第22卷第5期高分子材料科学与工程V o l.22,N o.5 2006年9月POL Y M ER M A T ER I AL S SC IEN CE AND EN G I N EER I N G Sep t.2006表面改性对聚丙烯 纳米氢氧化镁复合材料性能的影响
陈晓浪1,于 杰2,郭少云1,曹新鑫3,薛 涛2,胡 智2Ξ
(1.高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065;
2.国家复合改性聚合物材料工程技术中心,贵州省材料技术创新基地,贵州贵阳550014;
3.河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454000)
摘要:研究了表面处理剂(钛酸酯和硅烷偶联剂)对聚丙烯 纳米氢氧化镁(M H)阻燃复合材料性能的影响。通过高压毛细管流变仪、L O I、力学测试、D SC和SE M对PP 纳米M H复合体系的结构与性能进行了研究。结果表明,所选偶联剂能有效地降低复合体系的表观黏度,改善体系的流动性。未改性的纳米M H 对PP基体有异相成核作用;而表面改性剂能削弱填料对基体的异相成核作用。改性后的纳米M H粒子以独立形式均匀分散在基体中,PP与纳米M H界面的粘接力得到了加强,复合材料的拉伸性能和冲击强度有较大幅度的提高,阻燃性能也得到了改善。
关键词:聚丙烯;纳米氢氧化镁;表面处理;力学性能;流变性;结晶
中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2006)0520170205
氢氧化镁(M H)是近年来研发的一种新型无公害无机阻燃剂。具有分解温度高、热稳定性好等优点,并特别适合于加工温度较高的聚合物,如PP、PB T和PA等,广泛应用于聚合物阻燃[1,2]。M H作为阻燃剂的主要缺点是阻燃效率较低,在聚合物中的添加量通常在50%以上,会较大幅度恶化材料的力学性能,而且与聚合物的相容性较差,分散不均。为了改善M H在聚合物中的分散性,提高阻燃复合材料的性能,主要从氢氧化镁的结晶行为、粒度、表面改性等方面进行了研究[3～6],通过对M H的表面处理,可以改善其在聚合物基体中的分散性,提高复合材料的性能。目前,有关氢氧化镁表面处理的研究较多[7,8],但是对纳米M H改性前后高填充聚合物材料的流变性和结晶行为的研究较少。本文对钛酸酯和硅烷偶联剂改性前后的纳米M H高填充PP复合体系的阻燃性、流变性以及结晶行为和力学性能进行了实验研究。
1 实验部分
1.1 主要原料
聚丙烯(PP)粉料:140,中国石化巴陵石油化工有限公司生产;纳米氢氧化镁(M g (O H)2):平均料径为50nm～80nm,大连富美达新材料有限公司生产;钛酸酯偶联剂:江苏常州市吉耐助剂有限公司生产;硅烷偶联剂和抗氧剂:均为市售。
1.2 主要设备与仪器
高速混合器:SHR210A,江苏白熊机械有限公司产品;双螺杆挤出机:T SE240A 4002442 22,南京瑞亚高聚物装备有限公司产品;注射成型机:CJ80M3V,震德机械有限公司产品;氧指数测定仪:JF23,南京江宁分析仪器厂产品;液晶式摆冲击试验机:Z BC24B,深圳三思计量技术有限公司产品;材料拉伸机:W DW210C,上海华龙测试仪器有限公司产品;高压毛细管流变仪:长径比L D=30,德国生产;差示扫描量热仪(D SC):Q10,Perk in E l m er生产;扫描电子显微镜(SE M):H itach i X2650,日本生产。1.3 试样制备
聚丙烯在80℃干燥6h;M g(O H)2在110℃干燥10h。将M g(O H)2粉体与偶联剂按配方在高速混合器中于100℃处理30m in后备用。
Ξ收稿日期:2005212209;修订日期:2006201220
基金项目:国家863计划项目(2003AA32X230)和国家重点基础研究发展计划(973)项目(2005CB623800)资助 联系人:郭少云,主要从事聚烯烃结构与性能研究,E2m ail:nic7702@https://www.doczj.com/doc/de10992185.html,
PP 、
未改性与改性的M g (O H )2和其它助剂按配方在双螺杆挤出机中挤出造粒。粒料在80℃干燥一定时间后在注塑成型机上制成标准试
样。
1.4 测试与表征
氧指数测定按照A STM D -2863进行;拉伸强度和断裂伸长率按照GB T 1040-92进行;悬臂梁缺口冲击强度按照GB 1048进行;流变性测定按照A STM D 3835-90进行;D SC 分析:将样料在N 2保护下加热至200℃,恒温5m in ,消除热历史影响,以10℃
m in 降温速率
记录D SC 曲线;SE M 分析:将试样在液氮中冷却脆断并表面喷金后,采用日本生产的H i 2tach i X 2650型扫描电镜观察改性前后的纳米氢
氧化镁在聚丙烯基体中的分散状况
。
F ig .1 Effect of surface modif ier on the apparen t stress
of PP and PP M H (100
100)co mposites at 200℃(con ten t of titanate and silane is 2%,respec -tively )
■:PP ;+:PP M H ;▲:PP M H titanate ;?:PP M H silane .
F ig .2 Effect of surface modif ier on the apparen t v iscos -ity of PP and PP M H (100
100)co mposites at 200℃(con ten t of titanate and silane is 2%,re -spectively )
■:PP ;+:PP M H ;▲:PP M H titanate ;?:PP M H silane .
2 结果与讨论
2.1 表面改性剂对纳米M H 高填充PP 复合材
料流变性的影响
剪切应力和剪切速率的关系如F ig .1所示。从F ig .1可知,PP 和PP M H 复合材料的表观剪切应力均随表观剪切速率的增加而增加,呈近似的线性关系。在同一剪切速率下,纯PP 的表观剪切应力最小;未改性的纳米M H 填充到PP 中后,PP M H 复合材料的表观剪切应力大幅度地增加,提高了几个数量级,但在高剪切速率下,表观剪切应力增加的趋势有所下降。经表面处理后的纳米M H 填充到PP 后,表观剪切应力降低,表观剪切应力与剪切速率的关系基本上与纯PP 的一致,用钛酸酯偶联剂改性的复合材料的应力降低幅度要大于用硅烷偶联剂改性的复合材料。PP 和PP M H 复合材料的黏度和剪切速率的关系如F ig .2、F ig .3所示。F ig .2表示在同一温度下表观黏度随表观剪切速率的变化关系。从F ig .2可知,PP 和PP M H 复合材料的表观黏度随表观剪切速率的增加而降低,表明PP 和PP M H 复合材料都是非牛顿型假塑性流体。并且在高剪切速率下,表观黏度和表观剪切速率的关系是线性的。在相同的剪切速率下,未改性的纳米M H 填充到PP 中后,复合体系的表观黏度显著地增加。其原因可能是:纳米M H 是不可变形的刚性粒子,流动性差,在熔体中可以近似地认为其黏度为无穷大,占用了聚合物链间的部分自由体积,不仅减少了聚合物链中可运动单元,导致聚合物分子向自由体积跃迁的几率下降,而且自由体积减少也使得聚合物分子链运动困难,增加了流动阻力,因而使体系的黏度增大。表面处理剂对复合材料的黏度的影响是两面性的,一方面,表面处理剂增强了基体树脂与无机填料的界面粘接力阻碍了分子链的运动,使体系的熔体黏度增加;另一方面,表面处理剂改善了无机填料表面的疏水性,改善填料在基体中的分散状况,从而有利于复合材料流动性的提高,使体系的黏度降低。从F ig .2看出,与不经表面处理的纳米M H 填充到PP 中相比,经表面处理的纳米M H 填充到PP 中,复合材料体系的表观黏度大幅度降低,
其表观黏度下降了几个数量级。
F ig .3反映了温度对PP M H 和PP M H
coup ling agen t 体系的熔体黏度的影响。
从图中可知,随着温度的升高,复合材料体系的熔体黏
1
71 第5期陈晓浪等:表面改性对聚丙烯 纳米氢氧化镁复合材料性能的影响
度降低,表明温度对体系的黏度有较大影响。在不同的温度下经表面处理的纳米M H 填充PP 体系的黏度都比未经表面处理的纳米M H 填充到PP 中后体系的黏度要低,且温度对其影响也较未表面处理的要大。由上面的实验可得出如下结论:在PP M H 复合体系中添加适量的表面处理剂可以显著降低体系熔体的表观黏度,提高复合材料熔体的流动性,从而改善复合材料体系的加工性能
。
F ig .3 Effect of te mperature on the apparen t v
iscosity of
PP M H (100
100)co mposites A :200℃,no modifier ;B :230℃,no modifier ;C :200℃,2%titanate ;D :230℃,2%ti 2tanate ;E :200℃,2%silane ;F :230℃,2%silane .
F ig .4 D SC curves of PP and PP M H (100
100)at a cooli ng rate of 10℃ m i n under N 2????:PP ;——:PP M H ;---:PP M H titanate ;-?-?:PP M H silane .
2.2 改性前后纳米M H 对PP M H 复合材料
结晶行为的影响
F ig .4是PP 及PP M H 复合体系的非等温冷却结晶曲线。纳米M H 对PP 结晶的影响与无机填料影响聚合物结晶类似,对聚合物结晶的影响主要是异相成核作用,通常会加快PP 的结晶速度。从F ig .4可知,在PP 中填充纳米M H 后结晶放热峰向高温方向发生了偏移(T ab .1),说明纳米M H 的加入加快了复合材料中PP 的
结晶速度,也表明了纳米M H 的存在的确对PP 基体有异相成核作用。当纳米M H 经钛酸酯和硅烷偶联剂表面处理后,PP M H 复合体系中的PP 结晶峰温度又有所降低(T ab .1),表明表面处理剂使复合体系中填料对基体的异相成核作用削弱了。D SC 分析得出,纳米M H 填充PP 复合体系中的PP 结晶峰温度均要高于纯PP 的,说明纳米M H 填料对PP 结晶行为产生了较大影响,结晶行为的变化将对材料的性能产生相应的影响。
Tab .1 D SC results of PP and PP M H (100
100)co m posites
Sa mp les
PP PP M H PP M H
T itanate PP M H
Silane t (onset )(℃)125.1135.1127.6125t (peak )(℃)108.9123.1116.4115.7t (end )(℃)
95.9
100.299.598.9
Tab
.2 The m echan ica l properties and f lam e retar -dancy of PP and PP M H (100 100)co m -posites
Sa mp les
Tensile strength (M Pa )E l ongati on at break (%)N o tched i
m pact strength (kJ m 2)
L O I (%)
PP
32.2212.518.1PP M H 17.661.428.1PP M H T itanate
20.482.428.4PP M H Sialne
20.5
82.328.3
2.3 表面改性剂对PP M H 复合材料阻燃性
能的影响
聚合物材料的阻燃性能可通过多种测试方法来表征[9,10]。本文用极限氧指数(L O I )来表征PP 及PP M H 复合材料的阻燃性能(T ab .2)。从T ab .2可知,纯PP 的L O I 仅为18.1,说明PP 在空气中是极易燃烧的。纳米M H 填充到PP 中后,L O I 提高到28.1,阻燃性能得到了较
大的改善,达到了塑料阻燃性能的要求。当使用钛酸酯和硅烷偶联剂处理后的纳米氢氧化镁填充到PP 中后,PP M H 复合材料的L O I 分别为28.4和28.3。其值比未经改性的M H 填充到PP
中后有所提高,但提高幅度不大,表明选用的两种表面处理剂对PP M H 纳米复合材料的阻燃性能的影响较小。
2.4 表面改性剂对PP M H 复合材料力学性
能的影响
表面处理纳米M H 高填充PP 复合材料的力学性能如T ab .2所示。未经改性的纳米M H 填充到PP 中后,力学性能均大幅度地下降,拉
271高分子材料科学与工程2006年
伸强度和冲击强度下降了近50%,断裂伸长率
仅为纯PP 的18.7%左右,这与其他学者的研究相似[6,11]。使用表面处理剂对纳米M H 改性后,PP M H 复合材料的力学性能显著改善。分别用2份钛酸酯和硅烷偶联剂改性纳米M H 后,复合材料的拉伸强度由改性前的17.6M Pa 分别提高到20.4M Pa 和20.5M Pa ;悬臂梁缺口
冲击强度由改性前的1.4kJ m 2
分别提高到
2.4kJ m 2和2.3kJ m 2
;而复合材料断裂伸长率的提高幅度较小。
表面处理剂的作用机理是[12]:在表面处理剂中具有亲水和憎水的基团,亲水基团能与极性的填料表面发生物理吸附或化学反应;而憎水的基团与高分子材料的大分子链有较好的亲和性,因而与聚合物有着一定的相容性,从而在聚合物与填料间起到良好的“桥架”作用,改善填料在聚合物基体中的分散,增强二者界面结合力,从而提高复合材料的力学性能。复合材料脆性断口的SE M 分析证实了改性剂的上述作用(F ig .5)
。
未经改性和改性的纳米M H 填充PP 复合材料于液氮中脆断后的SE M 断口形貌如F ig .5所示。比较F ig .5(a )、F ig .5(b )和F ig .5(c )可知,未经表面处理的纳米M H 在基体中以团聚体的形式存在,并且纳米M H 粒子并未粘附于PP 基体之中,而是与基体呈剥离状,裸露于表层。然而纳米氢氧化镁粉体经钛酸酯和硅烷偶联剂处理后填充到PP 中,纳米M H 粒子间相互团聚的现象消失了,颗粒大都以原级颗粒的形式均匀地分散于PP 基体中,粒子在基体中的分散性相当均匀(F ig .5(b )和F ig .5(c )),纳米M H 粒子更好地粘附于PP 基体。经2份表面处理剂处理后的纳米氢氧化镁能较好地分散于PP 基体中,与PP 有着较好的粘附力。3 结论
纳米氢氧化镁填充到聚丙烯中能提高基体的氧指数,对PP 基体有异相成核的作用,使结晶峰温度升高。而表面改性剂能降低阻燃复合材料体系的结晶峰温度,削弱填料对基体的异相成核作用,并且能有效地降低复合体系的表观黏度,改善体系的流动性。改性后的纳米M H 粒子以独立形式均匀分散在基体中,基体与填料界面的粘结力得到了加强,复合材料的力学
性能有较大幅度的提高。
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471高分子材料科学与工程2006年
Effect of Surface M od if ica tion on Properties
of PP F illed w ith Nano-M g(OH)2Com posites
CH EN X iao2lang1,YU J ie2,GU O Shao2yun1
CAO X in2x in3,XU E T ao2,HU Zh i2
(1.S ta te K ey L abora tory of P olym er M a teria ls E ng ineering,P olym er
R esea rch Institu te of S ichuan U n iversity,Cheng d u610065,Ch ina;
2.N a tiona l E ng ineering R esea rch Cen ter f or Co m p ound ing and M od if ica tion
of P olym eric M a teria ls,M a teria ls E ng ineering and T echnology Innova tion
Cen ter of Gu iz hou,Gu iy ang550014,Ch ina;3.Colleg e of M a teria ls S cience
and E ng ineering,H enan P oly techn ic U n iversity,J iaoz uo454000,Ch ina) ABSTRACT:N ano2m agnesium hydrox ide(M H),w h ich w as m odified by titanate and silane,re2 sp ectively,w as filled in to po lyp rop ylene as a fire retardan t.T he effects of su rface treatm en t on the structu re and the p rop erties of PP M H com po sites w ere studied by rheo logical behavi o rs,m e2 chan ical tests,L O I,D SC and m o rp ho logy studies.T he resu lts show that additi on of nano2M H can i m p rove flam e retardancy of PP M H com po sites,bu t deteri o rate m echan ical p rop erties of com po sites.How ever,PP m atrix filled w ith treated nano2M H can i m p rove sign ifican tly ten sile and i m p act strength of PP M H com po sites and has little effect on flam e retardancy and elongati on at b reak of the com po sites.PP filled w ith treated nano2M H pow ders decreases m elt visco sity of PP M H com po sites,w h ich i m p roves their p rocessing behavi o r.N ano2M H has heterogeneou s nu2 cleati on on PP m atrix and m akes crystallizati on p eak tem p eratu re increased.How ever,su rface m odifier can w eaken heterogeneou s nucleati on ofM H on PP M H com po sites.In terfacial adhesi on of PP M H com po sites is sign ifican tly i m p roved,as seen in m o rp ho logy studies in the changed fractu re m echan is m.
Keywords:po lyp rop ylene;nano2M g(O H)2;su rface treatm en t;m echan ical p rop erties;rheo logy; crystallizati on
(上接第169页。continued from p169.)
Hygrotherma l Ag i ng Behav ior of V i nyl Ester Resi n and Its CF Com posite
ZHOU Tong2yue1,YU Yun2hua1,CH EN W ei2m ing1
W AN G L i2li1,2,YAN G X iao2p ing1
(1.Institu te of Ca rbon F iber and Co m p osites,B eij ing U n iversity
of Che m ica l T echnology,B eijng100029,Ch ina;2.B eij ing FR P
R esea rch and D esig n Insititu te,B eij ing102101,Ch ina)
ABSTRACT:Com b ined w ith the hygro therm al aging behavi o r of vinyl ester resin(V E)in distilled w ater at65℃and95℃,the ab so rp ti on characteristics,static and dynam ic m echan ical p rop erties of its carbon fiber com po site(CF V E)w ere analyzed.T he resu lt show s that CF V E ab so rp ti on can be divided in to tw o stages w h ich are m ain ly affected by the resin and in terfaces sep arately ac2 co rding to the ab so rp ti on behavi o r of V E resin.D u ring i m m ersi on the decrease of the flexu ral strength of V E and CF V E are con sistence w ith each o ther,m eanw h ile,they are very relative to the increase of their m o istu re con ten ts.How ever,the decrease of the flexu ral m odu lu s of V E is m o re obvi ou sly than that of CF V E.T g of V E and its com po site decrease w ith i m m ersi on ti m e and becom e steady w hen their ab so rp ti on get to satu rati on,w h ile the change of p eak of their tan?is ju st oppo site.
Keywords:vinyl ester resin;CF com po site;hygro therm al;aging
氧化锌制备工艺 2008-06-04 12:21阅读(4)评 论(0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺 流程等，全套价格26 0元) （氧化锌*制备氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究） （氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌研究） 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途 7、超声波-微波联合法
从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌22、改性的超细氧化锌
及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法 39、纳米氧化锌材料的
氢氧化镁阻燃剂 简介 氢氧化镁简称MH，分子式Mg(OH)2，分子量重58.33.白色粉末，相对密度2.39。折射率1.561-1.581。在300℃以下稳定，320℃开始分解，生成氧化镁和水，430℃时分解速度最快，490℃时分解完结。溶于烯酸和铵盐溶液，不溶于水、乙醇。氢氧化镁不仅有阻燃作用，还有一眼功能，无毒、无腐蚀性，多种性能优于氢氧化铝，安全廉价，属于环保型无机阻燃剂。 阻燃机理 氢氧化镁在受热时（340-490度）发生分解吸收燃烧物表面热量到阻燃作用；同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气，分解生成的活性氧化镁附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行。氢氧化镁在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生，而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收橡胶、塑料等高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾，活性氧化镁不断吸收未完全燃烧的熔化残留物，从使燃烧很快停止的同时消除烟雾、阻止熔滴，是一种新兴的环保型无机阻燃剂。 分类 阻燃剂按化学成份可以分为有机阻燃剂和无机阻燃两大类。有机阻燃剂又分为磷系和卤系两个系列。由于有机阻燃剂存在着分解产物毒性大、烟雾大等缺点，正逐步被无机阻燃剂所替代。
无机阻燃剂主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化锡、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌等，其中以氢氧化铝和氢氧化镁因分解吸热量大，并产生H2O可起到隔绝空气作用，其分解后氧化物又是耐高温物质，故二种阻燃剂不仅可起到阻燃作用，而且可以起到填充作用，它所具有不产生腐蚀性卤气及有害气体、不挥发、效果持久、无毒、无烟、不滴等特点。 涂料等高分子材料中，特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃胶板、蓬布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。 种类间比较 目前国内氢氧化铝用量较多，但随着高聚物加工温度的提高，氢氧化铝易分解，降低阻燃作用，氢氧化镁较氢氧化铝具有如下优点： ①氢氧化镁热分解温度达330℃，比氢氧化铝高100℃，故有利于塑料加工温度的提高，加快挤塑速度，缩短模塑时间； ②氢氧化镁与酸的中和能力强，可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性气体SO2、NOx、CO2等； ③氢氧化镁分解能高，有利于吸收燃烧热，提高阻燃效率； ④氢氧化镁抑烟能力强、硬度小，对设备摩擦小，有助于延长生产设备
纳米技术在高分子材料改性中的应用 （南通大学化学化工学院高分子材料与工程132 朱梦成1308052064 ） [摘要] 纳米材料及其技术是随着科技发展而形成的新型应用技术。纳米材料的研究是从金属粉末、陶瓷等领域开始的,现已在微电子、冶金、化工、电子、国防、核技术、航天、医学和生物工程等领域得到广泛的应用。近年来将纳米材料分散于聚合物中以提高高分子材料性能的研究也日益活跃,并取得了许多可观的成果。 [关键词] 纳米技术；高分子材料；改性；应用 1纳米粒子的特性及其对纳米复合材料的性能影响 1.1纳米粒子的特性 纳米粒子按成分分可以是金属,也可以是非金属,包括无机物和有机高分子等;按相结构分可以是单相,也可以是多相;根据原子排列的对称性和有序程度,有晶态、非晶态、准晶态。由于颗粒尺寸进入纳米量级后,其结构与常规材料相比发生了很大的变化,使其在催化、光电、磁性、热、力学等方面表现出许多奇异的物理和化学性能,具有许多重要的应用价值。 1.1.1表面与界面效应 纳米微粒比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面能高。由于表面原子缺少邻近配位的原子和具有高的表面能,使得表面原子具有很大的化学活性,从而使纳米粒子表现出强烈的表面效应。利用纳米材料的这种特点,能与某些大分子发生键合作用,提高分子间的键合力,从而使添加纳米材料的复合材料的强度、韧性大幅度提高。 1.1.2小尺寸效应 当超细微粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,导致其磁性、光吸收、热、化学活性、催化性及熔点等发生变化。如银的熔点为900℃,而纳米银粉的熔点仅为100℃(一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%~50%)。应用于高分子材料改性,利用纳米材料的高流动性和小尺寸效应,可使纳米复合材料的延展性提高,摩擦系数减小,材料表面光洁度
胶粉改性沥青混合料施工指南 胶粉改性沥青，是基质沥青与废轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成的混合物。胶粉改性沥青可用于沥青混凝土、应力吸收层、防水层或其他的路面结构功能层。胶粉改性沥青路面应具有坚实、平整、抗滑、耐久的品质，同时，还应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能。 一、材料要求 1、胶粉改性沥青，技术指标应满足表1的要求。 2、填料，混合料的填料应采用石灰石矿粉或消石灰粉或水泥．不宜使用粉尘。可用水泥全部替代矿粉。 填料不得含有土块、粘土颗粒或其它有害物质。矿粉质量技术要求应符合表2中的规定。
3、细集料，宜采用碎石石屑或机制砂，石屑或机制砂规格应满足表3的要求。细集料中4.75mm筛上残余应小于细集料总量的50％，0.3mm以下宜采用石灰岩石料。细集料质量技术要求应满足表4中的规定。 4、粗集科，粗集料应选用洁净、干燥、无风化、无杂质、表面粗糙的材料，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相关规定。 二、胶粉改性沥青混合料配合比 1、胶粉改性沥青混合料配合比设计 废轮胎胶粉改性沥青混合料配合比设计按马歇尔试验方法进行，确定合适的改性沥青用量及矿料级配。马歇尔试验结果应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004)的有关技术要求，但试验温度应相应提高l0℃-20℃。应遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004)中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳改性沥青用量。 2、技术要求，沥青混合料的技术指标应符合表5的规定。
纳米氧化锌综述 概述 纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，晶体为六方结构，其颗粒大小约在1～100纳米。纳米氧化锌由于颗粒小、比表面积大而具有许多其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的特殊的性质，呈现表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应以及高透明度、高分散性等特点[1]。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比较的特殊性和用途。纳米氧化锌在纺织领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。由于纳米氧化锌一系列的优异性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌已成为许多科技人员关注的焦点。 纳米氧化锌的性质 纳米氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构，在光照射下，当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时，一个电子从价带NB激发到导带CB，而留下了一个空穴。激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热，电子在材料的表面态被捕捉，价态电子跃迁到导带，价带的孔穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基，作为强氧化剂而完成对有机物（或含氯）的降解，将病菌和病毒杀死[2]。 纳米氧化锌的制备 1.纳米氧化锌的液相化学制备技术 除了能够准确控制粒子的化学组成外，液相法与其它化学制备技术相比还具有设备简单、批量大、原料易得、相对来说粒子大小集中、晶相结构及形状容易控制、产物活性好、成本低等特点。液相法可以分为沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热合成法、溶剂蒸发法等。 1．1化学沉淀法 1．1．1直接沉淀法 直接沉淀法是直接混合制备氧化锌的锌盐与沉淀剂溶液的方法，特点是条件易于控制，操作简单，适于大批量制备粉体材料，其缺点是副产物离子的洗涤较困难，且产物粒径分布较宽，干燥过程中粒子易于团聚。郭志峰等[3]向乙酸锌溶液滴加草酸，同时搅拌，伴有草酸锌沉淀生成。将沉淀物送入烘箱烘干，烘干的草酸锌粉末置洗净坩埚中，在箱式电阻炉中反应，制得氧化锌晶体。 1．1．2 均匀沉淀法 均匀沉淀法是将反应物之一通过化学反应缓慢释放出来并导致沉淀反应发生的技术，因此混合反应物溶液沉淀反应并不立即发生。其特点是避免了直接沉淀法中的局部过浓，从而大大降低沉淀反应的过饱和度。洪若瑜等[4]采用连续微波加热用硫酸锌和尿素制备了粒径为8～30nm的纳米氧化锌。 1．2溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是以无机盐或金属醇盐为前驱物，经水解缩聚过程逐渐胶化，然后作相应处理得到所需纳米粉体，方法多采用有机溶剂。该方法合成的粉体纯度高，化学成分均匀，颗粒度小且分布范围窄。溶液的pH值、浓度、反应时间及温度均是影响溶胶-凝胶质量的主要因素。 Tianbao Du等[5]采用溶胶-凝胶浸渍涂布技术制备了氧化锌半导体薄膜，他 们以耐热玻璃为模板，在不断搅拌中把模板加入Zn( CH 3C00) 2 /乙醇溶液中，取出
氧化锌制备工艺2008-06-04 12:21阅读(4)评论 (0) D0208、氧化锌制备工艺(本技术资料含国家发 明专利、实用新型专利、科研成果、技术文献、技术说明书、技术配方、技术关键、工艺流程等，全套价格260元) （氧化锌*制备 氧化锌*制取氧化锌*生产氧化锌*开发氧化锌*研究） （氧化锌制备氧化锌制取氧化锌生产 氧化锌开发氧化锌 研究） 1、氨法制取氧化锌方法 2、氨浸法生产低堆积密度纳米氧化锌的方法 3、氨水·碳铵联合浸取络合制备高纯度活性氧化锌的方法 4、氨水循环络合法生产高纯度活性氧化锌的工艺 5、表面包覆金属钛或铝化合物的纳米氧化锌粉体及制备方法 6、表面改性的纳米氧化锌水分散体及其制备方法和用途
7、超声波-微波联合法从锌浮渣中制备活性氧化锌的方法 8、超微粒子氧化锌及其制造方法和使用其的化妆材料 9、超微氧化锌制取的工艺与装置 10、超细活性氧化锌的制备方法 11、超细氧化锌复合物及其制备方法 12、成核生长分步进行的液相制取超细氧化锌的方法 13、从低品位含锌物料制备纳米活性氧化锌的方法 14、从含锌烟道灰制取氧化锌的工艺 15、从菱锌矿制氧化锌技术 16、从铜--锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 17、等离子法制取氧化锌工艺及设备 18、低温热分解法制备纳米氧化锌 19、低温易烧结的纳米级氧化锌粉末的制备方法 20、多功能纳米氧化锌悬浮液及其制备方法21、改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌
22、改性的超细氧化锌及其制备方法 23、高白色氧化锌微粒及其制造方法 24、高级氧化锌制备工艺 25、固相低温热分解合成晶态和非晶态超微氧化锌粉末的制备 26、过氧化锌的制备方法 27、回转窑冶炼生产氧化锌的工艺方法 28、活性氧化锌的生产工艺方法 29、活性氧化锌及高纯氧化锌制备工艺 30、活性氧化锌生产工艺 31、碱法生产活性氧化锌的工艺方法 32、颗粒氧化锌的生产工艺方法 33、颗粒状氧化锌生产装置 34、粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品35、联合法矿粉直接生产高纯度氧化锌新工艺36、菱锌矿制取高纯氧化锌的方法 37、硫化锌精矿焙砂与氧化锌矿联合浸出工艺38、硫化锌矿与软锰矿同槽浸出制取氧化锌和碳酸锰的方法
第2章 纳米粉体的分散 1.粉体分散的三个阶段（名词解释） 润湿 是将粉体缓慢加入混合体系形成的漩涡，使吸附在粉体表面的空气或其它杂质被液体取代的过程。 ?解团聚 是指通过机械或超声等方法，使较大粒径的聚集体分散为较小颗粒。 ?稳定化 是指保证粉体颗粒在液体中保持长期的均匀分散 2.常用的分散剂种类 （1）表面活性剂 空间位阻效应 （2）小分子量无机电解质或无机聚合物 吸附－－提高颗粒表面电势 （3）聚合物类(应用最多) 空间位阻效应、静电效应 （4）偶联剂类 3.聚电解质（名词解释） 是指在高分子链上带有羧基或磺酸基等可离解基团的水溶性高分子 4.对不同pH 值下PAA 在ZrO 2表面的吸附构型进行分析。 图.不同pH 值下PAA 在ZrO 2 表 面的吸附构型 a.当pH<4时，PAA 几乎不解离，以线团方式存在于固液界面上，吸附层很薄，几乎无位阻作用 δ δδ
b.随pH值增加，链节间静电斥力使其伸展开 c.ZrO2表面电荷减小直至由正变负，PAA的负电荷量增加，其间斥力增加， 使得PAA链更加伸展，可在较远范围提供静电位阻作用 5.用聚电解质分散剂分散纳米粉体时，影响浆料稳定性的各种因素有哪些？ 1、聚电解质的分子量 当聚电解质分子量过小，在粉体表面的吸附较弱，吸附层也较薄，影响位阻作用的发挥。 分子量过大，易发生桥连或空位絮凝，使团聚加重，粘度增加。 2、分散剂用量 适宜的分散剂用量才可以使分散体系稳定。 用量过低，粉体表面产生不同带电区域，相邻颗粒因静电引力发生吸引，导致絮凝。 用量过高，离子强度过高，压缩双电层，减小静电斥力；同时，还易发生桥连或空缺絮凝，稳定性下降。 3、温度 研究表明，为了获得较好的分散效果（以最低粘度为衡量标准），随温度的升高，所需分散剂的用量随之增加 6.结合下图，分析煅烧为什么能够改善纳米Si3N4粉体的分散性？ 煅烧改善纳米Si3N4粉体的可分散性 ?此前提到，球磨可有效降低粉体的粒度。但球磨过程可能造成分散介质与粉体发生化学反应。 ?以乙醇为介质球磨Si3N4粉体时，表面的Si-OH可能与乙醇反应生成酯。 ?酯基的生成对粉体的分散性影响很大： a、酯基是疏水基团 b、屏蔽负电荷，影响分散剂的吸附 ?采取煅烧去除酯基，可改善其分散性 第3章纳米粉体表面改性（功能化） 1.表面改性有哪些重要应用？ 改善纳米粉体的润湿和附着特性。 改善纳米粉体在基体中的分散行为，提高其催化性能。 改善粉体与基体的界面结合能等。 2.纳米粉体的表面改性方法？ 气相沉积法 机械球磨法 高能量法
废橡胶粉改性沥青应用与设计 作者：发布于：2012-6-27 12:35:59 点击量：15 一、名词解释 1、胶粉沥青——国际材料与测试协会标准ASTM D8-88 中定义为采用15%以上橡胶粉粒的沥青改性材料，在美国一般比例为 18~22%，橡胶粉粒能全部通过10#筛，180~200℃温度下至少反应45min分钟；在沥青与橡胶充分熔胀，同时硫化橡胶粉粒还没有大面积降解前使用，改性后的胶结料还能显著体现硫化橡胶的特性。 2、橡胶粉(CRM)——指轮胎橡胶经过粉碎形成的粉末，用于沥青改性的材料。 3、小汽车轮胎——小汽车、敞篷小车和轻型卡车的外直径小于660毫米的轮胎。 4、卡车轮胎—卡车和公交车上用的外径大于660mm、小于1520mm的轮胎。 5、常温粉碎法——将废橡胶轮胎在室温下或略高于室温的环境下进行粉碎的方法。常温粉碎法一般能够产生形状不规则的、表面积较大的颗粒，有利于和沥青的相 互作用。 6、冷冻粉碎法——使用液氮来冷冻废橡胶轮胎，使得废轮胎变得易碎，然后用锤磨机来打碎这些冷冻橡胶的方法，这种方法能够生成表面积较小的光滑颗粒。 7、脱硫橡胶——粉碎后经过加温加压，或者掺加软化剂改变了橡胶材料性质。 8、稀释剂——轻质石油产品，做碎石封层时，在喷洒之前添加到橡胶沥青中，使橡胶沥青容易喷洒均匀，在没有引起橡胶沥青的性质较大改变之前挥发掉。因为轻质成分要挥发，所以稀释剂不用于拌制混合料的橡胶沥青中，也不推荐用于90天内铺筑罩面的夹层中。 9、废轮胎橡胶——用过的汽车、卡车或者公交车的轮胎经加工得到的橡胶。生产过程中应排除不当轮胎料源，如实心轮胎、铲车轮胎、飞机轮胎和挖土机轮胎以及其他非汽车轮胎，这些材料的成分不适合橡胶沥青反应。 10、应力吸收层(SAMI)——一种碎石封层，用热橡胶沥青喷洒在现有的路表面，然后立即撒布单一粒级的封层集料，再进行碾压，将集料嵌入沥青膜。其厚度通常介于5到15毫米之间，取决于覆盖骨料的尺寸。应力吸收层是一种表面处治，主要是用于恢复表层抗滑性能，封住裂缝，形成防水膜来减少表层的水渗入路面结构中。应力吸收层可用于路面保存、养护和局部维修。胶粉改性沥青应力吸收层可以有效防止下层开裂的路基或路面的反射裂缝扩展至表面层，对于新建或改建的路面大大延长路面使用性能。 11、粘度——流体或者半流体抵抗流动的性质(剪切力)，是橡胶沥青现场质量控制 的指标。 二、废胶粉改性沥青综述 1、废胶粉改性沥青的发展 废胶粉改性沥青从19世纪30年代就开始用作接缝填缝料、补丁和薄膜。在19世纪50年代，美国的刘易斯和博恩等进行了大规模的实验室研究评估。一些研究成果与雷克斯和帕克合作的“橡胶沥青材料试验室研究”一起发表在1954年10月的“公路”刊物上。1960年三月，在芝加哥举办了首届橡胶沥青研讨 会。60年代和70年代，亚利桑那州查尔斯·麦克唐纳在橡胶和沥青材料上做了大量的工作，开发了胶粉沥青的“湿法”生产(也称为麦克唐纳法)，开始将胶粉改性沥青用于填补坑洞和表面处冶等，并作为常用养护方法，特别是胶粉沥青碎石封层作为凤凰城道路的主要养护方案有效地使用了将近20年，直到交通量过大才改为薄层沥青混凝土罩面，后来又开发了胶粉沥青断级配混合料成功地替代了碎石封层。1975年加州运输部开始进行胶粉沥青碎石封层试验，取得很好的效果。1980年在加州斯托贝城用“湿法”生产的胶粉沥青和密级配集料建设的路面建成，该项目是对一条极差的路面进行紧急维修，采用了路面加筋网和60毫米的密级配沥青混凝土以恢复结构承载力，其上为薄层(30mm)橡胶沥青混合料磨耗层。最早的三个项目都位于在冬天使用轮胎防滑链的高海拔的“冰冻区”，证明胶粉改性沥青混凝土路面有很好的抗磨耗和抗低温开裂性能。1983年瑞文多城建成的项目大大推动了应用粉胶改性沥青的进程，因采用沥青混凝土改造成本太高不能接受，所以采用了薄层橡胶沥青路面，这个项目设计了一系列13个试验段。试验段一直在进行跟踪监测，清楚地
纳米氧化锌的制备、表面改性及应用 纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1~100纳米，又称为超微细氧化锌。由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米氧化锌产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。因而，纳米氧化锌在磁、光、电、化学、物理学、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途，在橡胶、涂料、油墨、颜填料、催化剂、高档化妆品以及医药等领域展示出广阔的应用前景。本文将对本公司生产的纳米氧化锌从制备方法、性能表征、表面改性以及目前所开发的应用领域方面进行较为详细的介绍。 一、纳米氧化锌的制备 氧化锌的制备方法分为三类：即直接法（亦称美国法）、间接法（亦称法国法）和湿化学法。目前许多市售氧化锌多为直接法或间接法产品，粒度为微米级，比表面积较小，这些性质大大制约了它们的应用领域及其在制品中的性能。我公司采用湿化学法（NPP-法）制备纳米级超细活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得纳米氧化锌。与以往的制备纳米级超细氧化锌工艺技术相比，该新工艺具有以下技术方面的创新之处： 1.平衡条件下反应动力学原理与强化的传热技术结合，迅速完成碱式碳酸锌的焙解。 2.通过工艺参数的调整，可以制备不同纯度、粒度及颜色的各种型号的纳米氧化锌产品。 3.本工艺可以利用多种含锌物料为原料，将其转化为高附加值产品。 4.典型绿色化工工艺，属于环境友好过程。 二、纳米氧化锌的性能表征 纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。 清华大学分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析，纳米氧化锌粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。经ST-A表面和孔径测定仪测试，纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米氧化锌。本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米氧化锌，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。 三、纳米氧化锌的表面改性 由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米氧化锌粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。 所谓纳米分散是指采用各种原理、方法和手段在特定的液体介质（如水）中，将干燥纳米粒子构成的各种形态的团聚体还原成一次粒子并使其稳定、均匀分布于介质中的技术。纳米粉体的表面改性则是在纳米分散技术基础上的扩展和延伸，即根据应用场合的需要，在已分散的纳米粒子表面包覆一层适当物质的薄膜或使纳米粒子分散在某种可溶性固相载体中。经过表面改性的纳米干粉体，其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都会发生变化，一般可以自动或极易分散在特定的介质中，因此使用非常方便。一般来讲，纳米粒子的改性方法有三种：1.在粒子表面均匀包覆一层其他物质的膜，从而使粒子表面性质发生变化；2.利用电荷转移络合体（如硅烷、钛酸酯等偶联剂以及硬脂酸、有机硅等）作表面改性剂对纳米粒子表面进行化学吸附或化学反应；3.利用电晕放电、紫外线、等离子、放射线等高能量手段对纳米粒子表面进行改性。
纳米氧化锌材料 摘要：综述了纳米氧化锌的性能。描述了纳米氧化锌的制备研究, 随着科技的发展, 许多新的手段引入到了纳米氧化锌的合成工艺中弥补相互之间的不足。 关键词：纳米氧化锌,性能,制备,应用 1.纳米氧化锌的性能 1.1紫外线屏蔽 在整个紫外光区( 200~ 400 nm) ,氧化锌对光的吸收能力比氧化钛强。纳米氧化锌的有效作用时间长, 对紫外屏蔽的波段长, 对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用, 能透过可见光, 有很高的化学稳定性和热稳定性。它可用于制备抗紫外线、耐光老化性能好的涂料及其它的高分子材料。在乳胶漆中使用纳米氧化锌可以增大乳胶漆对紫外线辐射的抵抗力, 减弱乳胶漆对潮湿环境条件的敏感性,提高耐老化性。同时,氧化锌能够散射光线,使乳胶漆的遮盖力得到一定程度的改善。1.2补强性 一般的无机填料填充于聚合物中时具有如下缺点: 使用量大, 不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性和韧性同时提高。而在聚合物中添加少量的纳米粒子, 就可以使基体树脂的力学性能( 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率等) 得到显著的提高, 并克服了以上提及的一般无机材料的缺点。 1.3抗菌、除臭性 氧化锌是传统无机抗菌材料, 在与细菌接触时, 锌离子缓慢释放出来。由于锌离子具有氧化还原性, 它能与细胞膜及膜蛋白结合, 并与其结构中有机物的巯基、羧基、羟基反应, 破坏其结构, 进入细胞后破坏电子传递系统的酶, 并与- SH 基反应, 达到抗菌的目的。在杀灭细菌之后, 锌离子可以从细胞内游离出来, 重复上述过程。氧化锌纳米粉末因为粒径小, 表面原子数量大大超过传统粒子, 表面原子由于缺少邻近的配位原子而具有很高的能量, 所以可增强氧化锌的亲和力, 提高抗菌效率。 1.4阻燃性 氧化锌可作为一种阻燃增效剂。它多数是和其它的增效剂或阻燃剂协同使用, 其增效作用与硼酸锌类似。ZnO 一般可作为PVC 的紫外吸收剂, 但其对PVC 的热稳定性有不利的影响, 因此在配方中一般采用的含量不高。在电缆涂层中使用纳米
氢氧化镁阻燃剂的表面改性及应用研究 【摘要】用硅烷和钛酸酯偶联剂分别对氢氧化镁阻燃剂进行表面改性并将其加入聚丙烯中制备阻燃复合材料，研究不同表面活性剂改性的氢氧化镁阻燃剂的效果，并测试所制备的阻燃复合材料阻燃性能和力学性能。结果表明，硅烷偶联剂表面改性后的氢氧化镁能更好改善复合材料的力学性能，显著提高聚丙烯的阻燃性能。 【关键词】氢氧化镁；阻燃剂；表面改性 0 引言 氢氧化镁（MH）是近年来研发的一种新型无公害阻燃剂，具有分解温度高、热稳定性好、价格便宜等优点，被广泛应用于聚合物阻燃[1-2]。但其阻燃效率较低，且作为极性无机物，与高聚物相容性较差，在聚合物基材中分散不均[3-4]，会破坏材料的力学性能。通过对MH 的表面处理，改善其在聚合物中的分散性，提高复合材料的力学性能和阻燃性能。本实验分别选用KH-550和NDE-31为改性剂，对氢氧化物阻燃剂粉体进行表面改性，并将改性后的MH阻燃剂加入聚丙烯（PP）中制备阻燃复合材料，研究其改性效果。 1 实验部分 1.1 实验药品、仪器 1.1.1 药品 氢氧化镁阻燃剂由广州延瑞化工有限公司提供；无水乙醇，分析纯，购自嘉兴国药集团化学试剂有限公司；硅烷偶联剂KH-550、酞酸酯偶联剂NDE-31来自嘉兴精博化学品公司；聚丙烯（PP）购自嘉兴龙源物质有限公司；去离子水，自制。 1.1.2 仪器 循环水式多用真空泵SHB-Ⅲ，郑州长城科工贸有限公司；分析天平，梅特勒一托利多仪器有限公司；平底加热磁力搅拌器ZNCL-BS，河南爱博特科技有限公司；高速剪切乳化机，无锡诺亚机械有限公司；恒温水浴锅DK-S24，上海精宏实验设备有限公司；高速混合机，JYHG-100W，深圳市嘉源科创塑料机械有限公司；注塑成型机，FTN-90B，浙江申达机器制造有限公司；双螺杆挤出造粒机，SHJ-20，南京格兰特橡塑公司；变频电机万能试验机，JH-20KN，上海简支仪器设备有限公司；氧指数测定仪，HC-2，南京市江宁区分析仪器厂。 1.2 实验
第25卷第1期高分子材料科学与工程 Vol.25,No.1 2009年1月 POL YM ER MA TERIAL S SCIENCE AND EN GIN EERIN G Jan.2009 马来酸酐等离子体聚合改性聚丙烯多孔膜的表面结构与亲水性 马 骏1,王 伟1,黄 健1,王晓琳2 (1.南京工业大学材料学院,江苏南京210009; 2.清华大学化学工程系,北京100084) 摘要:以马来酸酐为单体,采用低温等离子体聚合的方法对聚丙烯(PP )多孔膜的表面进行改性。红外光谱(FT 2IR )和扫描电镜(SEM )等结果表明,马来酸酐以双键聚合,同时伴随着酸酐的开环。低处理功率时以表面聚合为主,酸酐结构破坏较轻,延长聚合时间可以提高聚合量;高处理功率时以气相聚合为主,酸酐结构的破坏加剧,易产生交联结构。马来酸酐等离子体聚合物水解后可产生羧基,但水解作用并不完全,膜表面的亲水性与等离子体聚合条件及聚合物结构紧密相关。 关键词:等离子体聚合;马来酸酐;聚丙烯多孔膜;亲水化改性 中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:100027555(2009)0120016203 收稿日期:2007212212 基金项目:973资助项目(2003CB615701);国家自然科学基金资助项目(20476045)通讯联系人:黄 健,主要从事功能高分子材料研究, E 2mail :jhuang @https://www.doczj.com/doc/de10992185.html, 对于疏水性的聚合物多孔膜,水不容易通过膜的微孔通道,同时膜表面还易受到有机物的污染,这些因素限制了膜在水体系中的应用,因此有必要对其表面进行亲水化改性[1]。低温等离子体表面处理技术操作简便、经济、环保,只在材料的表面几个纳米至100nm 的区域产生物理或化学变化[2]。近年来发现等离子体处理作用能够深入多孔膜的膜孔[3],等离子体技术已成为聚合物多孔膜表面改性的重要手段。马来酸酐富含极性基团,适合于材料表面的亲水化处理[4]。本文以马来酸酐为单体,用低温等离子体聚合的方法,对聚丙烯多孔膜进行了表面改性。研究了等离子体聚合的时间、功率等工艺参数对改性表面的化学结构、形态结构及表面亲水性能的影响。1 实验部分 1.1 实验原料 聚丙烯(PP )中空纤维膜:浙江大学,外径290μm , 内径240μm ,孔隙率40%～50%,平均孔径0107μm ; 马来酸酐(MAH ):分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司,减压蒸馏精制。1.2 膜表面的马来酸酐等离子体聚合 采用自制的低温等离子体发生器,频率13156MHz ,电容偶合式。反应器长15cm ,内径215cm 。在反应器底部放置固体的马来酸酐单体,中部放置聚丙 烯多孔膜,间断抽真空,将反应器置换为马来酸酐气氛。在3Pa 条件下对聚丙烯多孔膜进行表面改性。1.3 改性膜的表面分析 在美国Nicolet 公司的N EXUS670型红外光谱仪(F T 2IR )上,用表面衰减全反射(A TR )技术对改性膜表面进行红外分析,分辨率4cm -1,波数范围4000cm -1～400cm -1。改性膜表面经喷金处理,在日本电子公司的J SM 25900型扫描电镜仪(SEM )上观察改性膜的表面形态。聚丙烯多孔膜经热熔压片后进行类似的等离子体表面处理,在美国Ram é2Hart 公司的100200230型接触角仪上测试水接触角,结果取5次平均值。 2 结果与讨论 2.1 改性膜表面的FT 2IR 分析 Fig.1为马来酸酐等离子体处理条件对改性表面 化学结构的影响。与谱图1的原始膜比较,改性膜在1850cm -1、1780cm -1、1730cm -1、1290cm -1、1240cm -1和1060cm -1等处出现了新峰。对比谱图7的马来酸酐单体红外谱图,1850cm -1为酸酐不对称C =O 的伸缩振动峰,1780cm -1为酸酐对称C =O 的伸缩振动峰,1290cm -1为酸酐C -O 的伸缩振动峰,1240cm -1和1060cm -1为酸酐C 2H 的变形振动峰[5],表明膜表面沉积了马来酸酐聚合物。另外马来酸酐单体在
纳米材料改性水性聚氨酯的研究进展 综述了纳米材料改性水性聚氨酯几种常用方法的特点和研究进展，指出了纳米材料改性水性聚氨酯存在的问题。 标签：水性聚氨酯（WPU）；纳米材料；方法；改性 1 前言 近年来，随着人们环保意识的增强，水性聚氨酯（WPU）受到越来越多学者的关注。WPU是以水为分散介质的二元胶态体系，具有不污染环境、VOC（有机挥发物）排放量低、机械性能优良和易改性等优点，使其在胶粘剂、涂料、皮革涂饰、造纸和油墨等行业中得到广泛应用[1～4]。但在制备WPU过程中由于引入亲水基团（如-OH、-COOH等），因此存在固含量低，耐水性、耐热性和耐老化性差等缺陷，从而限制了其应用范围。 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特殊性质，为各种材料的改性开辟了崭新的途径。通过纳米材料改性的WPU，其成膜性、耐水性和耐磨性等性能均得到显著提高[5]。 2 纳米材料改性WPU的方法 2.1 共混法 共混法即纳米粒子在WPU中直接分散。首先是合成各种形态的纳米粒子，再通过机械混合的方法将纳米粒子加入到WPU中。但在该方法中，由于纳米粒子颗粒比表面积大，极易团聚。为防止纳米粒子团聚，科研工作者对纳米材料进行表面改性来提高其分散性，改善聚合物表面结构以提高其相容性。 李莉[6]等利用接枝改性后的纳米SiO2和TiO2与WPU共混，制备了纳米材料改性水性WPU乳液。研究发现，纳米粒子在乳液中分散均匀，无团聚现象；改性后的WPU乳液力学性能比未改性前得到改善和提高；当纳米粒子添加量为0.5%时，WPU乳液的力学性能最佳，吸水性降低了70%，添加的纳米粒子对波长290～400 nm的紫外光有吸收。 李文倩[7]等采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与WPU共混制备出了WPU/SiO2复合乳液，考查了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明，当纳米SiO2/KH560物质的量比为6：1时，改性后的纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较均一。KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀地分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强。当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。
聚丙烯表面改性技术与应用 0. 引言 聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，表面与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，导致其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广和应用。 聚丙烯的表面改性和功能化处理技术是一种重要的改性方法，研究主要集中在接枝极性单体,如马来酸酐和丙烯酸等,以及带有第二官能团单体,如甲基丙烯酸缩水甘油脂等；是改善PP表面性状性的主要手段，可以提高PP材料与其他极性的界面作用力，增强其亲水性、染色性能、黏结性能和共混高聚物之间的相容性等。本文主要就聚丙烯材料的表面处理方法以及改性聚丙烯的应用作简单地介绍。 1. 高能辐照表面处理法 辐照接枝法是用高能射线照射产生自由基，自由基再与活性单体反应生成接枝共聚物。与其它接枝法比较，辐照接枝法的优点在于适合各种化学、物理性质稳定的树脂，能够快速且均一地产生活性自由基，而且不需加化学引发剂，不过该方法成本较高。根据利用辐照获得接枝活性点的方式可以将其分为同时辐照和预辐照两种方法，同时辐照法是将反应单体和PP接枝基体同时放置在辐照环境中，这样在基体上形成活性点的同时就可以进行接枝反应。预辐照法就是首先辐照PP，使其表面带有活性点，然后再和单体反应。比较两种方法，预辐照技术更能减少单体均聚物的生成。辐照接枝法在改善膜或纤维的表面极性方面应用广泛[1]。 除了对基材进行辐照引发接枝反应外，通过异相引发接枝[2]还有学者研究出利用预辐照对聚乙烯进行处理，再使用经过辐照处理的聚乙烯作为聚丙烯的熔融接枝反应的引发剂来引发聚丙烯接枝丙烯酸，经反应挤出制备出高性能的聚丙烯接枝丙烯酸共聚物。这种异相引发接枝反应很好的控制了聚丙烯在熔融接枝中的降解副反应，极大的保存了基材优异的力学性能。
聚丙烯微孔膜的表面亲水化 徐志康* 浙江大学高分子科学与工程学系，杭州310027 聚丙烯具有高熔点、高耐热性等优异性能，且价格相对低廉，因而以聚丙烯制成的微孔膜得到了广泛的关注和应用。但聚丙烯为疏水性高分子，其表面能较低，不易被水润湿；使用过程中的聚丙烯微孔膜(PPMM)表面易吸附疏水或两亲性溶质，造成膜污染，且通常不易经清洗恢复其原有性能，导致使用效率降低，成本增加。可以认为，限制PPMM进一步广泛应用的难点是污染物质在膜表面和膜孔内的吸附所造成通量的衰减及膜分离能力的降低，蛋白质吸附则是引起膜通量衰减的主要原因。研究表明提高膜表面的亲水性可显著改善膜的耐生物污染性。近5年来，我们在不改变PPMM本体性质的前提下，建立了一系列表面修饰方法来提高聚丙烯膜表面的亲水性。 对膜材料进行改性的最简单的方法是涂覆或吸附。采用乙醇进行浸润是通常采取的方法，但亲水化效果不持久。我们选用非离子型吐温(Tween)系列表面活性剂对PPMM进行了表面吸附改性，具体方法参照文献1。表面活性剂的疏水端朝向疏水的PPMM，而亲水端朝外，使得膜表面具有一定亲水性的同时增加了与基膜的粘附力，提高了亲水化效果的持久性。当表面活性剂的浓度较低时，吸附现象优先在膜孔内发生；随着浓度的提高，部分表面活性剂开始在膜表面发生吸附，进而在膜孔内和膜表面形成胶束，并且可能形成双层吸附。此外，Tween 85的结构与其它表面活性剂有所不同，在其分子中含有3个疏水性的烷基链，在膜表面吸附时，他们都与膜表面发生作用，形成多点吸附，故改性效果能在一定程度上长久保持。 自由基引发剂引发接枝聚合是常规表面接枝方法。作者2,3以过氧化二苯甲酰为引发剂、甲苯为溶剂，在熔融挤出－拉伸法制备的聚丙烯中空纤维微孔膜(PPHFMM)表面接枝丙烯酸，当接枝率大于20%时，膜表面水接触角接近0°，亲水性得到提高。研究不同条件对接枝率的影响，发现60~70°C范围内丙烯酸的接枝率随着温度和单体浓度的提高而提高；在相同温度(70°C)和单体浓度下，分别使用甲苯、二氯甲烷和乙醇为溶剂，结果表明乙醇中丙烯酸接枝率最低；同时，添加交联单体二乙烯基苯能够有效提高丙烯酸的接枝率。 另外，由于高聚物C—H键的断裂能为3.5 eV、C—C键的断裂能为6.3 eV，只要短时间内材料接受的辐射能高于化学键的断裂能，就有可能产生自由基，引发表面接枝聚合。紫外光、*浙江省自然科学基金重点项目(Z406260)及国家重点基础研究发展计划项目(2003CB15705)。
ＲＭＣＭ磐型堑盘翟监二：＝笠尘型尘鲨坚竺墨尘誓鲨鲨譬—————一胶粉改性沥青在言毒日 同皿多雨地区的应用 刘军，王健，熊茂东，肖新春 ＬＩＵＪｕｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ，ＸＩＯＮＧＭａｏ—ｄｏｎｇ，ＸＩＡＯＸｉｎ—ｃｈｕｎ 江西公路开发总公司，江西南昌３３０＿（Ｒ）０ ＪｉａｎｇｘｉＨｉｇｈｗａｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００００，Ｊｉａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ 慢口■例介绍了胶粉改性沥青在高温多雨地区高速公路中、上面层中的应用，通过室内试验和现场检测发现，胶粉沥青在提高路面压实度、防渗性和抗滑性，降低噪音和成本以及保护环境等方面具有良好效果。证明了其具有良好的路用性能以及显著的经济效益和社会效益，可以在高温多雨地区高速公路推广使用。 慢雹墨翌墨射Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｓｐｈａｌｔｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｉｎｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｉｎｙａｒｅａａｓｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄｕｐ—ｐｅｒｌａｙｅｒｓｏｆｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｐａｖｅｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｎｄｏｏｒｔｅｓｔａｎｄｏｎ—ｓｉｔｅｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔａｓ—ｐｈａｌｔｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒｐｅｒｆｏｒｍｓｗｅｌｌｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙｏｆｐａｖｅｍｅｎｔ，ａｎｔｉ－ｓｅｅｐａｇｅ，ａｎｔｉ－ｓｋｉｄ．１０ｗｅｒｉｎｇｎｏｉｓｅａｎｄｃｏｓｔａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈａｔｉｔｈａｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｐｒｏｍｉｎｅｎｔｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔａｎｄｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔ，ｗｏｒｔｈｐｏｐｕｌａｒｉｚｉｎｇｉｎｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒａｉｎｙａｒｅａ． 匝日囝删胶粉沥青混凝土；高温多雨；路面压实度；防渗性 Ｉ豇墨重墨盟ｌａｓｐｈａｌｔｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｒｕｂｂｅｒｐｏｗｄｅｒ；ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒａｉｎｙ；ｄｅｎｓｉｔｙｏｆｐａｖｅｍｅｎｔ；ａｎｔｉ—ｓｅｅｐａｇｅ中图分类号：Ｕ４１６．０３文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－０３３Ｘ（２００８）０７－００４０－０３ 口韭 据统计。２００７年中国的废旧轮胎达到１．５亿条．并正以每年１８％的速度增加，到２０１０年将达到２亿条，这样大规模 的废旧轮胎将会带来巨大的社会环保问题。另外．随着中国 公路建设的迅速发展．到２００６年底，已建成的高速公路突破 ４５０００ｋｍ。因此，改善路面使用性能．延长路面使用寿命． 节约建设投资，是中国公路行业所面临的紧迫问题。将废旧 轮胎橡胶粉用于公路建设是当前进行废旧轮胎处理及改善 路面结构等问题的有效途径之一。 Ｉ［１ｌ胶粉改性沥青 咀蔓葱嗣豳溜 自２０世纪６０～７０年代以来，美国、法国、英国、南非等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶沥青混凝土的应用研究。以美 国为首的发达国家对胶粉改性沥青及其混合料的研究起步 早、研究连续，成果和实践经验较丰富。南非对胶粉沥青的应 用门类全、技术成熟。据了解．目前南非６０％以上的道路沥青●一４０使用橡胶沥青．而且根据他们的经验认为．对于超重轴载的环境，使用橡胶粉改性沥青混凝土尤为有利［３］。 中国对胶粉改性沥青的研究起步于２０世生＿９８０年代初。但由于受到各种条件的限制。进展较为缓慢．相关研究成果及铺筑试验路较少。直到２００１年，交通部公路科学研究所主持了交通部西部科研项目——废旧橡胶粉用于筑路的技术研究．才对橡胶沥青及胶粉沥青混合料的路用性能及力学特性开展了全面、系统的试验研究。该项目对胶粉在沥青混合料中的作用机理以及橡胶沥青、胶粉沥青混合料的力学特性和路用性能进行了试验研究，并结合中国实际．提出了路用橡胶粉、橡胶改性沥青和胶粉沥青混合料技术标准的建议稿。与此同时，还在广东、山东、河北、辽宁、四ＪＩｌ、贵州等地修筑了总长近３０ｋｍ的试验路和实体工程［“．到目前为止应用效果良好。天津市于２００３～２００６年已铺设８５ｋｍ胶粉改性沥青试验路段，应用于高速公路、快速路和城市主干道等，并于２００６年初出台了国内第１部地方标准。虽然国内数条高速公路的试验路段都已铺上了胶粉改性沥青．但是纯市场行为驱动的应用研究往往动力不足．研究工作的连续性和系统性也受到限制，难以单独突破橡胶粉应用于道路 万方数据
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.doczj.com/doc/de10992185.html,）纳米氧化锌的性质及前景 变宝网11月14日讯 纳米氧化锌是一种在橡胶领域应用比较广泛的无机产品，它的粒径在1-100 nm之间，它能够表现出如非迁移性、荧光性、压电性、吸收和散射紫外线能力等，下面小编就带大家了解一下纳米氧化锌。 一、纳米氧化锌的性质 纳米氧化锌是一种半导体催化剂的电子结构，在光照射下，当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个半导体带隙能量Eg的光子射入半导体时，一个电子从价带VB激发到导带CB，而留下了一个空穴。激发态的导带电子和价带空穴能够重新结合消除输入的能量和热，电子在材料的表面态被捕捉，价态电子跃迁到导带，价带的空穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变成自由基，作为强氧化剂而完成对有机物（或含氯）的降解，将病菌和病毒杀死。 二、纳米氧化锌的影响 不同比表面积对橡胶性能的影响 纳米氧化锌的核心指标是比表面积。不同比表面积的产品对橡胶产品的性能影响很大。以下是某大型轮胎厂载重斜交轮胎配方应用的实验数据。 胶料的物理性能、使用性能与材料的比表面积存在着相关关系。从胶料强伸性能看，纳米氧化锌在基本不降低伸长率的情况下，能较明显的提高胶料定伸强度。随材料比表面积的增大，这种趋势俞加明显。但更为明显的是胶料的磨耗减量降低和压缩疲劳温升降低。由此可以看出，纳米氧化锌在比表面积达到80m2/g 以上时，可表现出优良的普通氧化锌所不具备的综合性能。比表面积在80m2/g
以下的纳米氧化锌虽然也较普通氧化锌在综合性能上为优，但与80m2/g以上相比，差距还是较为明显的。 纳米氧化锌对胶料硫化特性的影响 纳米氧化锌对胶料硫化特性的影响较大，由于大比表面高活性，使胶料交联密度提高，这表现在硫化曲线的大扭距MH提高，也表现在300%定伸强度的提高上。另外，硫化曲线有整体随时间后移的倾向，无论ts2、t90都较普通氧化锌延迟。这种延迟作用随配方体系不同程度也不同，具体的机理尚待探讨。 对胶料物机性能的影响 纳米氧化锌对提高胶料物机综合性能是非常明显的，在强伸性能方面，300%定伸强度提高10%左右，同时扯断伸长率基本能够保持不变。在降低磨耗减量、提高耐磨性方面优势明显，磨耗减量的降低在10%以上，这是由于纳米材料的小尺寸效应补强胶料所致，这种补强完全不同于炭黑的补强，其扯断伸长率、弹性均没有降低，从技术上讲是非常理想的。 对胶料生热性能的影响 普通胶料的压缩疲劳温升是48℃，降低生热25%，非常明显，这对于轮胎等动态使用的橡胶制品是非常重要的。这是由于纳米材料的小尺寸效应补强胶料