景[1-3]。

但单一的丙烯酸涂料存在着漆膜脆性大、附着力差、不耐冲击、耐热性不足等缺点,常需对其改性后使用[4-5]。

通常用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂和聚氨酯树脂分别对其进行改性,或用无机纳米填料对其进行杂化改性。

改性后涂膜的性能得到明显改善,拓展了丙烯酸涂料的应用领域[6-8]。

近年来,对丙烯酸涂料的研究取得了较大进展,下面重点介绍丙烯酸涂料的改性与功能化研究进展及其未来的发展方向。

1 丙烯酸涂料的改性研究1.1 丙烯酸树脂的接枝改性用环氧树脂、有机硅树脂、有机氟树脂或聚氨酯树脂分别对丙烯酸树脂进行接枝改性,接枝改性后涂膜的柔韧性、附着力和耐冲击性能有显著的提高。

有机——无机杂化涂料

有机——无机杂化涂料

有机——无机杂化涂料0'≯0_.ll0-.参÷镶CoatinasRevteW有机一一一无机杂化涂料Organic—InorganioHybridCoatings摘要:简述了有机一无机杂化溶料体系概念及分机组分的结合则叫以解决这些问题c聚硅氧烷杂化淙牡}及杂化体系在潦加剂,术材,光,m^\/,,…^.\大的发展空间.I)/\…J\\\人人.///--杂化淙利"作为专用术贴bJ)也反映小少特蛛津圈1杂化涂料构成圈料,I卜基化机{!能特祉差异巨六.能嚣同样杂化泞料也有跌点?它们的价格远远高纯有机愀慝耀涂属性能或音说通过其他方斌都无法逾越的冻料,rfri17Ll三的应用也更削复杂了彤=二【=棚;内涂:机绢州分子或l,J2杂化体系的分类-4无I杂化"这个概念出观的时s]币长伊其荒杂化体系大致以分为以I,四茭旷鹱速,多少{I-X<此娄津很少4商臆削.(】)无机錾质宦锌让雌盐涂壮【就星鼹典型的倒于.它音韵少的有少量的有机加八钏大镊的无机牲质中,混合后简午『:.盼c烷慕硅略酩』1式),这种涂纠的户外耐蚀性单地包埋于其中,能.【剖50~b2'久.妇璺斋监I增nI20s:l:的保护目问,(2】有机肆屈】n】钋滁r抖一的糸化体系(如环钮聚hj』I仟何含自无1髓填料的普通涂料者'被1人为足该氧烷)提供优越的耐蚀吖能和刊候性能.审实七禽畦氧类体系一伊这只不过是一个简单的矗.殳,其变像体系限T烷的涂展己,使lIt.从技术【一来看它俑十杂化体系.,口那无机材料以合的方式【司有机组分牢国地结'直以戈人{rl}tk.tE!此类涂料贴i珙化标鸯.赵的涂料-A熬的语III.鼋用一-杂化"这个词呢7陧f3)IPN(互穿聚合物网络体系)I绐』个篙I箐枣许多机,尽管它们可以有机和无机聚合物l蚓络结构锅自单独形成?伊又轻微台到涂抖I.摧1批础扈和酬磨州,足它们损害了涂料的牯结存起a聚合物n]含有溶胶凝胶体系的就是这类囊伽I+tmT厨房其r的瓷面漆,有莆很高的_啊热1'生型的津料-和j磨I.fuj~.,们la'41帛有限.许多况卜,陶瓷(4)真正的杂化体系COatingsReview有机和无机两种体系以化学键相互连接而形成真正的分子杂化.3溶胶一凝胶反应形成杂化体系最常见的反应为溶胶一凝胶反应,生成的分散胶体,可以单独使用,也可以混入到有机涂料中.这种方法起初是用于生产不需要高的反应(或施工)温度的M(OR)n+xH20一M一0H+H.0.M-M-O-H+R-O.M无机氧化涂层(如陶瓷涂层),但目前它已经通过多种方法被引用于生产杂化涂料.一般的溶胶一凝胶反应如图2所示,该反应以醇作为溶剂,同时要加入少量水来控制反应进程.首先通过水解使侧基的烷氧基组分变成醇而生成溶胶.然后干燥涂覆过的溶胶生成有微孔结构的凝胶涂层,最后经过高温固化形成一种高致密的陶瓷涂层.M(OR)n.x{OH)x+xROH(Hydrolysis—first啪M-0-M+—,0(I:)~y<lmtion}I《war'1)l{oormlensstion)M-O-M+R0H(Oealcoholalion)I《alcohollost)M;metsllsi.Ti.Ba.Zr,掌Ic)R鼻II【_一(hyl●I^3rIe杷)group一.x;V a帅f'L|—_lI舯图2溶胶一凝胶反应示意图图2中,M表示一些金属元素如:si,Ti,Ba,zr等,R表示烷基组分(甲基,乙基等),经水解生成醇.如果R基团有一部分被不能水解的有机组分所代替,剩余的有机基团经过水解和缩聚后形成无机网络结构,同时在主链上连有有机侧基.溶胶一凝胶过程所得的产物是一个均相体系,没有明显的相界面,所有的官能团都通过化学键连接.该体系中含有的无机材料提供漆的热及机械稳定性,有机组分则提供成膜性,这样体系与底材的附着力更好,并有着比陶瓷涂料更好的柔韧性.依靠有机基团,产物可以烘烤成膜,如果含有甲基丙烯酸基,乙烯基或者环氧基的活性基团可以加入适当的固化剂来生成完全交联的涂料.该过程是很灵活的,有机和无机物之间的比例可以任意改变,而且可以根据应用的要求来选择适当的反应顺序.可以加入活性有机基团通过溶胶一凝胶过程形成单分子物质后再逐渐聚合:也可以溶胶一凝胶反应和有机单分子的聚合反应同时进行,或者先合成含有硅氧烷的有机聚合物再进行溶胶一凝胶过程.许多的涂装方法可以采用,从简单的浸渍漆到AAAP (AerosolAssistedAtmosphericPlasma)过程.光固化溶胶一凝胶涂料可以利用加入硫醇类物质,通过甲基丙烯酸酯的自由基聚合或者环氧基的阳离子聚合方式进行制备.4有机烷氲基硅烷I防腐涂料在保护性涂料中,环氧一聚硅氧烷杂化涂料被认为是覆盖了除了纯有机和纯无机涂料之外的整个领域.聚硅氧烷和环氧树脂的互穿网络形态的杂化涂料在20世纪8O年代被提出,而真正的分子杂化则在9O年代中期才被提出. 普通的聚硅氧烷树脂的结构式如图3介绍,它是由线性si—O键作为主链,其侧基为有机基团(无机基团).图中,R表示甲基,乙基,丙烯酸基,环氧基或者其它有机组分,最简单的如羟基.O?RRRilI一O?si—O-SIII1只0.RRRI8Io.10一RR')g邮甜o~ganicgroupf脚I.el吲acrylate.e'cJ图3有机一无机杂化树脂的一般结构由于si—O键比C—O键的键能大,破坏它需要更大的能量,所以就更难通过热,光,化学的方法来破坏si—O键.通过改变侧基基团或者主链的长度可以获得许多不.RO-●O●●R.O_-O—R●●R-OR--R●●O-O,一啊啊豳豳豳豳圈coatlng8Revlow.圈圈圜豳髓疆圈豳啊,ua.鼋,_'同的性能,而且主链上的氧原子可以被其它的原子所替涂料中分散性极佳.把这种高岭土纳米粒子混合到环氧一代.很多这种材料都是作为添加剂以增加润滑性,抗划伤聚硅氧烷涂料中,过滤掉已经结成块状的粒子,可以有效性和其它性能,在杂化涂料中它们主要形成基料体系.改善涂膜的表面粗糙度,而光学透明性则没有改变.因为环氧一聚硅氧烷杂化涂料有着比双组分聚氨基甲酸含有无机粒子,水的渗透就大大降低了,经过过滤之后则酯漆更好的外部耐久性.它可以有很低的黏度,漆的VOC进一步降低,如果在过滤过的漆中加入氟代聚硅氧烷会降含量为120g/L,而且漆膜的厚度可达200Ill,有高的抗低得更多.这种情形下,水的渗透性还不到没有过滤时的涂性,抗辐射性,阻燃性和耐蚀性.10.这样的表面性能可以让它作为船舶的防污漆. 此领域还有着更深远的发展:含氟环氧一硅烷改性可以获得更好的耐候性,其它性能也不会劣化;常温固化丙6新的木材保护体系烯酸改性硅烷也可以获得更好的耐候性;弹性环氧一硅烷溶胶一凝胶法制备的烷氧基硅烷涂料直接用于木材通过引入丁二烯一丙烯腈环氧树脂韧性得到提高以有机的保护,普遍认为漆与基材之间是通过共价键连接的,所硅氧烷为基质的涂料也被广泛应用于其他领域,如:作为以有着优良的粘结力.抗粘涂料或者自粘材料的脱模剂,作为光学塑料元件的硬一系列的试验表明,用溶于乙醇的环氧基硅烷溶胶一宋层.凝胶涂料分别涂在没有经过处理的木材和已涂过丙烯酸漆的样品上,薄的溶胶一凝胶涂层可以有效地降低基材表5作为添加剂的应用面能,减少水的渗透,而且还能改善耐磨性.这些性能改许多情况下,存在于溶胶一凝胶涂料中的无机材料是进的程度取决于溶胶一凝胶的含量.许多情况下,有机物我们不需要的.随着涂料研究的发展,溶胶一凝胶过程中达到最高含量(54%)时,漆膜的性能最佳,把稀的溶胶产生的物质,作为添加剂加入到普通的有机涂料中可提高一凝胶涂料涂在用三聚氰胺一甲醛处理过的纸板表面上涂料的物理性质,而其透明度不会受到影响.部分水解的可以获得相似的结果.正硅酸乙酯(TEOS)可以作为一种添加剂,它的添加量另一种完全不同的方法是在特定位置上发生溶胶一达到82;时所得的涂膜完全透明,而且硬度远远高于加入凝胶反应,利用浸泡在水中或者潮湿的木头中的水分发生普通超细硅粉而得的涂膜.TEOs的添加量仅为3%一552;水解反应.从工艺上讲,用这个方法制得的有机一无机合就可达到最大硬度.成物优于一般的涂料,因为所用的材料是无机的.其它的一些研究也表明杂化涂料的光学透明性完全使用这个方法,没有反应的金属醇盐溶解在醇中,并取决于有机官能团的性质(如粒子通过化学键连接到有机且经过渗透进入木材结构中,发现凝胶的形成取决于木材基体上的程度).在辐射固化涂料中使用有机官能性硅胶的湿度,也取决于它对反应物和醇的选择性.凝胶是在木微粒,当硅含量达到60%时,就能获得很好的透明度.微材纤维的细胞壁内还是在各纤维之间形成,取决于木材的粒含量和其它性能(耐磨性)之间的关系是很复杂的.高湿度,在100cc下烘干并固化该混合物,可以得知,即使交联密度可以增加漆膜的硬度,也可以改善耐磨性,但是很少景的无机改性也可以改善尺寸稳定性,阻燃性,还能交联密度太高又会导致漆膜变脆.官能性硅胶对总交联密防止昆虫(白蚁)的攻击.许多用有机硅改性的化合物性度有很大的贡献,它的效果决定于树脂体系的交联密度.能(如含磷化合物的阻燃性,季胺盐的抗菌性)都可以得含有功能性无机纳米粒子的OEM汽车清漆已经投入商业到更好的体现.化生产,它把上述高光学透明性和经过改善的耐磨性结合由于木材中含有的丹宁或其他化合物可能导致漆膜在一起.变色,传统的方法是通过溶剂型涂料与这些化合物的不相在研究中发现两种钛化合物和一种锆化合物可以增容性来解决,而水性涂料更难达到类似的屏蔽效果.在交加硬度,但是更加值得注意的是它们没有降低漆膜韧性,联型乳液中加入片状的纳米微粒(如分散性能良好的高岭溶胶~凝胶含量为10%时达到最适合的性能,由钛酸异丙土)可以形成有效的屏蔽涂层,这也是光学透明性的另一酯制备的性能最好.个优势.有关高岭土纳米粒子的研究发现,与二氧化硅相比,这种微粒的引入表面粗糙度更大而漆膜的透明性更低,然7光学应用而,这些结果更多地取决于高岭土微粒的剥离度以及通过有着可控反射指数(RJ)的薄涂层已经被广泛用于照改性的表面与慕料体系的相容性.采用有机分子充分剥离相机的镜头,眼镜和其他光学器件上以降低反射.根据折的微粒具有芳香族结构并且表面布满官能性基团,它们在射率和耐刮擦性的要求,这种涂料的成分从有机一直发展圈豳coatsRev.eW到陶瓷涂料.二氧化钛(TiO2)在光学应用上是一个很好氨基甲酸酯改性聚硅氧烷溶胶一凝胶涂料同金属基的薄膜杂化涂料.众所周知,它的光学效果不仅仅是因为材有着优异的粘着性能,如铝材,表面交联网状结构紧密它的高折射率,也受到涂膜粒子大小的影响.当粒子很小的包覆才可以有效地防止化学腐蚀.有着上述优点,它可或以分子形式存在时,可见光可以透过而紫外光则无法透以作为保护涂层涂覆在很难进行涂覆的散热器的表面.色过,另外,它很硬且耐磨性也很好.粒径15nm左右的TiO2漆的漆膜厚度达到l5—3Om时能有效地保护铝材.高斥粒子通过苯乙烯接枝聚合可以结合在聚苯乙烯基质上,漆水的外涂层可以防水,防污.膜可以让波长在450~800nm范围内的光通过,但在300类溶胶一凝胶涂料含有3一甲基丙烯酸类三甲氧基am时漆膜的光学性能就和没有经过接枝改性的TiO2粒子硅烷和经过表面改性的硅胶,其中再加入光引发剂可作为一样.(可见光是从400nm开始的)光固化耐腐蚀漆.该涂料在铜材表面形成厚度达1Om先进的光学电子设备提出一个有趣的问题:它们可以的涂膜时就能提供优异的耐盐雾性能,值得一提的是,它由RI高达2.5~3.5的半导体制得.如果涂料在光学方面需没有加入任何防腐蚀填料就获得该性能.耍有重大的改进,就要求涂层的RI超过1.8,在可见光范辐射固化杂化涂料也是由水溶性乙氧基丙烯酸酯类围内之外.所有有机聚合物的RI都很低.由鳌合剂加烷氧或者甲基丙烯酸酯类同正硅酸四乙酯混合而制得.该涂料基钛还有其他聚合物反应而制得的一些涂料已经商品化,是"双固化"体系,首先甲基丙烯酸酯类光固化,然后烷它的贮存稳定性可以达到几个月.涂覆成膜后,受热使基硅酸盐受热交联.尽管硅的含量高,而漆膜完全透明,部分有机成分分解,剩下的是TiO2和有机组分以分子级或同其它没有含硅的漆膜比较此类涂膜有着更好的热稳定者近似分子级混合而成的膜.而无机溶胶一凝胶涂层达到性和更高的Tg.这个效果时,杂化膜可以更厚一点,达到1~5m.9结论8扩展应用许多的这类涂料已经商品化.越来越多的混合杂化涂高导电涂料可以通过加入"有机金属"聚苯胺来制得,料正在发展到许多别的领域,而不是单单作为装饰性,保但是它不可以直接溶解于醇一水混合溶剂中,所以就不是护性和工业涂料.近来,又有了新的进展,可以让金属原均相的,也不透明.通过苯胺的甲硅烷基化作用使它重新子在限定的位置上连接到有机物主链上.溶解,该过程可以和溶胶一凝胶过程同时进行,也可以单我们该在哪些方面来应用这样的涂料?它看起来同独进行.这样所形成的涂料将会有更高的导电'h生能.在建日常生活没有多少联系,除了催化剂,微观结构.控制反筑上和装饰使用的硅烷改性乳胶漆可以通过溶胶一凝胶应,也许也可以用在光催化涂料上.另外一个应用途径,反应来制备.首先有机部分的羟基组分进行反应,使其硅用金属原子作为桥梁,把后加入的分子或聚合物支链连接烷基化,然后这些基团就可以进一步与功能性硅烷分子进到初始的分子上.有些涂料使用有毒原材料来制备,我们行反应,这样"共聚物"就由硅氧烷链连接到有机聚合物怎样利用杂化技术来改变这些,如:薄膜防腐蚀,木头防链上.这样的过程与普通的加入硅氧烷相比,先进性就在腐烂,防白蚁,防污染,不再使用异氰酸酯等等.禁止使于硅氧烷能够完全地同涂料形成均相,而且很快可以达到用有毒材料的呼声越来越高,这将会使杂化涂料有着更大指压干的程度,和预想的一样,它有着很好的防水性能.的发展空间.第7届车用涂料及汽车修卜漆"拜耳杯"技术研讨会7thSymposium0tl"BayerCup"AutomotiveCoatingsandRefinishingCoatings为适应汽车产业发展,创新车用涂料品牌,由全国涂料工业信息中心,中国化工学会涂料涂装专业委员会主办,拜耳材料科技独家协办的第7届车用涂料及汽车修补漆"拜耳杯"技术研讨会时间及会议地点已确定,将于2006年6月26—29日(26日报到,27-28开会,29目参观游览)在厦门牡丹万鹏宾馆举行.会议形式:知名专家主题演讲;实力企业技术讲座;优秀论文交流评选:代表互动讨论答疑.欢迎致力于车用涂料相关研究的广大科技人员撰写会议论文!详情请登录Website:www.asiacoat,COm联系人:郭滟鄂忠敏电话:0519—39723313274974传真:0519—3273017E-majI:pci@asiacoat.corn。

超疏水涂层在防腐阻垢领域研究进展

超疏水涂层在防腐阻垢领域研究进展

2023年6月刘战剑等:超疏水涂层在防腐阻垢领域研究进展方向接近晶核,最终形成黏附力较强的方解石。

而超疏水表面所具有的纳微结构对结晶的生长产生了空间限制,使晶体的生长方向受限,更容易形成针状的文石或者不标准的方解石,极大降低了结垢的黏附力,使其更容易从接触面脱落。

此外,Liu 等[33]研究发现裸铝基体覆盖有经典的菱形方解石晶体,如图5(a)、(b)所示;而超疏水表面上则生长了形状不规则、体积较小的文石,如图5(c)、5(d)。

与方解石相比,文石的附着性较弱,在流体环境中极易从金属基体表面脱落。

因此,超疏水表面纳微粗糙结构形成的“空间限制作用”是实现表面优异阻垢性能的关键因素。

2 超疏水涂层在防腐及阻垢领域的研究进展受自然界特殊浸润性表面的启发,超疏水涂层作为防腐阻垢的新技术逐渐引起了广大研究人员的注意,随着研究的不断深入,人们制备了不同类型的具有优异防腐阻垢性能的超疏水涂层。

本小节将简要地介绍近年来超疏水涂层在防腐、阻垢两个领域的研究进展。

2.1 防腐领域研究进展金属腐蚀会造成装备失效、作业效率降低、资源浪费、经济损失、环境污染等问题,严重时甚至会威胁工作人员的人身安全[34]。

目前比较常用的金属防腐手段主要包括:添加缓蚀剂、电化学保护、涂层保护[35-37]等方法。

但由于腐蚀环境复杂多变,工业生产及生活中对金属材料的防腐性能需求越来越高,普通的防腐手段已经无法满足当前的需求。

在金属基体上制备人工超疏水表面为解决金属材料腐蚀问题提供了一种新型高效的技术办法[38-41],目前超疏水防腐涂层根据其使用的材料主要分为无机超疏水涂层、有机超疏水涂层、有机/无机杂化超疏水涂层三大类。

2.1.1 无机超疏水防腐涂层通过激光刻蚀[42]、电化学沉积[43]、水热法[44]等方法可以在金属基体表面直接构建特殊的纳微结构,随后通过低表面能修饰,从而使金属表面具备超疏水的特性,以达到防腐的目的。

例如,Chu 等[45]通过简单的水热法制备了一种由CeO 2和硬脂酸铈[Ce(CH 3(CH 2)16COO)3]组成的超疏水涂层。

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1 昕 腐涂斟
防腐涂料有着悠久的历史 ,它
产 生相 互 作 用 。
制作 用较 强 ,具 有 持 续 持 久 、广 谱
性 ,不易产生耐药性 ,耐 热性好及
2 抗嗣涂斟
随 着 人们 对环 境 卫 生 的重 视 与
除 了有一般涂料共性之外 ,还 需要
有对腐蚀介质 良好的稳定性 、抗渗 透性以及优 良电绝缘性 等特点 。由
表 工程 讯・00 1 5 面 资 21 年第期
科技进展
Kj za e i hn
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 隔热 涂料
付金栋等采用纳米氧化锢锡的
乙醇浆 ,并使用有机硅涂料作成膜 剂 ,通过 加 入共 溶 剂并调 整 体 系
p 值 的 方法 ,制得 了性 能 良好 的透 H
明隔热涂膜。该透 明隔热涂料具 有 良好的光谱选择性 ,在可见光区具 有高的透过性并能有效阻隔红外光
区 的热 辐 射 。 通过 对涂 膜 的扫描 电
镜分析表 明,涂膜 中纳米氧化锢 锡 的粒径 小于 5 m,且 分布均 匀。 0n 采用自制 的隔热效 果测试装置对透 明 隔热涂 料 的 隔热 效果 进行 了测
定 ,结果表明 ,该涂料具有明显的
隔热效果 ,在碘 钨灯 照射下透明隔 热玻璃和空 白玻璃 之间的温差可以
4 尉磨 涂料
磨 损 是 十 分普 遍 的物 理 现 象 。
巩 强 等选 用 纳 米 A O作 为填 维硅 石结 构 ,表面 存在 不 饱 和 残键 l。
料 ,用硬脂酸做亲油处理 ,与丙烯 及 不 同 键 合 状 态 的 烃 基 。 纳 米
达 到 1 。 上 ,最 高 可 超 过 2 0 C以 O

基材上喷涂几微米 的透明涂料具有 好U 屏蔽性和透明性的溶剂型纳米 V 好 的光学性能,即使不对塑料基材 U 屏蔽透明涂料,提高涂料的耐老 V
进行前处理 ,也显示 了优异的附着 化性能。柯博等从纳米SO 的结构 ix 力 ,经 1 0 转T b r 损试验 浊度 0 a e磨 0 变化1 % ,显示了很好的耐磨性。 0 出发 ,阐述 了纳米S x i 改善涂料性 O 能的原理。 由于纳米SO 具有的三 ix
安全性高等特点 ,从而使得人们对
它们 的研 究 越 来越 重视 。无 机 抗 茵
提高 ,抗菌剂和抗菌材料逐渐发展 剂 不 仅 抗 茵 能 力 强 ,而 且 耐 高 温 性 很 好 ,可 以 适 应于 不 同场 合 需 要 , 起 来 ,抗 菌涂 料是 抗 茵 剂 的一 个 重 于防腐涂料需要满足上述特性 ,所 要应用领域 。在基本涂料配 方中添 是一种非常有前途 的抗菌材料。 目 以 它不 仅 仅 是机 械 地 把 腐 蚀 介 质 与 加定量 适宜的抗菌材料 ,即可制成 前所应用的无机抗菌材料主要是含 金属表面隔离分开起到保护作用 , 抗茵涂料早期 的杀菌剂 ,主要是分 银、铜 、锌等抗菌离子的离子型抗 而 且 还 由于成 膜 物 性 质 , 以及 所使 子 内含 金 属 元 素 的 有 机 化 合 物和 含 菌材料和光化活性抗茵材料以及含 用 的颜料、填料 、各种助剂等多方 金属氧化物的抗菌材料等三种。 氯 的酚 系化 合 物 ,如 有机 汞 化物 、 面 的因素 ,使防腐涂料具有物理和 通过溶胶凝 胶法制备的以纳米 有机锡化合物 以及多氯联苯等 。这 电化学 的保护 作用 。 T , i 为基 料以铁离子 为填 充的涂料 O 类有害物质 容易被 农作物和禽畜 吸 胡 继 明 等 采 用 有 机 / 机 杂 化 无 射线 收 ,最 终 经 口入 并积 蓄 于 人 的体 可 以涂 覆在玻璃表 面。根据X 涂 料 对 N — e B 铁 防 腐 蚀 处 d F— 磁 0 内,引致急性或慢性 中毒。这使得 激 光 衍 射 检 测 ,烧 结 温度 为 5 0 理 。测试显示其抗腐蚀性能有显著 这些杀菌剂 先后在许多国家禁用或 ℃ ,纳 米 二氧 化 钛 为锐 钛 型 结 构 , 的提高 ,无机/ 有机 杂化涂 料 的稳 严格 限制使用。随后又有研究人 员 长时间烧结 ,可 以使纳米二氧 化钛 定 结构 可 以很 有效 地 防 止腐 蚀 。 研究 了毒性较低的有机抗 菌剂 ,但 由锐 钛 型 向金 红 石 型 转 变 ,这种 掺 R L aad 通 过 掺 杂 金 属 氧 化 物 .B lr等 l 是 抗 细 菌 效 果 差 , 仅 防 霉 菌 作 用 杂 的金 红 石 型 的 二 氧 化钛 具 有 很 强 制 备 防 腐 蚀 的 无 机 / 机 杂 化 涂 有 强 ,对 二 者 均 有优 良抑 制 效 果 的有 的抗茵 性 。 料 , 以 异 丙 醇 盐 (I) 丙 醇 盐 TP、 李彦峰等通 过实验 ,结果表明 机 抗 茵 剂极 少 。 不仅 如 此 ,有 些 抗 (R ) 为 无 机 相 , 大 豆 油 作 为 有 Z P作 b_ np t 茵 剂具 有 即效 杀毒 性 ,持久 性 不 在涂料体 系中添;  ̄ 米氧化锌后 , 机相 、醋酸锌二水合 物和磷酸锌作 可 以使涂 料的抑菌率随纳米氧化锌 好 ,热稳定性较差 ,自身分解或挥 为抗腐蚀剂。掺杂后 的涂料在抗腐 发产 物可能对人体有害 ,易产生耐 的含 量增 大而 增 大 。 蚀 、伸长系数、硬度 、韧性等方面 目前研究性能好的防菌剂较 多 药性和造成二次污染 ,不适应于高 都 有 了大 幅度 的提 高 。 紫 外 光 谱 显 的 是 纳 米 T , Z O,把 它 们 引入 i 、 n O 温 加 工 , 限制 了它 的 使 用 。 因 此 , 示 ,通 过溶 胶 凝 胶 法 制 得 的 有机 无 无机抗菌剂便脱颖而出 ,与有机抗 到 有机涂料体系 中,便可以在较低 机杂化涂料中 ,异丙醇盐与丙醇盐 茵剂相 比,无机抗菌材 料对细菌抑 温度下获得抗茵涂料。
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