SiO2颗粒的表面改性及分散性能研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songyuyue
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纳米SiO2颗粒的尺寸效应、表面效应、体积效应使其在光、电、磁、催化等方面呈现出奇特的性能,有机/无机纳米复合材料兼具纳米粒子和聚合物的特性,克服了普通聚合物基体不耐摩擦、抗化学性能差的缺点,呈现出优异的机械性能、热稳定性能、抗腐蚀性能等,得到了研究者广泛的关注。但是,由于纳米颗粒比表面积大、比表面能高、表面活性也高,在分散的过程中纳米颗粒之间非常容易发生团聚、沉降,最终失去了纳米SiO2原有的特性,甚至对有机基体原有的性质造成损害。因此,常常需要对纳米SiO2颗粒的表面进行改性以增强其与聚合物基体的相容性。  本文首先以表面活性剂对SiO2颗粒进行物理改性。以烯丙基聚醚(APEG)、氯化亚砜(SOCl2)、十四烷基二甲基叔胺(DMA14)等为原料合成了一种新型的可聚合季铵盐表面活性剂PQAS,其收率约为86%。这种表面活性剂水溶液的临界胶束浓度CMC=4.47×10-3 mol/L,对应的表面张力γCMC=38.12 mN/m。在静电的相互作用下,PQAS可以物理包覆到SiO2颗粒的表面,当PQAS与SiO2的质量比为1∶1时,接枝量最大(2.70×10-2 mol/g)。论文中对改性颗粒(SiO2/PQAS)的分散性能进行了相关探讨,通过沉降试验以及紫外透光分析可以发现,SiO2/PQAS改性颗粒在不同极性的溶剂(甲醇、乙酸乙酯、甲苯、正己烷)中均能较好的分散。  本文还合成了一种亲疏水性可调的SiO2颗粒。先在碱催化下以正硅酸四乙酯(TEOS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)原位制备乙烯基二氧化硅(V-SiO2);然后以含氢硅油(PMHS)、烯丙基聚醚(APEG)为改性剂,在Karstedt催化剂的作用下,经由两步硅氢烷化反应逐步接枝到V-SiO2表面。通过对实验条件的探讨得到V-SiO2/PMHS/APEG合成的最佳工艺条件。由接触角分析可知,当m(PMHS)∶m(V-SiO2)=1∶1时,V-SiO2/PMHS杂化颗粒的疏水性最强(CA=157.76°);当m(V-SiO2)∶m(PMHS)∶m(APEG)=1∶1∶6.0时,V-SiO2/PMHS/APEG杂化颗粒具有适中的润湿性能(CA=89.20°)。由热重分析可知,PMHS和APEG的接枝量分别为5.76×10-5 mol/g、6.13×10-4 mol/g。亲疏水性适中的V-SiO2/PMHS/APEG杂化颗粒在乙醇和甲苯中都有较好的分散性,平均粒径245.5 nm左右。  以含氢硅油改性的SiO2颗粒(V-SiO2/PMHS)可以用来进行抛光砖防污。本论文将V-SiO2/PMHS疏水颗粒与甲基硅树脂复配,在二丁基二月桂酸锡的催化作用下,硅树脂能够在瓷砖表面固化成膜,V-SiO2/PMHS颗粒一方面能够堵住瓷砖的开孔,另一方面颗粒表面的疏水基团能够起到疏水作用,从而实现瓷砖的防污功能。以这种防污剂处理过的抛光砖能防纯蓝墨水200 min,并能够防止红、蓝油性笔的渗透。  以含氢硅油、烯丙基聚醚改性的亲疏水性适中的SiO2杂化颗粒(V-SiO2/PMHS/APEG)可以用来稳定油水体系,制备Pickering乳液。本文分别考察了固体颗粒的润湿性能、颗粒浓度、油水体积比、初始分散相的位置对乳液的影响。通过一系列的分析可以得出,当颗粒接触角为89°、颗粒浓度3%、油水体积比5∶5,且颗粒最初分散在水相中时可以制备得到较为稳定的Pickering乳液。
其他文献
会议
会议
会议
该文在燃料型减压塔吸收型算法的基础上引入压力降模型,提出了描述燃料型减压塔的数学模型--MESHP方程和基于该模型的燃料型减压塔的分段算法.在此基础上,该文开发了分段求解
会议
热熔型压敏胶是近年来最有前途的压敏胶粘剂之一,该文对丙烯酸酯热熔胶的交联固化、流变性能以及腐蚀性进行了研究.用差热分析(DSC)研究了丙烯酸酯热熔胶固化动力学,初步阐明
该文分析了中国炼油工业的发展和未来,讨论了原油优化配置问题;同时对国内外原油优化加工软件在炼油生产计划系统中的应用效果进行了分析.将对策支持系统的理论和方法、数学
该文详细报道了用两步法进行丁二烯-MMA水乳液聚合反应的研究.第一步由丁二烯在引发剂AIBN和(NH)SO中生成聚丁二烯;第二步再由聚丁二烯和MMA进行接枝共聚.研究重点主要放在聚
二氧化硫广泛存在于大自然,作为S元素转化的重要形式,二氧化硫在远古时期人类先民在篝火活动时就已发现。然而二氧化硫同时也是大气污染的主要成分。现代工业的发展,导致了二氧化硫的大量排放,这些二氧化硫会在空气中转变成酸雨的主要成分硫酸。对树木、建筑、地表均造成巨大腐蚀。因此,二氧化硫治理是环境治理的重要部分。将二氧化硫应用到有机合成中正是其中途径之一。磺酰基是一类广泛存在于各类化合物中的结构,是常见的合
会议