橡膠蛋白石納米復(fù)合材料的制備及分析

以硅酸鈉為硅源，采用化學(xué)沉淀法在凹凸棒石表面原位生成納米sio2，制備sio2／凹凸棒石納米復(fù)合粉體。利用ftir，tg-dtg，tem，氮?dú)馕矫摳角€等方法對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征。以它為補(bǔ)強(qiáng)劑，采用機(jī)械共混法對(duì)甲基乙烯基硅橡膠（mvq）進(jìn)行填充，制備了具有優(yōu)異力學(xué)性能的納米at／mvq復(fù)合材料。結(jié)果表明，在凹凸棒石表面存在無(wú)晶型的sio2粒子的同時(shí)，凹凸棒石分散體之間也存在sio2的聚集體，粒徑大約在6-8nm，復(fù)合材料應(yīng)用在硅橡膠中具有補(bǔ)強(qiáng)效果．

利用掃描電鏡觀察分析了蛋白石輕質(zhì)頁(yè)巖微粒的結(jié)構(gòu)和形態(tài),并將表面改性后的超細(xì)化蛋白石微粉與abs樹(shù)脂共混,對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能、流變性能和釋放負(fù)離子性能進(jìn)行了表征與測(cè)試。結(jié)果表明蛋白石微粉具有納米級(jí)微孔,共混后,超細(xì)蛋白石微粉均勻地分散在abs樹(shù)脂中,abs樹(shù)脂／蛋白石復(fù)合材料的力學(xué)性能、流動(dòng)性、加工性明顯提高,并且能夠持久釋放負(fù)離子。當(dāng)硬脂酸加入量為蛋白石的20％時(shí),材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到最高,加工材料的最佳加工溫度為240℃。

采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)鈉基蒙脫土進(jìn)行表面改性,制備有機(jī)蒙脫土(ommt)/pu/熱硫化(htv)硅橡膠納米復(fù)合材料,并對(duì)其性能進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,與htv硅橡膠相比,ommt/pu/htv硅橡膠納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性提高;當(dāng)ommt/pu用量為2份時(shí),納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率達(dá)到最大值。

納米復(fù)合材料的探索及應(yīng)用 摘要：納米顆粒在塑料中的應(yīng)用潛力很大，因?yàn)橹灰?加很少量納米填料就可起到添加大量的其它助劑更好的作 用。最近的數(shù)百篇有關(guān)納米材料的論文表明，在改善塑料的 機(jī)械性能、阻隔性能、阻燃性能和導(dǎo)電性能方面，納米材料 的研究和應(yīng)用取得了令人興奮的進(jìn)展。 關(guān)鍵詞：納米復(fù)合材料；納米粘土；碳納米管；納米石 墨片；阻隔性；阻燃性 [中圖分類號(hào)]tq323.6[文獻(xiàn)識(shí)別碼]a[文章編號(hào)] 納米復(fù)合材料的發(fā)展還處于成長(zhǎng)期，據(jù)預(yù)測(cè)，在未來(lái)幾 十年內(nèi)，它們將被證明是改變塑料工業(yè)面貌的最強(qiáng)有力的事 物。只要通過(guò)熔融共混或原位聚合在聚合物中添加２％～ ５％的納米顆粒，復(fù)合材料的熱－機(jī)械性能、阻隔性能和阻 燃性能將會(huì)得到戲劇性的提高。在提高耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、 導(dǎo)電性方面，它們也能超越普通填料和纖維填料。 納米尺度的增強(qiáng)塑料在汽車和包裝業(yè)已經(jīng)市場(chǎng)化，盡管 利潤(rùn)不是太高

采用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(mps)對(duì)埃洛石納米管(hnts)進(jìn)行表面改性,并以改性埃洛石納米管(m-hnts)填充硬質(zhì)聚氯乙烯(pvc)制備聚氯乙烯/改性埃洛石納米管(pvc/m-hnts)納米復(fù)合材料.傅里葉變換紅外光譜分析、熱重分析以及x射線光電子能譜分析證明埃洛石納米管表面負(fù)載了硅烷偶聯(lián)劑;掃描電鏡結(jié)果表明,m-hnts在pvc中分散均勻,pvc/m-hnts納米復(fù)合材料的斷面呈現(xiàn)較大的塑性變形,表現(xiàn)出韌性斷裂的特征;實(shí)驗(yàn)表明,m-hnts對(duì)pvc同時(shí)起到了增韌和增強(qiáng)的作用,特別是使沖擊強(qiáng)度大幅度提高,與添加未改性hnts的材料相比,pvc/m-hnts納米復(fù)合材料具有更高的力學(xué)性能和模量;m-hnts對(duì)復(fù)合材料熱性能的提高和加工性能的改善也有一定的效果.

通過(guò)兩步電沉積法,利用聚苯乙烯(ps)微球作為模板制備cu2o與zno反蛋白石的復(fù)合材料.在uv-vis譜中觀察到了明顯的光子禁帶,而且復(fù)合材料的光子禁帶隨zno反蛋白石禁帶的改變而改變.此外還研究了溫度和ph值對(duì)制備cu2o與zno反蛋白石的復(fù)合材料的影響.

納米復(fù)合材料因具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性能而成為納米領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。鎳納米材料作為一種重要的過(guò)渡金屬納米材料,在磁學(xué)、電化學(xué)、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。將它與其他金屬、氧化物等材料復(fù)合,一方面使其固有性質(zhì)得到明顯改善,另一方面利用其他組成和鎳基材料的協(xié)同作用,可得到具有新特性的異質(zhì)材料,因此研究鎳基納米復(fù)合材料的合成具有重要的科學(xué)意義。由于納米材料的結(jié)構(gòu)不同,其復(fù)合位置和復(fù)合方式均存在不同,本文按照復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征,分別從核殼型、負(fù)載型、多節(jié)段納米線3種類型對(duì)鎳納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述,在介紹這些材料的合成方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜述各種方法、各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用前景,為類似復(fù)合材料的合成提供借鑒。

介紹了一種sol-gel方法合成plzt反蛋白石結(jié)構(gòu)。以單分散的聚苯乙烯亞微米球人造蛋白石為模板,通過(guò)調(diào)整的溶膠-凝膠方法制備plzt溶膠,再將溶膠前驅(qū)體填充在模板中。填充后的模板緩慢升溫到750℃煅燒,排除有機(jī)成分并使plzt結(jié)晶。通過(guò)這種方法,可以借助微球直徑為400nm的模板得到孔隙直徑在280nm的plzt反蛋白石結(jié)構(gòu)材料。

室溫硫化硅橡膠(rtv-sr,簡(jiǎn)稱rtv)在電氣設(shè)備防污閃工作中起重要作用的原因在于其優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性,為研究污穢成分和環(huán)境因素對(duì)rtv憎水特性影響,分析了靜態(tài)接觸角測(cè)量影響因素。用恒定濕熱試驗(yàn)箱和紫外老化箱模擬不同外界環(huán)境,對(duì)污穢成分、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、遷移時(shí)間和紫外輻照時(shí)間與rtv憎水特性的關(guān)系進(jìn)行了定量對(duì)比試驗(yàn),借助接觸角影像測(cè)試儀、掃描電鏡(sem)和傅立葉變換紅外光譜(ftir)儀對(duì)其影響機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,溫度、鹽密和灰密對(duì)rtv憎水遷移性有明顯的影響,相對(duì)濕度和灰成分影響rtv憎水遷移速度及穩(wěn)定后的靜態(tài)接觸角,長(zhǎng)時(shí)間紫外預(yù)處理能加快rtv憎水遷移速度。研究結(jié)果可作為分析硅橡膠材料憎水性、憎水性遷移特性的參考,同時(shí)也為外絕緣材料憎水性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了試驗(yàn)依據(jù)。

聚合物基納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展

以十六烷基三甲基溴化銨(ctab)為有機(jī)改性劑處理鈉基蒙脫土(na-mmt),制備了有機(jī)蒙脫土(ctab-mmt),再以ctab-mmt為插層劑,通過(guò)熔融擠出制備了聚己內(nèi)酯(pcl)/ctab-mmt納米復(fù)合材料。采用sem和xrd對(duì)mmt和納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并測(cè)試了納米復(fù)合材料的力學(xué)性能。結(jié)果表明:ctab-mmt的片層結(jié)構(gòu)比na-mmt連續(xù)性更好,片層間距由原來(lái)的1.51nm增加到1.95～3.32nm;ctab-mmt在pcl基體中分散更均勻;與純pcl相比,pcl/ctab-mmt納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了10.2%,而彎曲強(qiáng)度提高了19.5%。

以蒙脫土為主要原料,通過(guò)適宜的有機(jī)物插層劑對(duì)其改性研制有機(jī)蒙脫土。利用高聚物pvc的親油性,且運(yùn)用插層技術(shù)將聚合物熔融插入有機(jī)蒙脫土層間,將蒙脫土片層剝離出來(lái),使之納米級(jí)地分散在pvc相中,從而制得硬聚氯乙烯(pvc-u)/層狀硅酸鹽納米復(fù)合管材,管材的力學(xué)性能得到了較大的改善。同時(shí),ft-ir和xrd也證實(shí)了蒙脫土已均勻地分散在pvc基體中。此外,文中還用熱重分析儀考察了復(fù)合材料的熱性能,蒙脫土的加入提高了pvc的耐熱等級(jí)。

第五章聚合物納米復(fù)合材料

試驗(yàn)研究蒙脫土(mmt)用量和加工助劑種類對(duì)mmt/sbr納米復(fù)合材料性能的影響,探討mmt/sbr納米復(fù)合材料用于制備輪胎內(nèi)胎的可行性。結(jié)果表明,加入2份三乙醇胺、mmt用量為20份的mmt/sbr納米復(fù)合材料的加工性能和物理性能與工廠內(nèi)胎膠差別不大,耐熱老化性能和氣體阻隔性較好,可用于制備輪胎內(nèi)胎。

本文對(duì)比和分析了水蓄冷、冰蓄冷、共晶鹽蓄冷及氣體水合物蓄冷技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),提出在常規(guī)空調(diào)中采用納米復(fù)合材料相變蓄冷技術(shù),并對(duì)其相變溫度和過(guò)冷度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明添加納米tio2可減少相變蓄冷介質(zhì)的過(guò)冷度。

青島大學(xué)科研者以zno/ag納米抗菌劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑pvc及dop等為主材料,先用偶聯(lián)劑對(duì)納米抗菌劑進(jìn)行改性處理,之后將處理物與pvc均勻混合,混煉壓片而制得pvc納米復(fù)合材料。

綜述了聚合物/碳納米管(cnt)納米復(fù)合材料3年多來(lái)(2003—2006)的研究進(jìn)展,包括其制備方法、熱穩(wěn)定性及阻燃性,重點(diǎn)是其阻燃性(釋熱速率、質(zhì)量損失速率、引燃時(shí)間、極限氧指數(shù)及ul94阻燃性等)。還詳細(xì)論述了含多層碳納米管(mwcnt)聚合物熱裂及燃燒時(shí)的成炭情況和炭層結(jié)構(gòu)及其作為復(fù)合材料阻燃劑與層狀硅酸鹽的異同。

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)曾因制造第一款自充電能源包或電池，榮列國(guó)際知名英國(guó)科學(xué)網(wǎng)站《物理世界》“2012年度十大科學(xué)突破”，日前在此基礎(chǔ)上，他們通過(guò)在電池的壓電材料里添加納米顆粒形成納米復(fù)合材料，大幅提升了電池的充電效率和存儲(chǔ)容量。相關(guān)改進(jìn)自主充電電池的論文刊登在最新一期的《納米技術(shù)》上。

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)曾因制造第一款自充電能源包或電池，榮列國(guó)際知名英國(guó)科學(xué)網(wǎng)站《物理世界》“2012年度十大科學(xué)突破”，日前在此基礎(chǔ)上，他們通過(guò)在電池的壓電材料里添加納米顆粒形成納米復(fù)合材料，大幅提升了電池的充電效率和存儲(chǔ)容量。相關(guān)改進(jìn)自主充電電池的論文刊登在最新一期的《納米技術(shù)》上。

將二硫代酯化合物作為raft(可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng))試劑,采用raft活性聚合方法在碳納米管表面接枝丙烯酸丁酯和馬來(lái)酸酐的共聚物,并制備了pc/碳納米管復(fù)合材料。利用ft-ir、tem表征接枝后的碳納米管,考察了碳納米管用量對(duì)pc/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響,觀察了pc/碳納米管復(fù)合材料沖擊斷面形貌。結(jié)果表明,碳納米管表面接枝上了一層聚合物,pc/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了改善。

具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的sio2氣凝膠與透氣性優(yōu)良的無(wú)紡布或氈進(jìn)行復(fù)合,可得到具有高吸附性能的納米復(fù)合材料,其飽和吸苯率達(dá)到并超過(guò)了傳統(tǒng)的吸附材料。納米復(fù)合材料的飽和吸苯率與單位面積所復(fù)合的sio2氣凝膠量和其本身的飽和吸苯率成正比關(guān)系,復(fù)合工藝對(duì)氣凝膠孔結(jié)構(gòu)的影響很小,符合一定的理論推導(dǎo)公式。

通過(guò)zeta電位的測(cè)定考察涂飾體系中助劑對(duì)其穩(wěn)定性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出相對(duì)最穩(wěn)定的底層和中層涂飾體系的zeta電位絕對(duì)值均小于穩(wěn)定的膠體體系最低的排斥能30mv。因此在相對(duì)最穩(wěn)定的中層和底層涂飾體系中,通過(guò)選擇適合的穩(wěn)定劑以及確定穩(wěn)定劑的用量分別制備了底層和中層的復(fù)合涂飾劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在底層和中層分別加入20%和15%的聚氨酯穩(wěn)定劑效果最好?？疾炝藘?yōu)選的納米復(fù)合涂飾劑的涂飾性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明納米分散液的加入改善了皮革的防水性、耐候性以及抗菌性,復(fù)合涂飾劑的使用并沒(méi)有影響皮革的物理性能,并且使用納米復(fù)合涂飾劑時(shí)皮革的防水性、耐候性和抗菌性最好。