纳米二氧化硅复合材料的应用研究进展

介绍了纳米SiO2的性质,阐述了纳米SiO2复合材料的研究进展,并展望了纳米SiO2的应用前景。     

表面接枝对纳米SiO_2/PP复合材料性能的影响

以接枝改性纳米SiO2作为填充剂,对不同聚合物接枝改性纳米SiO2/PP复合材料的力学性能进行了研究.结果表明,接枝改性纳米SiO2能提高复合材料的拉伸强度;接枝聚合物链的种类对复合材料的冲击性能影响差异较大,SiO2-g-PBA填充能明显增韧,SiO2-g-PAA填充使复合材料的冲击强度下降.质量分数3%的SiO2-g-PBA填充使聚丙烯(PP)的Tg下降了2.5℃.透视电镜(Transmission electron microscopy,TEM)观察表明接枝改性能有效促进纳米粒子的分散.     

超声波在纳米SiO_2与脲醛树脂共混中的应用

采用超声波分散法制备了性能良好的纳米SiO2/UF树脂,探讨了纳米SiO2用量、超声分散时间等因素对脲醛树脂(UF)游离甲醛含量、胶合强度的影响.性能测试表明:超声波分散是降低纳米粒子团聚的简单而有效的方法;随着纳米SiO2加入量的增加,经超声波分散后,纳米SiO2/UF树脂游离甲醛含量降低;经合适时间的超声波分散后,其压制的胶合板胶合强度显著提高.     

涂覆UF/纳米SiO_2的胶合板阻燃性能的研究

采用HC 2氧指数测定仪、HRR3热释放率测试系统,测定表面涂覆纳米SiO2改性脲醛树脂(UF/纳米SiO2)马尾松胶合板的阻燃性能 结果表明:随着纳米SiO2在脲醛树脂中加入量的增加,胶合板的氧指数显著增大,最高热释放率、2min总热释放量显著降低;纳米SiO2加入量超过脲醛树脂总量的3%以后,其氧指数、最高热释放率、2min总热释放量变化不大     

纳米二氧化硅改性脲醛树脂的应用及机理研究

采用纳米SiO2 改性脲醛树脂, 当纳米SiO2 用量<1 5%时, 用量越大, 树脂的胶合强度越高, 游离甲醛含量越低, 粘度越大, 固化时间不变 用纳米SiO2 (用量1% ) /脲醛树脂(F/U摩尔比1 2)压制胶合板、刨花板、中密度纤维板, 板的各项性能指标都超过国家标准要求, 甲醛释放量达到E级水平 通过红外光谱分析, 初步探讨了纳米SiO对脲醛树脂的增强机理     

杉木 - 纳米SiO2复合材料结构表征及复合机理研究

杉木木材可与纳米SiO2通过类似生物拟态矿化的过程进行复合,其力学性能等提高的程度取决于两者间的界面结构和结合状态.通过SEM,TEM表征杉木 - 纳米SiO2复合材料的结构;并基于二元复合理论,结合XRD和EDXA等分析其复合机理.结果表明,纳米SiO2粒子多数以纳米尺度分布在木材细胞壁上,并有部分沉积在木材中的纳米空间;纳米SiO2与木材组分既有原位复合,但主要是其表面的大量不饱和残键和游离羟基与杉木组分中的羟基形成化学结合.     

纳米SiO2 -APP 对木塑复合材料界面特性及力学性能的影响

用聚磷酸铵(APP)与阻燃协效剂纳米二氧化硅(SiO2 )制备了阻燃型木塑复合材料,并利用FTIR、SEM 和力学 性能测试仪,探讨纳米SiO2 的添加量(2%、4%、6%)和APP 的添加量(8%、10%、12%)对木塑复合材料的界面性 能和力学性能的影响。结果表明:1)当纳米SiO2 添加量为2% ~6%、APP 添加量为8% ~10%时,两者可以均匀地 分布在木塑复合材料的孔隙中,并且纳米SiO2 可以与木质纤维形成Si—O—C 结合,改善复合材料的界面性能;但 是,APP 添加量增加至12%时,纳米SiO2 和APP 之间会发生团聚,降低了复合材料的性能。2)当纳米SiO2 添加量 为2% ~6%、APP 添加量为8% ~10%时,木塑复合材料的拉伸强度和弯曲强度均比未添加纳米SiO2 、APP 的有所 增加,拉伸断裂伸长率基本保持不变,冲击强度降低。通过双因素方差分析可知,纳米SiO2 、APP 的添加量以及两 者之间的交互作用对拉伸性能、弯曲性能无显著影响,但APP 的添加量以及两者之间的交互作用对冲击强度有显 著影响。      

纳米结构SiO_2与植物真菌病害发生的关系

从植物体内的纳米结构SiO2 和化学合成的纳米结构SiO2 在叶表的沉积以及沉积之后赋予植物叶片独特的物理学特性入手 ,详细讨论了纳米结构SiO2 抑止真菌孢子和寄主表面的高度专一性的超分子识别过程的第一步反应 ,从而提出纳米结构SiO2 可能改变植物叶表面原有的拓扑结构和疏水等物理学特性 ,即形成特殊的双亲性表面 ,影响真菌胞外物质的释放和芽管、附着胞及侵染钉的形成 ,阻断真菌孢子早期的侵染过程 ,从而确定靶向的真菌病害的控制措施     

微波辐射稻壳灰制纳米SiO_2

[目的]研究稻壳灰制备纳米SiO2的方法,为稻壳灰综合利用提供参考。[方法]在微波辐射条件下,采用稻壳灰为原料制备出硅酸钠。而后,又以这种硅酸钠为原料,用化学沉淀法制备出纳米SiO2。[结果]研究了焙烧温度、表面活性剂的用量及溶液pH值对纳米SiO2粒径的影响。硅酸的聚合速度与溶液的pH值有很大关系,而聚合速度直接影响到硅酸的分子量,进而影响SiO2的粒径,溶液pH值在5~6最好;焙烧温度对SiO2的粒径及形貌有较大影响,温度高了,团聚多,形貌不好;表面活性剂的用量需达到一定值才可防止粒子团聚。结果表明：在PEG添加量为≥0.15 g时,经过600℃焙烧后,可制备近似球形的纳米SiO2。[结论]利用微波辐射提取稻壳灰中的SiO2,通过化学沉淀法可制备近似球形的纳米SiO2。该方法操作简单,易于工业化,有利于稻谷壳灰的综合利用。     

以水稻叶片细胞壁为模板矿化合成纳米SiO2

人工培养条件下施用正硅酸乙酯(TEOS),通过化学调控在水稻叶片外表皮细胞间隙以细胞壁为模板生物矿化合成纳米尺寸有序SiO2材料.结果表明:SiO2材料有序结构体为条形片状,每条长150～200 nm,宽约50 nm.各纳米SiO2结构体互相堆积规整取向,结构体间有1～5nm的“重叠区”,构成相隔50 ～ 70 nm的周期性有序空间结构.能谱分析显示矿化纳米SiO2材料主要含有Si、O和C元素.     

纳米SiO2表面接枝及其在原位乳液聚合体系中的分散稳定性

用湿法改性方法将硅烷偶联剂接枝在纳米SiO2表面上,并分析了pH值、反应时间、反应温度及硅烷偶联剂的加入量对接枝效果的影响,继而讨论了接枝后的纳米SiO2在原位乳液聚合过程中的分散稳定性.结果表明,较佳的改性工艺条件为:pH值为3~4,反应温度为80℃,反应时间为120 min,硅烷偶联剂的加入量为纳米SiO2重量的10%左右.接枝了硅烷偶联剂的纳米SiO2,能够使乳化剂聚集在其表面上,形成“胶束”区域,从而提高了在乳液聚合体系中的分散性和稳定性.     

纳米结构SiO2与植物真菌病害发生的关系

从植物体内的纳米结构SiO2和化学合成的纳米结构SiO2在叶表的沉积之后赋予植物叶片独特的物理学特性入手，详细讨论了纳米结构SiO2抑止真菌孢子和寄主表面的高度专一性的超分子识别过程的第一步反应，从而提出纳米结构SiO2可能改变植物叶表面原有的扑结构和疏水等物理学特性，即形成特殊的双亲性表面，影响真菌胞外物质的释放和芽管、附着胞及侵染钉的形成，阻断真菌孢子早期的侵染过程，从而确定靶向的真菌病害的控制措施。     

稻壳灰中的纳米SiO_2及其在混凝土中的应用

采用 SEM/TEM(SAD)技术,首次发现了稻壳灰中的纳米 SiO2粒子,并首次揭示了低温稻壳灰( L- RHA)的显微结构稻壳灰由纳米尺度的 SiO2粒子(～ 50 nm)疏松地粘聚而成.稻壳灰结构中除了以往报道过的微米尺度的蜂窝孔(～ 10 μ m)外,还含有大量由 SiO2粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙( <50 nm ).纳米尺度的 SiO2粒子和纳米尺度的大量孔隙使稻壳灰对混凝土具有强烈的增强改性作用.当低温稻壳灰替代水泥量为 10%～ 20%时,可提高高强混凝土抗压强度 10 Mpa以上.     

纳米SiO2及纳米SiO2/橡胶复合材料的研究进展

介绍纳米、纳米技术和纳米粒子的结构特征,综述纳米技术应用于制备纳米Si02及纳米SiO2/橡胶复合材料的研究进展.     

纳米粘土矿物对阿特拉津的吸附-解吸特性研究

采用批量平衡实验,研究了纳米粘土矿物与原粘土矿物对除草剂阿特拉津的吸附解吸特性.结果表明,牯土矿物对阿特拉津的吸附-解吸均能用Freundlich方程很好地拟合.随着溶液中阿特拉津浓度的增加,粘土矿物对阿特拉津的吸附量增加;粘土矿物粒径越小,吸附量越大,纳米粘土矿物的吸附量显著大于原粘土矿物.粘土矿物对阿特拉津吸附量大小顺序为:纳米SiO2>纳米蒙脱石>凹凸棒石>蒙脱石>SiO2.粘土矿物对阿特拉津的解吸表现出一定的滞后效应,即粘土矿物吸附的阿特拉津越多,解吸的越少.粘土矿物对阿特拉津的解吸率大小顺序为:SiO2>凹凸棒石>纳米蒙脱石>纳米SiO2>蒙脱石.     

SiO2/PVDF阳离子膜的微观形态、力学和热稳定性能研究

以掺混法合成了SiO2/PVDF阳离子膜.采用强度测定仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、差示扫描量热法（DSC）研究了不同二氧化硅纳米颗粒添加量的SiO2/PVDF阳离子膜的微观形态、机械稳定性和热稳定性.结果表明：随着纳米SiO2颗粒质量分数的增加,SiO2/PVDF阳离子膜的拉伸强度和断裂伸张率先增后降,当SiO2颗粒质量分数为PVDF的1.5％时,拉伸强度（26.2343N）和断裂伸张率（9.76％）最大.SiO2/PVDF阳离子膜的热稳定性温度最高可达300℃,阳离子膜微观断面结构变得更加致密,表面无明显相分离.     

纳米SiO_2/聚丙烯复合材料研究

通过熔融共混法制备了纳米二氧化硅(SiO2)/聚丙烯(PP)复合材料,利用热重分析研究了纳米二氧化硅对聚丙烯的热稳定性影响,并采用示差扫描量热法研究了PP及其复合材料的非等温结晶动力学.结果表明,纳米SiO2提高了聚丙烯的热稳定性,起到异相成核的作用,使PP的结晶峰温升高、活化能增大.     

纳米SiO2/聚丙烯复合材料研究

通过熔融共混法制备了纳米二氧化硅(SiO2)/聚丙烯(PP)复合材料,利用热重分析研究了纳米二氧化硅对聚丙烯的热稳定性影响,并采用示差扫描量热法研究了PP及其复合材料的非等温结晶动力学.结果表明,纳米SiO2提高了聚丙烯的热稳定性,起到异相成核的作用,使PP的结晶峰温升高、活化能增大.     

纳米二氧化硅对脲醛树脂胶性能的影响

研究了纳米SiO2对低摩尔比脲醛树脂游离甲醛含量、粘度、固化时间、羟甲基含量及胶合强度的影响,结果表明:纳米SiO2的加入可降低脲醛树脂胶的游离醛含量,增大粘度,提高胶合板的胶合强度,使羟甲基含量略有降低,但对固化速度影响不大     

稻壳新出路：制备混凝土用纳米SiO2

从资源利用和物料平衡的观点看,稻壳最适宜的出路是用作刺备混凝土掺合料的纳米SiO2。实验表明,将稻壳控制在600℃焚烧,所得的低温稻壳灰(Low temperature-ricehusk ash,L-RHA)由纳米尺度的SiO2粒子(≈50nm)疏松地粘聚而成。稻壳灰结构中除了以往报道过的微米尺度的蜂窝孔外,还含有大量由SiO2粒子非紧密粘聚而形成的纳米尺度孔隙(<50nm)。纳米尺度的SiO2粒子和纳米尺度的孔隙是低温稻壳灰具有巨大的比表面积和超高火山灰活性的根本原因。活性试验显示,低温稻壳灰、火山灰活性超过造粒硅灰,对普通混凝土和高强混凝土都具有强烈的增强作用。当低温稻壳灰替代水泥量为10％-20％时,可提高高强混凝土抗压强度10MPa以上。