稻壳SiO2／聚氨酯纳米复合材料的制备及性能研究
稻壳与聚乙烯复合材料力学性能的研究
将 混 料 进 行 热熔 、混 炼 ， 使材 料 预 塑 化 ，排除挥发物 ，以便在挤出型材时 ， 能够完 Ｊ全塑化。 ４ 挤 出成型 。 ） 在挤 出成 型的过 程 中，挤 出温 度 、螺杆
加 量 、硅 烷 添 加 量 以 及玻 璃 纤 维添 加 量 对
稻 壳， 聚乙烯复合 材料 力学性 能的影 响。研 究结 果 表 明 ．稻 壳添 加 量 对 力 学性 能 有 显 著 性 影 响 ・硅 烷 添 加 量 对 冲 击 强度 和 弯 曲 强度 有 显 著性 影 响 ；玻 璃纤 维 添 加量 只对 弯曲 强 度 有 显著 性 影 响 。
强度 ； 度尽可能稳定 ，尤其是机头 的温度控 制必须保 ３ 加入适量 的偶 联剂 ，提高植物纤 维和 证在合适的范围内 ：高出合适 的范围 ， 出样 ） 挤
引言 ：
长 期以 来 ，国内 外学者 对稻壳 的综 合利 用技 术进行 了广 泛的研 究 ，探索 了许 多有效 的利用途径。近年来发展的利 用稻壳 与塑料挤 压成型制造木材替代材料 （ 木塑材料 ）是比较 好的又一个途径 。木 塑复合材料 具有比 单独
试验选 用三 因素 三水平 完全试 验 ：三 因 素是稻壳、玻璃纤维和硅烷 偶联 剂，水平是 三 水平。试验指标是冲击强度、弯曲强度、拉 伸 强度。 １３３ 工艺过程 ．． １ 植物纤维的预处理 。 ） 为 了增 加 植 物 纤 维 与 塑料 结 合 的表 面 积 ，提高成品的力学性能 ，必须对稻壳等纤 维 进行分选去杂 、粉碎烘干、改性等预处理 。用 组合式高速粉碎机把稻壳粉碎，粒 度一般要 求 在２ ～８ 目之间［ ，７，要求无霉变、无结 ０ ０ ６ １
计配方时主要考 虑 ： 转速、挤出压力、冷却定型、牵 引速 度和加料 １ 加入适量 的植物 纤维 ，提高 复合 材料 速度等参数直接影响到制品的性能 。温 度是木 ） 的刚度 ，并使之有木质感 ； 塑复合材料挤出成型的一个重要的工艺条件 ， ２ 加入适量 的加 强剂 ，提高复合材料 的 Ｉ是影响塑化及材料质量的主要因素 。各段的温 ）
LLDPE_纳米SiO_2复合材料的力学性能和光学性能研究
32002210222收稿,2002212216修稿;中石化基础研究基金资助项目(基金号X500007);33通讯联系人LLDPE Π纳米SiO 2复合材料的力学性能和光学性能研究33张彦奇 华幼卿3(北京化工大学材料科学与工程学院 北京 100029)摘 要 采用熔融共混方法制备了LLDPE Π纳米S iO 2复合材料,并对该体系的力学性能和光学性能进行了系统研究.结果表明,随着纳米S iO 2的加入,复合材料的弹性模量显著提高,冲击强度与拉伸强度呈峰形变化,且均在S iO 2含量为3phr 左右达到最大值.加入少量的纳米S iO 2后,复合材料薄膜对长波红外线(7～11μm )的吸收能力较LLDPE 膜有了显著提高,透光率略有下降但雾度提高,透光质量得到改善.同时表明,纳米S iO 2的表面处理方法对膜的光学性能有显著影响.关键词 LLDPE ,纳米S iO 2,复合材料,力学性能,光学性能 聚烯烃是目前用量最大的一类合成树脂.由于生产成本低,易成型加工,制品具有较好的力学性能和光学性能,被广泛用于汽车、农业、包装等领域.但是,该种通用型树脂具有强度不高、耐热性差、功能性单一等缺点,使其应用受到了一定的限制.因此,对其进行高性能化、多功能化研究具有重要的意义.纳米SiO 2是采用化学方法合成的粒径在100nm 以下的无机填料.由于纳米粒子所特有的小尺寸效应以及表面界面效应,因此较之普通填料可以更为有效的改善基体树脂的力学强度、耐磨耗性、耐热性等物理机械性能[1～5].同时,纳米SiO 2具有特殊的化学物理结构,在制备诸如微孔、保温等功能性聚烯烃复合材料方面也取得了一定的进展[6～8],但其应用基础理论研究方面的文献报道并不多见.本文采用熔融共混法制备了新型LLDPE Π纳米SiO 2复合材料,系统研究了体系的力学性能和光学性能,得出了结构与性能之间的规律,为高强度、多功能农用棚膜等的开发应用奠定了理论基础.1 实验部分111 主要原材料LLDPE (DFDA7042),大庆石油化工总厂塑料厂生产.纳米SiO 2(未表面处理型MN1P ,干法表面处理型MN1P 20210,高分散型MN1P 2U ),浙江舟山明日纳米材料厂.硅烷偶联剂K H 2570,南京曙光化工厂生产.复合抗氧剂B125,天津力生化工厂生产.112 纳米SiO 2的表面处理纳米SiO 2(MN1P )干燥后,在乙醇中分散,置于江苏昆山超声设备公司产K Q 2250B 型超声清洗器中超声分散15min ,再加入偶联剂的乙醇溶液继续处理1h ,抽虑,洗涤,自然干燥,并于真空干燥箱中干燥12h 以上备用,样品记为MN1P 2T.113 复合材料的共混工艺及试样制备11311 共混工艺 将LLDPE 已处理的纳米SiO 2及抗氧剂按一定质量份数在BS U 高速混合机中预混,再用四川广汉机械厂产的S LF 2358型双螺杆挤出机挤出造粒.螺杆各段设定温度分别为130℃、150℃、150℃、170℃、170℃、160℃、160℃,机头压力218MPa ,螺杆转速20×4r Πmin.11312 力学性能测试试样制备 将粒料用铁岭化工机械厂产Q LB 2D600×600×2型平板硫化机压制成2mm 厚的片材,然后用标准裁刀(按国标G B1042292Ⅱ型样)裁制成拉伸样条.11313 薄膜试样制备 将粒料用Brabander 单螺杆挤出吹膜机组吹膜.螺杆直径30mm ,长径比25,各段温度为:Ⅰ段150℃、Ⅱ段160℃、Ⅲ段200℃、机头200℃、口模200℃,螺杆转速25r Πmin ,牵引速度315m Πmin.114 性能测试将LLDPE Π纳米SiO 2复合材料在低温下超薄第5期2003年10月高 分 子 学 报ACT A PO LY MERIC A SI NIC AN o.5Oct.,2003683切片,再用日本Hitachi H 2800型透射电镜观察其微观形态.用吴忠试验机械厂产X J 2300A 型冲击试验机按G B1843280(低温-23℃)测定材料的悬臂梁缺口冲击强度.用Instron 24706万能材料试验机按G B1042292测定材料的拉伸性能.用日本岛津FTIR 28400型红外光谱仪测定薄膜的红外吸收性能.薄膜对7～11μm 红外线的平均透过率可表示为:T =∫T (λ)ρλT d λΠ∫ρλT d λ(1)式中ρλT 为地热辐射能密度.实际计算中用透过率的相对积分面积表示.采用日本产NDH 220D 型雾度计测定薄膜可见光透过率及雾度值,测试条件参照G B2410289.2 结果与讨论211 LLDPE Π纳米SiO 2复合材料的TEM 观察图1(a ),(b )为采用纳米SiO 2MN1P 20210制得复合材料的TE M 照片.由图可见,纳米SiO 2在基体中很少以单个原始粒子的形态存在,大多形成了平均粒径在100～150nm 的聚集体.当SiO 2含量增加时,较大的聚集体数量明显增多且大小分布更不均匀.图1(c )为用纳米SiO 2MN1P 2T 制得复合材料的TE M 照片.由照片可知,与相同含量的干法处理体系相比,经湿法处理后,纳米SiO 2在基体中的分散状况明显改善,聚集体粒径变小且分布均匀.若将硅烷偶联剂与分散剂复配后进行纳米SiO 2的湿法表面处理,则其分散稳定性将进一步提高.这方面工作,笔者将在下文发表.212 LLDPE Π纳米SiO 2复合材料的力学性能研究图2为复合材料的冲击强度与纳米SiO 2含量的关系.由图可知,随着SiO 2含量的增加,复合材料的冲击强度呈峰形变化.当SiO 2含量为3phr 时,冲击强度达最大值.此后,冲击强度随SiO 2含量增加而下降.当复合材料中纳米SiO 2含量较低时,其分散Fig.1 TE M photo of LLDPE Πnano 2S iO 2com posites (×104)a )LLDPE ΠM N1P 20210(3phr );b )LLDPE ΠM N1P 20210(10phr );c )LLDPE ΠM NIP 2T (3phr )状况良好.根据Lange 的裂纹受阻理论,当材料受应力作用时,填充粒子可以起到促使裂纹发生偏转和分离的作用,导致材料的断裂能增加[9];另一方面,在填料与基体之间存在基体分子链吸附(物理或化学吸附)在SiO 2表面构成的界面层[10].材料受到应力时,该部分可以起到抑制裂纹增长的作用,使得裂纹尖端集中的动能和应变势能大部分转化为非连续性的边界变形能[11].因此,复合材料冲击强度随纳米SiO 2含量的增加而提高.但当复合材料中纳米SiO 2含量较高时,一方面大的聚集体数量明显增多,这些大的聚集体在应力的作用下很容易破坏,材料中的薄弱环节增多;同时,由于聚集体体积较大,应力集中作用也比小粒子要强得多.为此,高SiO 2含量时,复合材料的冲击强度又随纳米SiO 2含量增加而下降.图3是复合材料的拉伸强度及断裂伸长率与纳米SiO 2含量的关系.随着纳米SiO 2的加入,复合材料的拉伸强度有所提高,当SiO 2含量为3phr 时达到最大值;而后随着SiO 2含量继续增加,复合材料的拉伸强度下降,但下降幅度不大.当SiO 2486高 分 子 学 报2003年Fig.2 E ffect of nano 2S iO 2content on im pact strength of compositesFig.3 E ffect of nano 2S iO 2content on tensile strength and elongation at break of com posites■T ensile strength (MPa );▲E longation at break (%)含量较低时,复合材料的断裂伸长率基本保持不变;当含量超过3phr 时,才有明显的降低.在LLDPE Π纳米SiO 2复合材料中,如上述[10],纳米SiO 2粒子和基体分子链通过界面层的作用联接在一起形成了三维网状结构,其中SiO 2粒子起到了交联点的作用.材料受到拉伸应力作用时,交联点可以起到均匀分布应力的作用,减少了整体的破坏.而且,纳米SiO 2粒子尺寸很小,大伸长时易于在基体中移动,而这种移动可更有效地起到应力分配的作用.因此,上述应力的分散作用是低SiO 2含量时复合材料拉伸强度提高的主要原因.当体系中纳米SiO 2含量较高时,由于界面缺陷增多导致界面强度降低以及弱聚集体数目的增加,复合材料的拉伸强度降低.断裂伸长率的变化一方面是由于SiO 2的刚性很大,不易变形,在应力作用下复合材料的伸长主要由基体承受,高分子的实际伸长要大于表观伸长[12];同时,由于SiO 2对基体分子链的束缚作用,使其变形能力减弱.所以,复合材料的断裂伸长要低于基体树脂.当SiO 2含量较低时,粒子聚集体小且均匀,易于在基体中移动,这就部分抵消了它对基体变形能力的负面影响;而且,粒子对应力的均匀分布作用也减少了粒子间单个分子链断裂的几率.为此,试样的断裂伸长与基体基本保持一致.随着SiO 2含量的增加,大的粒子聚集体数量增多,在基体中的迁移困难且应力集中作用增强,同时这些大的聚集体本身在应力作用下就容易破坏,故而复合材料的断裂伸长率大幅度下降.复合材料的弹性模量与纳米SiO 2含量的关系示于图4.随着纳米SiO 2含量的增加,弹性模量迅速增加.这种显著的增强作用主要归因于纳米SiO 2本身的高模量以及纳米SiO 2对基体所起的物理交联作用.Fig.4 E ffect of nano 2S iO 2content onm odulus of com posites213 LLDPE Π纳米SiO 2复合材料的光学性能研究21311 红外吸收性能 保温性能是评价农业和园艺覆盖材料性能的一个重要指标.通常,薄膜覆盖的地面,其热量主要以热辐射的形式耗散.根据普朗克定律,常温下物体热辐射波长主要集中在7～11μm ,即远红外区.因此,提高薄膜对这一波段红外线的吸收能力是改善薄膜保温性的主要途径.图5为相同膜厚、不同SiO 2含量LLDPE Π纳米SiO 2复合材料7～11μm 红外吸收率与纳米SiO 2含量之间的关系.由图可知,随着纳米SiO 2含量的增加,薄膜对7～11μm 红外线的吸收能力显著提高.这是由于SiO 2骨架中的Si —O 键在911μm 处有一个很强的吸收振动峰[13];此外,纳米SiO 2粒子的小尺寸效应和表面界面效应使其在红外光场的作用下存在红外吸收带的宽化效应[14].因此,与常规填料相比,加入很少量的纳米SiO 2,复合材料薄膜对长波红外线的吸收能力就明显增5865期张彦奇等:LLDPE Π纳米S iO 2复合材料的力学性能和光学性能研究加,保温性能得以改善.Fig.5 E ffect of nano 2S iO 2(M N1P 20210)content on IR abs orptivity (7～11μm )of film (0104mm )表1列出SiO 2经不同方法表面处理后所得复合材料的红外吸收性能.结果表明,含量相同时,本实验室湿法处理SiO 2所得复合材料薄膜的红外吸收性能明显优于舟山公司干法处理.结合前述体系形态观察结果可知,SiO 2在基体中的分散粒径越小,分布越均匀,复合材料的红外吸收性能越好.由表1还可得知,本实验室SiO 2表面改性的效果与舟山公司高分散型纳米SiO 2相近.T able 1 E ffect of surface treatment method of nano 2S iO 2on IR abs orptivity (7～11μm )of film 3LLDPE Πnano 2S iO 2LLDPE ΠM N1P 20210LLDPE ΠM N1P 2U LLDPE ΠM N1P2TIR abs orptiviy (%)30154242133Nano 2S iO 2content 3phr ,film thickness 0104mm21312 可见光透过性能 图6是复合材料薄膜的可见光透光率和雾度随SiO 2含量的变化规律.总的来说,加入纳米SiO 2后,复合材料薄膜的透光率呈下降趋势.具体而言,当SiO 2含量较低时,透光率基本保持不变;含量较高时,透光率变化较为明显.这是由于低含量时纳米SiO 2在基体中的平均粒径约为100～150nm 之间(从电镜照片得到),小于可见光波长(360～700nm ),且其分布较为均匀,故而对薄膜的可见光透过率的影响不大;当SiO 2含量较高时,由于大的聚集体数量增多,所以对薄膜的可见光透过率的影响相对较大.对于无机填料填充的PE 膜而言,填充粒子起到了“漫射核”的作用[15].因此,粒子的粒径大小、浓度是影响膜的散射效果的主要因素.当SiO 2的粒径相当于或小于入射光波长时,可获得较好的散射效果,且粒径越小,散射作用越强.随着SiO 2含量增加,薄膜中“漫射核”数量增多,所以雾度增加.Fig.6 E ffect of nano 2S iO 2(M N1P 20210)content on visible light transm ittance and haze value of film (0104mm )■Visible light transm ittance (%);●H zae value (%)此外,SiO 2在基体中的分散状况对复合材料薄膜的透光性能也有很大的影响.由表2可知,与干法处理比较,SiO 2用湿法表面处理后,薄膜的透光率无明显变化,但雾度却显著增加.这是由于经湿法处理后,SiO 2在基体中的分散性提高,分散尺寸变小且分布更为均匀,故薄膜对可见光的散射能力提高.T able 2 E ffect of surface treatment method of nano 2S iO 2on visible light transm ittance and haze value of film 3LLDPE Πnano2S iO 2LLDPE ΠM N1P 20210LLDPE ΠM N1P 2U LLDPE ΠM N1P2TVisible light transm ittance (%)881588128911Haze value (%)1311171316133Nano 2S iO 2content 3phr ,film thickness 0104mm综上所述,LLDPE Π纳米SiO 2复合材料的的冲击强度和拉伸强度在纳米SiO 2含量较低时呈增加趋势,当纳米SiO 2为3phr 时,达到最大值;此后,随着纳米SiO 2含量增加,冲击强度和拉伸强度下降.LLDPE Π纳米SiO 2复合材料的弹性模量较基体显著提高.复合材料的断裂伸长率在纳米SiO 2含量低于3phr 时,与基体基本一致;当纳米SiO 2含量超过3phr 时才有较明显的降低.少量纳米SiO 2加入可显著提高LLDPE 膜对7～11μm 红外线的吸收能力,薄膜的保温性能得到改善.随着纳米SiO 2含量的增加,薄膜的透光率略有降低,但雾度明显增加.686高 分 子 学 报2003年纳米SiO 2在基体中的分散状况是影响复合材料薄膜光学性能的重要因素.采用湿法对纳米SiO 2进行表面处理可有效地提高其在基体中的分散性能,薄膜的光学性能优于干法处理结果.REFERENCES1 M asao Sum ita ,H idetoshi Tsukihi ,K eizo M iyasaka ,K inzo Ishikawa.J Appl P olym Sci ,1984,29:1523～15302 Scott C ,Ishida H ,M aurer F H J.Journal of Rein forced Plastics and C om posites ,1991,(10):463～4763 R ong M inzhi ,Zhang M ingqiu ,Zheng Y ongxiang ,Z eng Hanm in.P olymer ,2001,42:3301～33044 Y amazaki H itoshi ,A oki T om oaki ,K awai H iromasa.JP 200114488.20012012195 Wu W ei (吴唯),Xu Zhongde (徐种德).Acta P olymerica S inica (高分子学报),2000,(1):99～1046 Tukio M iiutani ,Satoshi M ag ō.J Appl P olym Sci ,1999,72:1489～14947 T oky o Printing Ink M fg C o.JP 56072035,19812062168 K am itsubara Y uzuru ,Shudo K azum ichi ,M orita H iroyuki.JP 05084879.199******** Lange F F.Journal of M aterial Science ,1979,6:119710 Wu Renjie (吴人洁).Sur face and Inter face of P olymer (高聚物表面与界面).1st Ed.Beijing (北京):Science Press (科学出版社),1998.299～23111 S wapan K Bhattacharya.M etal 2Filled P olymers Properties and Applications.M arcel Dekker ,198612 Z iegel K D ,Frensdoref H K,F ogiel A W.J Appl P olym Sci ,1969,13:867～86913 W ang Zhengxi (王正熙),Sun Daotong (孙道桐),Cao Liqun (曹立群).Plastic Industry (塑料工业),1987,(1):51～5414 Zhang Lide (张立德),M ou Jimei (牟季美).Nano M aterial and Nano S tructure (纳米材料和纳米结构).1st Ed.Beijing (北京):Science Press (科学出版社),2001.30615 Liang Boseng (梁博森),M a Deyao (马德尧).China Plastic (中国塑料),1989,3(3):3～9MECH ANICA L AN D OPTICA L PR OPERTIES OF LLDPE ΠNAN O 2SiO 2COMPOSITESZH ANG Y anqi ,H UA Y ouqing(College o f Materials Science and Engineering ,Beijing Univer sity o f Chemical Technology ,Beijing 100029)Abstract LLDPE Πnano 2SiO 2com posites were prepared by melt 2blending ,and the mechanical and optical properties of the com posites were investigated.The results showed that the elastic m odulus of the com posites obviously increased with the increase of SiO 2content ,and the breaking elongation remained unchanged at low content of SiO 2.Both the im pact strength and the tensile strength of com posites were im proved with an increase of nano 2SiO 2content and reached maximum when 3phr nano 2SiO 2were introduced.The IR abs orptivity (ranging from 7μm to 11μm )of the com posite films increased dramatically with a small am ount of nano 2SiO 2introduced.Although the visible light transmittance of the film declined a little com pared with the pure LLDPE ,the haze value increased much.It was als o found that the surface 2treatment method of nano 2SiO 2has great influence on the optical properties of the com posite films.The infrared abs orptivity and haze of the com posites filled with nano 2SiO 2treated by silane coupling agent in ethanol were superior to those of the com posites filled with nano 2SiO 2treated by silane coupling agent in a ball mill ,because the former has smaller particle size and m ore uniform dispersion in matrix than the latter.K ey w ords LLDPE ,Nano 2SiO 2,C om posite ,Mechanical properties ,Optical properties7865期张彦奇等:LLDPE Π纳米S iO 2复合材料的力学性能和光学性能研究。
纳米二氧化硅_WPU复合材料性能研究
纳米二氧化硅/WPU复合材料性能研究Study on the Propertres of Nanosilica /WPU Composites目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)1.1 水性聚氨酯简介 (1)1.1.1水性聚氨酯的应用 (1)1.1.2水性聚氨酯的分类 (1)1.1.3 合成水性聚氨酯的原料 (2)1.1.4 水性聚氨酯的改性 (3)1.2 水性聚氨酯纳米复合材料 (4)1.2.1纳米材料改性聚氨酯涂料 (4)1.2.2纳米SiO2的分散 (5)1.3本文的研究思路及内容 (5)第二章纳米二氧化硅/WPU复合材料性能研究 (7)2.1引言 (7)2.2实验部分 (7)2.2.1实验药品 (7)2.2.2实验仪器 (7)2.2.3原料处理 (8)2.2.4合成工艺 (8)2.2.5合成路线 (9)2.3产物表征与性能测试......................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.1 乳液固含量的测定......................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.2 乳液PH值的测定 ......................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.3 乳液粒径测定................................................................................. 错误!未定义书签。
2.3.4 Zeta电位测定 ................................................................................. 错误!未定义书签。
纳米SiO2 的简单了解和应用
纳米SiO2 的简单了解和应用作者：王凯来源：《儿童大世界·教学研究》 2018年第10期纳米SiO2 是纳米材料中的重要一员，为无定形白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料，微观结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。
具有广阔的应用前景和巨大的商业价值，并为其他相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证，享有“工业味精”，“材料科学的原点”之美誉。
自问世以来，已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。
一、纳米SiO2简介（一）纳米SiO2 的微观结构纳米SiO2 的分子结构呈现三维链状结构（或称三维网状结构，三维硅石结构等），表面存在不饱和的残键和不同键合状态的羟基，如图所示。
（二）纳米SiO2 的性能1. 光学性能纳米SiO2 颗粒的小尺寸效应使其具有独特的光学性能对紫外、红外和可见光具有极强的反射特性，对波长在280-300nm的紫外光反射率达80 %以上；对波长在300-800 nm的可见光反射率达85 % 以上；对波长在800-1300 nm的红外光反射率达80 % 以上。
2. 化学性能纳米SiO2颗粒具有体积效应和量子隧道效应，使其产生游渗功能，可深入到高分子化合物兀键的附近与其电子云发生重叠，形成空间网状结构，从而大幅度提高高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等性能。
二、纳米SiO2颗粒的制备技术纳米SiO2 颗粒制备方法分为物理法和化学法。
物理法一般指机械粉碎法，利用超气流粉碎机或高能球磨机对纳米SiO2的聚集体进行粉碎，可获得粒径为1-5 μm的超细粉体。
化学法包括化学气相法(CVD)、化学沉淀法、溶胶一凝胶法(Sol-Gel)和微乳法等。
（一）溶胶- 凝胶法溶胶-凝胶法就是将金属醇盐溶解在有机溶剂中，通过水解聚合反应形成均匀的溶胶(Sol)，进一步反应并失去大部分有机溶剂转化成凝胶(Gel)，再通过热处理，制备成膜的化学方法。
纳米SiO2 的颗粒粒径易受反应物的影响，如水和NH3H20 的浓度、硅酸酷的类型、不同的醇、催化剂的种类及不同的温度等，对这些影响因素的调控，可以获得各类结构的纳米SiO2。
稻壳添加高吸油聚氨酯泡沫的制备及性能
Nov．2013现代化工第33卷第11期Modern Chemical Industry 2013年11月稻壳添加高吸油聚氨酯泡沫的制备及性能杜峰，项尚林*，邹巍巍，黄琼，段佳巍(江苏瑞丰科技实业有限公司，江苏南京210009)摘要：采用一步法制备了稻壳添加的可降解高吸油聚氨酯泡沫。
研究了稻壳添加量对聚氨酯泡沫的泡孔结构、拉伸强度、吸油性能、吸水性能和降解性能的影响。
结果表明：随着稻壳添加量的增加，聚氨酯泡沫的吸油性能逐渐下降，但是添加了稻壳的聚氨酯泡沫始终保持较高的吸油倍率；聚氨酯泡沫对5种不同油品的吸油能力大小为：四氯化碳＞甲苯＞柴油＞石油醚＞原油，这与油品的分子体积以及黏度有关；聚氨酯泡沫的失重率随着稻壳添加量的增加而逐渐提高，并且在磷酸盐缓冲溶液中的失重率要高于土埋法中的失重率，说明稻壳的添加有效地提高了聚氨酯泡沫的降解性。
关键词：稻壳；降解；吸油；聚氨酯泡沫中图分类号：TQ323．8文献标志码：A 文章编号：0253－4320（2013）11－0078－04Preparation and properties of high oil-absorbing polyurethane foamsby adding rice huskDU Feng ，XIANG Shang-lin *，ZOU Wei-wei ，HUANG Qiong ，DUAN Jia-wei（Jiangsu Ｒefine Science and Technology Industrial Co．，Ltd．，Nanjing 210009，China ）Abstract ：A degradable high oil-absorbing polyurethane foam is prepared by adding rice husk via one-step method．The effects of rice husk content on the cell structure ，tensile strength ，oil absorption ，water absorption and degradation property of polyurethane foams are investigated．The results show that the oil absorption ratio of polyurethane foams decreases with increasing concentration of rice husk ，but it still remains a high absorption ratio．The oil absorption capacity of polyurethane foams ranks as ：carbon tetrachloride ＞toluene ＞diesel ＞petroleum ether ＞crude oil．The oil absorption capacity of polyurethane foams is related to molecular volume and viscosity of oil．The weight loss of polyurethane foams increase when the content of rice hunk increases．At the same time ，the increase of weight loss in the phosphoric acid buffer solution is higher than that in soil burial test．It shows that addition of rice husk improves the degradation property of polyurethane foam effectively．Key words ：rice husk ；degradation ；oil absorption ；polyurethane foam收稿日期：2013－06－24基金项目：国家科技支撑计划项目（2012BAC14B03）作者简介：杜峰（1971－），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为安全技术、高分子材料应用与开发，dufeng －168@163．com ；项尚林（1972－），男，硕士，副教授，研究方向为功能高分子材料合成与性能，通讯联系人，xiangsl448@126．com 。
水性聚氨酯纳米二氧化硅复合材料的制备与研究
水性聚氨酯纳米二氧化硅复合材料的制备与研究周实;张树萌;孟令仁;白珊;周兵;高洪福【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)001【摘要】以油酸修饰纳米二氧化硅(OA–SiO2)为主要材料,采用原位聚合法制备水性聚氨酯纳米二氧化硅(WPU/OA–SiO2)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、热重仪(TGA)、万能拉力试验机和硬度仪对材料的性能进行表征.结果表明OA–SiO2能够均匀的分散在水性聚氨酯中,WPU/OA–SiO2复合材料有着更好的热稳定性、硬度和疏水性,为纳米粒子在粘合剂、环保涂料等领域的应用提供了新的方法.【总页数】3页(P81-83)【作者】周实;张树萌;孟令仁;白珊;周兵;高洪福【作者单位】佳木斯大学药学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学药学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学药学院,黑龙江佳木斯154007;佳木斯大学药学院,黑龙江佳木斯154007;吉林大学化学学院,吉林长春130012;佳木斯大学药学院,黑龙江佳木斯154007【正文语种】中文【中图分类】TQ317.4【相关文献】1.改性纳米二氧化硅/水性聚氨酯杂化皮革补伤剂的制备及表征 [J], 龚居霞;刘新华;但卫华;李晓琴;但年华2.纳米镍/介孔二氧化硅复合材料的组装及结构和性质Ⅰ:纳米镍/介孔二氧化硅复合材料的制备及结构表征 [J], 吴玉程;李广海;张立德3.纳米二氧化硅改性水性聚氨酯分散液的制备与表征 [J], 陈永军;卿宁;赵燕;侯发秋;何金文4.丙烯酸酯改性水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合材料的制备和性能 [J], 陈广美;汪志坤;吴立霞;黄毅萍5.纳米二氧化硅改性水性聚氨酯防水透湿涂层织物的制备及其性能 [J], 丁子寒;邱华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
稻壳塑料基复合材料的研究进展
ｗｅｌｌ ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ ｉｎ ｒｕｒａｌ ａｒｅａｓ Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｉｃｅ ｈｕｓｋ ｐｌａｓｔｉｃ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ
摘 要: 稻壳资源丰富广泛分布在农村ꎬ 在农村其利用价值未得到很好的体现ꎮ 稻壳塑料基复合材料的研究和应用极大地
促进了植物纤维稻壳资源的利用ꎬ 且减小了空气和环境的污染ꎮ 本文综述了四种预处理方法对稻壳品质的影响ꎬ 可以发现四种预
处理方法均能改善稻壳纤维的性能ꎬ 其中碱处理效果最明显ꎻ 且总结了近十年相关学者对稻壳塑料基复合材料的性能研究成果后
等 [２３] 研究了由热压成型方式制备出稻壳 / 聚丙烯复合材料的阻
燃性能ꎬ 研究发现三聚氰胺聚磷酸盐( ＭＰＰ) 和笼状季戊四醇磷
酸酯( ＰＥＰＡ) 组成的阻燃剂可以有效提高复合材料的拉伸强度
和弯曲强度ꎻ 分别增加了 ４２ ３％ 和 ５３ ６％ ꎮ 并且将复合材料的
残炭率由 １６ ３％ 提高到了 ３０ ３％ ꎮ 张丽等 [２４] 探求了稻壳粉含
于稻壳产地分散ꎬ 其收集、 储存、 运输费用过大而限制了稻壳
资源的利用ꎻ 在中国大部分稻壳被当做加工残渣直接丢弃或者
焚烧ꎬ 只有少部分用于家禽饲料、 有机肥料、 燃料发电、 废水
处理、 家居板材等领域ꎻ 这意味着大量的稻壳资源未被有效合
理地利用 [５－８] ꎮ 本文综述了四种预处理方法对稻壳品质的影响ꎬ
纳米二氧化硅在涂料中的应用研究
纳米二氧化硅在涂料中的应用研究作者：杨灵娟来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2020年第8期文/杨灵娟摘要：传统涂料的性能很难满足生产及生活的要求，对于涂料性能改进的方法有多种，实验证明添加纳米材料确实可以改进涂料的性能。
文章介绍了纳米二氧化硅（纳米SiO2）或改性纳米SiO2在涂料性能改进方面的应用研究进展。
关键词：纳米SiO2；改性；性能影响近年来，纳米材料因其独特的性能被应用于诸多领域，如涂料、橡胶、塑料等等，其相关的技术研究已经逐步成熟。
在涂料中加入纳米物质可制备功能性涂料，能够用于特定的场合，适用于高端技术服务。
纳米SiO2是一种环境友好型材料，因其结构特点，表现出一些独特的物理化学特性，如特殊的光电特性、高磁阻现象和非线性电阻现象等。
纳米材料应用于涂料可以有效提高材料的力学、热学和加工性能等，对涂料性能有显著改善。
一、对丙烯酸酯涂料的性能影响丙烯酸酯涂料因其优良的耐腐蚀性、耐候性、成膜性及粘接性等被用于塑料电子产品表面的涂敷。
由于丙烯酸酯自身结构特点，涂料的硬度、耐磨性等方面较差。
纳米SiO2粒子表面具有亲水性，很难在溶剂性涂料中均匀分散，李燕杰等[1]将纳米SiO2分散在甲苯中，加入11%γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷偶联剂，最终制得纳米复合涂料。
通过实验测得，改性后的纳米SiO2与高分子的粘结性更好，在其含量为3%时，涂层的耐热性能提高并且磨耗最小，耐磨性达到最佳。
顾敏豪等[2]为提高纳米SiO2与丙烯酸树脂之间的相容性，在其中加入硅烷偶联剂3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)。
通过对涂层的性能测试，改性后的纳米涂料涂层表面平整，光洁度高；加入助剂以及环氧树脂后涂料的耐污性、耐酸碱性、耐盐雾性等均得到明显改善。
徐钦昌等[3]将用KH-570改性后的纳米SiO2加入紫外光固化涂料中，实验结果显示，当改性后的纳米SiO2加入量为4%时，涂膜的拉伸强度、扯断伸长率、抗冲击强度均提高。
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（ 江汉 大学 化学 与环 境工 程学 院 ，湖北 武汉 ４０ ５） ３ ０６
要 ］ 酸处 理后稻 壳 在 ６０ ℃焚 烧 ，得到 比表 面积 为 ２ ２ｍ２ ，纯度 ９ 将 ０ １ ／ ｇ ９ ３％的稻 壳 ＳＯ２ ｉ 纳米 凝聚 体 ，用偶联 剂Ｙ氨丙基 三 乙氧基 硅烷 一
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ｗ 聚 氨 酯 （Ｕ） 其 原 料 品 种 多 、性 能 变 化 可 设 计 性 强 等 优 Ｐ 以 点 ，在涂料、胶粘剂、橡胶、塑料等领域获得了广泛应用。聚 氨 酯 性 能 设计 主 要 是 根 据 应 用条 件 的需 要 ， 原 材 料 、合 成 方 从 法、合成工艺、原 料配 比等方面进行 ｌ‘ ｊｊ ‘。近年来随着有机一 无 机 纳 米 杂 化 材 料 研 究 的开 展 ，利 用 无机 纳 米 粉 体 与 Ｐ Ｕ复 合 ， 以 提 高 其 综合 性 能 的研 究途 径 受 到 广 泛关 注 。 ｉ 兼 具 众 多 优 ＳＯ２ 点， 如粒径小、比表面积大、 面有羟基 等， Ｕ中引入ＳＯ２ 表 在Ｐ ｉ ， 可 有效 地 提 高 Ｐ Ｕ的 耐 热性 、耐 水 性 、力 学 性 能 等 』 究 表 。研 明 ：纳 米 ＳＯ 的 品种 、来 源、尺度 、形 态、制 备工艺、表面活 Ｉ官 ｉ 生 能 团 的 数 目等 因 素 直 接 影 响 Ｐ ｕ复 合 材 料 的 机 械 性 能 、耐 热 性 和 尺 寸稳 定性 等 。 Ｊ 稻 壳 中含 有 超 过 ２ Ｏ％的 无 定 形 ＳＯ２将 稻 壳在 一 定 温 度 下 ｉ ， （ ６ ０℃） ＜５ 煅烧 ，可 以得到具有 纳米结构且ＳＯ 含 量最高 可达 ｉ２ ９ ９％的稻壳灰 。研究表明稻 壳灰中的ＳＯ 以纳 米尺度 的凝胶 Ｊ ｉ２ 粒 子 （ ５ ｍ） 松 地 粘 聚 而 成 ，凝 胶 粒 子 之 间含 有 大 量 纳 米 ～ ０ｎ 疏 尺 度 孔 隙（５ ｍ） ］ ＜０ ｎ Ｌ。稻 壳 ＳＯ 比表 面 积 大 、活 性 和 纯 度 高 ， ｇ ｉ２ 其 形态 、 面 羟基 数 目、 寸 等 与 目前 工 业 上通 过 化 学 方法 （ 表 尺 如 气 相 合 成 法 或 水 合 沉 淀 法 ） 到 的 纳 米 ＳＯ 以 及 从 矿 石 提 炼 出 得 ｉ： 来 的ＳＯ 有很多不 同，在 电子、电气、及高性能复合材料 等方 ｉ２ 面具有潜在 的应用价值 。 文章将酸处理后的稻壳在６ ０℃煅烧 ， ０ 得到纯度大于９ ９％ 以 上 的 ＳＯ ， 将 ＳＯ 用 硅 烷 偶 联 剂 ｖ氨 丙 基 三 乙 氧 基 硅 烷 ｉ２ ｉ２ 一 （ ｌ５ ０改性 后 与 Ｐ Ｋｔ ５ ） Ｕ复 合 ， 究不 同组 成 的纳 米 复 合 材 料 的拉 研 伸性能、热稳定性以及吸水性。
１２１稻 壳Ｓｉ 的 制 备 及 表 面 改性 ＿＿ Ｏ 将 稻 壳 用 自来 水 反 复 冲洗 稻 壳 ３ ４ 次 ，除 去 稻 壳 表 面 附 ￣
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ｎ ｅ ｉ 一加 ０ ４ 仆壳 ＳＯ２ 入 ４ ０ｍＬ 乙醇 ，５％（ ０ｇ稻 ０ 以稻 壳 ＳＯ２ 量 ｉ 质 ａ ｍ 计 ） 硅 烷 偶 联 剂 Ｋ ｔ５ ０ 的 Ｉ一５ ，在 ７ ０ 的超 声 波 下 分 散 ２ ｉ ０Ｗ ０ｒ ｎ ａ 后 ，强力搅 拌下 ８ ０℃回流 ２ｈ ，过滤、烘干备用 。 １２２ 稻 壳 ＳＯ。 Ｕ 米 复合 材 料 的 制 备 ＿ ｉ／ 纳 Ｐ 先 将 聚 醚 多 元 醇 Ｐ Ｇ在 在 １０℃ 真 空 脱 水 ２ｈ 再 降 温 至 Ｐ １ ， ３ ０℃ ， 入 纳 米 ＳＯ２ 超 声 波 处理 ３ ｎ ， 加 入 甲苯 二 异 加 ｉ 用 ０ ｍｉ后 再 氰 酸酯（Ｄ ，Ｎ Ｏ ： Ｈ＝ ． １，在氮气保护下 ，缓慢升温 Ｔ Ｉ Ｃ Ｏ Ｉ ５： ） ０ 到８ Ｏ℃ ，高 速 搅 拌 反 应 ２ｈ 即得 预 聚 体 。然 后 在适 量 的预 聚 ， 体 中加 入 定 量 的 固化 ￣ （ ／ ＭＯＣ ） ］ Ｉ Ａ ，混合 均 匀 ，真 空脱 泡后 浇 入 涂 有 脱模 剂 的预 热 到 １０℃ 的模 具 中 ， 平 板硫 化 机 中加 压 固 ０ 于 化 １ ｎ ０ｍｉ，脱 模 后 的 试 片置 于 １０℃烘 箱 中后 固 化２ 。 ０ ４ ｈ
（ｍ Ｓ） Ｋ ０改性 后 ，ＳＯ 纳 米凝 聚体在 溶液 中 以纳米 状态 分散 ，大 部分 粒子 尺寸 约 ３－ ０ｎ ｉ２ ０ ５ ｍ。将其 与聚 氨酯（ｕ 复合 ，探 讨 了不 同 ＳＯ 含量 复合 Ｐ） ｉ２ 材 料的力 学性 能 、热 分解性 能 以及 吸水性 。研究 结果 表 明 ：与纯 Ｐ Ｕ相 比 ，稻 壳 ＳＯ ／Ｕ 纳米复合 材 料 的力学 性能 有不 同程度 的提 高 ，其 耐热性 ｉ２ Ｐ
Ｌｉ ｕ ｑ ｎ Ｌｉ ｉ ａ ， ｏ ｎｇ ｕＸ ｅ ｉ ｇ， ｕ Ｊｙ ｎ Ｚｈ ｕ Ｆａ
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２１ ０ ０年 第 ２期
第３ ７卷 总第 ２ ２ ０ 期
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臼 ＳＯ２ 氨 酯 纳米 复合 材 料 的 制备 及 性 能研 究 冗 ｉ ／ 聚 一
Ｃ ｓ 一 ｐ 眦 芳 Ⅺ 一 似 ｎ ＿ ｎ ｖ ’ Ⅵ ｍ 刘学清 ，刘继延 ，周 一 咖
能 和耐水 性 明显增 强 。 ［ 键词 ］ 壳 ＳＯ ；聚氨 酯 ；纳米 复合材 料 ；力 学性能 ；热 稳定 性 关 稻 ｉ２ ［ 图分类 号］Ｑ 中 Ｔ ［ 标识 码】 文献 Ａ 【 编号 】 ０ —８ ５２ １）２００ ．２ 文章 １ ７１６（０ ００ ．０９０ ０
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｓｏ ｃ ｕｓ ｉｉ ａ／ ｌ ｒ ｔ ｎｅＮ ａ ｃ ｍ ｐｏ ｉｅ ｅ ｒ ｔｏｎ ａ ｄ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆＲｉ ｅ Ｈ ｋ Ｓ ｌｃ Ｐｏ ｙｕ ｅ ｈａ ｎｏ ｏ ｓｔｓ
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中 国 上 海 化 学 试 剂 有 限 公 司 ；３ 一 氯 一， 二 氨 基 二 苯 甲烷 ，二 ３ ４一 ４ （ Ｃ ，工业 品 纯 度＞ ９％，常州艾利斯化工有限公司；稻 ＭＯ Ａ） ９ 壳 ，湖 北 武 汉 市 郊 。
二一～ ＿ｍ 一 Ⅷ 小 №
１２ 实验 方 法 ＿