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分析——橡胶的多种应用
来源:树洞档案 2023-03-26 138
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    纳米级二氧化硅/PP复合材料已在双螺杆挤出机中加工,但只有在修改二氧化硅界面使其与基体兼容后才能成功分散。

    一种稳定剂高剪切混合器已成功用于纳米级氧化铝与PET,LDPE 的混合,热喷涂也成功地处理了填充纳米颗粒的尼龙。

    当这些传统的熔体混合或弹性体混合方法可行时,它们是引入新产品的最快方法,因为复合材料可以用传统的方法生产。

    这在许多情况下都是成功的,但对于一些聚合物来说,随着纳米填料的显著体积分数的加入,粘度迅速增加,这反过来又限制了这种加工方法的可行性。

    除了粘度效应外,纳米颗粒还可以增强或抑制聚合物的降解。

    测量降解的一种方法是将聚合物放置在高剪切混合器中,并测量扭矩随时间和温度的函数,当材料交联时,扭矩开始增加(以恒定的速度),当链开始断裂时,扭矩减小。

    这导致了扭矩的峰值,其特性通常被用作衡量退化时间。

    最近一项关于ZnO/LDPE复合材料的研究表明,对于纳米颗粒/基质混合物,的峰值时间缩短了近;然而,微米大小的颗粒减少了降解时间。

    在其他情况下,纳米颗粒的催化性质极大地降低了降解时间,聚合物纳米复合材料的降解是被抑制还是en-2.4111的加工取决于颗粒表面活性和增加的界面面积(颗粒尺寸)。

    如果聚合物和纳米颗粒都溶解或分散在溶液中,就可以克服熔体混合的一些限制,这使得在不干燥的情况下修饰颗粒表面,从而减少颗粒团聚。

    然后,可以将纳米颗粒/聚合物溶液浇铸成固体,或者纳米颗粒/聚合物可以通过溶剂蒸发或沉淀从溶液中分离出来,进一步的处理可以用传统的技术来完成。

    另一种方法是原位聚合。

    第二种方法将二氧化硅前驱体如TEOS与聚合物如聚乙酸乙烯、聚醚酰亚胺或聚甲基丙烯酸甲酯混合。

    例如,最近一篇关于tio2/poly(苯乙烯马来酸酐)的加工过程的论文导致了二氧化钛在PSMA 中的良好分散。

    将二氧化钛直接添加到PSMA溶液中会导致严重的聚集,因此,将PSMA溶解在THF中,然后在适当的条件下加入钛酸四丁基。

    由于未缩合的TiOH和马来酸酐可以发生反应,聚合物2聚合物基和聚合物填充的纳米复合材料112包裹了二氧化钛颗粒的形成,防止了团聚。

    前两种方法的结合,已被用于硅/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料的两步过程。

    首先,以TEOS为末端连接剂,形成一个未填充的PDMS网络,然后用TEOS膨胀网络,催化催化溶胶-凝胶反应。

    含聚合物的钛,然后铸造和干燥薄膜,然后将薄膜与含钡的水溶液反应,在聚合物基质中形成纳米级钛酸钡颗粒。

    使前驱体和聚合物的相容性提高了分散的程度,并且使用倾向于形成胶束的化合物可以引入受控的异质性。

    在聚乙烯氧化物(PEO)或PEO/PVAc混合物的存在下,通过原位沉积技术进行了处理,在这种方法中,将聚合物-氯化钙配合物与磷酸三钠混合。

    两亲性嵌段共聚物提供了另一种控制途径,在这里,嵌段共聚物被用来形成胶束。

    然后金属盐要么穿透胶束,要么在胶束电晕中稳定。

    可以加入还原剂,在胶束内或电晕中形成金属颗粒,形成几种形态,显示了聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)嵌段共聚物基体中Pd胶体形态的一个例子。

    同样的原理也适用于其他嵌段共聚物的形态,如棒状和层状,并导致了有趣的形态。

    有一件事还不清楚,需要通过理论来解决,即这些形态中的哪一种将导致最好的性质。

    由于可以形成的金属颗粒的范围,包括金、银、钯、铂、半导体和金属氧化物,存在巨大的机会来调整这些系统的性质。

    其他方法可用于制造填充金属纳米颗粒的聚合物,如沉积在聚合物上,随后退火形成颗粒,或电化学方法,这两种方法都导致高度控制的薄膜复合结构。

    总结

    关于传统复合材料填料界面改造的文献非常广泛,然而,由于一些原因,许多方法并不能直接适用于纳米复合材料。

    碳纤维和玻璃纤维通常作为长纤维被包裹在线轴上,这对纳米纤维是不实用的。

    此外,需要干燥颗粒的方法不适用于金属氧化物和金属纳米颗粒,因为在干燥过程中(即使仅在1008C),它们可能会明显团聚。

    虽然描述相关的化学过程对于理解纳米填料界面的改性很重要,但本节主要关注改性的结果,而不是详细的化学性质。

    参考文献:

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    【2】胶体半导体q粒子:固态和分子之间过渡区域的化学.角度.化学、国际.教育版.“发动机”.1993.

    【3】量子化半导体粒子:材料科学中的一种新的物质状态.Adv.母亲1993.

    量子化半导体粒子的光学特性。菲洛斯。反式R. Soc.伦敦,爵士.A 1996.

    【4】默里CB,诺里斯DJ,Bawendi MG: J. Am.化学社会1993,.

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