APDMS-MMT/SiO 2 /RTV-1微-纳米结构的构建及超疏水性的研究
发布时间：2021-01-28 17:26
首先利用氨基封端聚二甲基硅氧烷（APDMS）对蒙脱土（MMT）进行有机改性,再用改性蒙脱土（APDMSMMT）结合气相白炭黑作为填料,修饰室温硫化硅橡胶（RTV-1）构建微-纳米结构,形成超疏水表面。通过红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）对改性蒙脱土进行了表征,利用扫描电镜（SEM）和水触角仪（WCA）研究了涂层（APDMS-MMT/SiO2/RTV-1）微观结构及其疏水效果。结果表明,APDMS改性的蒙脱土层间距由1.24nm增加到1.81nm,使蒙脱土能更好地分散在RTV-1中;2种填料在RTV-1表面构建了微-纳米复合结构,测得涂层的接触角（CA）为156°,滚动角（SA）为6°。
【文章来源】：化工新型材料. 2017,45(07)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
APDMS(a)和MMT(b)以及APDMS-MMT(c)的FI-TR谱图
MT-APDMS/RTV-1的2θ=2.27°。使用表面活性剂对MMT进行层间化学环境的调控，(001)晶面衍射峰均向小角度移动［11］。根据Bragg方程λ=2dsinθ(其中λ为入射X-射线波长，λ=0.154nm，d为片层之间的平均距离，θ为半衍射角)计算可知(见表1)，MMT的d001为1.24nm，MMT-APDMS的d001变为1.81nm，而MMT-APDMS/RTV-1的d001增大到3.89nm。可见，APDMS和RTV-1可以扩大MMT的片层间距，由于改性的MMT末端带有氨基，易和硅橡胶中的羟基反应，在超声搅拌的情况下，能够插入MMT中，改性的MMT则更容易分散在硅橡胶中。图2MMT(a)和MMT-APDMS(b)以及MMT-APDMS/RTV-1(c)的XRD谱图表1MMT、MMT-APDMS和MMT-APDMS/RTV-1层间距序号MMT2θ/(°)d001/nmaMMT7.151.24bMMT-APDMS4.871.81cMMT-APDMS/RTV-12.273.892.4表面微观形貌分析图3为不同涂层表面形貌的SEM图。其中图3(a)为AP-·88·
T/SiO2/RTV-1的涂层表面SEM图，结合图3(a)和图3(b)图可以看出APDMS-MMT和SiO2颗粒均匀分散在涂层中，气相白炭黑的团聚减少，使其表面凸起结构明显且粗糙度增大;通过局部放大图片可知，这种粗糙度是由微米和纳米相互结合形成的“复合结构”，有效地降低了固体和液体之间紧密的接触，使涂层表面具有了超疏水性能。图3APDMS-MMT/RTV-1(a)和SiO2/RTV-1(b)以及APDMS-MMT/SiO2/RTV-1(c)的SEM图2.5不同组分的涂层对接触角的影响以RTV-1作为基底，制备了6种不同组分的涂层，并测试了各个涂层的接触角，结果见图4。由图4可知，涂层是由MMT、气相白炭黑(SiO2)、MMT-APDMS作为填料加入到硅橡胶(RTV-1)中构成的。分析图4(a)和图4(d)可知，MMT/RTV-1形成涂层的接触角为121°，而MMT-APDMS/RTV-1，即氨基封端的聚二甲基硅烷改性的MMT和硅橡胶复合而成的涂层的接触角为131°，说明由AP-DMS改性的MMT的涂层，能较明显的提高接触角的度数，增加了疏水性。由图4(b)SiO2/RTV-1、(e)MMT/SiO2/RTV-1可知，其接触角的大小分别为134°、142°;表明引入未改性的MMT，能够产生微-纳米结构的涂层，以使接触角的度数有较小的增加，但是由于MMT未改性，突起的微纳米容易被水浸湿而坍塌，于是接触角增加不明显。由图4(c)APDMS/RTV-1可知，改性剂接触角为78°，本身不具备疏水效果。由图4(f)MMT-APDMS/SiO2/RTV-1可知，加入APDMS改性的蒙脱土，微纳米结构牢固不易被水破坏，接触角为156°，其滚动角(SA)为6°。图4不同组分复合涂层的接触角［(a)MMT/RTV-1;(b)SiO2/RTV-1;(c)APDMS/RTV-1;(d)MMT-APDMS/RTV-1;(e)MMT/SiO2/RTV-1;(f)MMT-APDMS/SiO2/RTV-1］3结论(1)改性后的MMT具备了有机聚合物APDMS的特征吸收?
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂改性蒙脱土的制备及性能研究[J]. 吕斌,段徐宾,高党鸽,马建中. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(03)
[2]蒙脱土的有机改性研究进展[J]. 谢友利,张猛,周永红. 化工进展. 2012(04)
[3]纳米蒙脱土有机改性及其在水性聚氨酯中的应用[J]. 李荣,李兴建,孙道兴. 现代涂料与涂装. 2011(09)
硕士论文
[1]原位水相聚合法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料及表征[D]. 刘海龙.安徽工业大学 2013
本文编号：3005382
【文章来源】：化工新型材料. 2017,45(07)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
APDMS(a)和MMT(b)以及APDMS-MMT(c)的FI-TR谱图
MT-APDMS/RTV-1的2θ=2.27°。使用表面活性剂对MMT进行层间化学环境的调控，(001)晶面衍射峰均向小角度移动［11］。根据Bragg方程λ=2dsinθ(其中λ为入射X-射线波长，λ=0.154nm，d为片层之间的平均距离，θ为半衍射角)计算可知(见表1)，MMT的d001为1.24nm，MMT-APDMS的d001变为1.81nm，而MMT-APDMS/RTV-1的d001增大到3.89nm。可见，APDMS和RTV-1可以扩大MMT的片层间距，由于改性的MMT末端带有氨基，易和硅橡胶中的羟基反应，在超声搅拌的情况下，能够插入MMT中，改性的MMT则更容易分散在硅橡胶中。图2MMT(a)和MMT-APDMS(b)以及MMT-APDMS/RTV-1(c)的XRD谱图表1MMT、MMT-APDMS和MMT-APDMS/RTV-1层间距序号MMT2θ/(°)d001/nmaMMT7.151.24bMMT-APDMS4.871.81cMMT-APDMS/RTV-12.273.892.4表面微观形貌分析图3为不同涂层表面形貌的SEM图。其中图3(a)为AP-·88·
T/SiO2/RTV-1的涂层表面SEM图，结合图3(a)和图3(b)图可以看出APDMS-MMT和SiO2颗粒均匀分散在涂层中，气相白炭黑的团聚减少，使其表面凸起结构明显且粗糙度增大;通过局部放大图片可知，这种粗糙度是由微米和纳米相互结合形成的“复合结构”，有效地降低了固体和液体之间紧密的接触，使涂层表面具有了超疏水性能。图3APDMS-MMT/RTV-1(a)和SiO2/RTV-1(b)以及APDMS-MMT/SiO2/RTV-1(c)的SEM图2.5不同组分的涂层对接触角的影响以RTV-1作为基底，制备了6种不同组分的涂层，并测试了各个涂层的接触角，结果见图4。由图4可知，涂层是由MMT、气相白炭黑(SiO2)、MMT-APDMS作为填料加入到硅橡胶(RTV-1)中构成的。分析图4(a)和图4(d)可知，MMT/RTV-1形成涂层的接触角为121°，而MMT-APDMS/RTV-1，即氨基封端的聚二甲基硅烷改性的MMT和硅橡胶复合而成的涂层的接触角为131°，说明由AP-DMS改性的MMT的涂层，能较明显的提高接触角的度数，增加了疏水性。由图4(b)SiO2/RTV-1、(e)MMT/SiO2/RTV-1可知，其接触角的大小分别为134°、142°;表明引入未改性的MMT，能够产生微-纳米结构的涂层，以使接触角的度数有较小的增加，但是由于MMT未改性，突起的微纳米容易被水浸湿而坍塌，于是接触角增加不明显。由图4(c)APDMS/RTV-1可知，改性剂接触角为78°，本身不具备疏水效果。由图4(f)MMT-APDMS/SiO2/RTV-1可知，加入APDMS改性的蒙脱土，微纳米结构牢固不易被水破坏，接触角为156°，其滚动角(SA)为6°。图4不同组分复合涂层的接触角［(a)MMT/RTV-1;(b)SiO2/RTV-1;(c)APDMS/RTV-1;(d)MMT-APDMS/RTV-1;(e)MMT/SiO2/RTV-1;(f)MMT-APDMS/SiO2/RTV-1］3结论(1)改性后的MMT具备了有机聚合物APDMS的特征吸收?
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂改性蒙脱土的制备及性能研究[J]. 吕斌,段徐宾,高党鸽,马建中. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(03)
[2]蒙脱土的有机改性研究进展[J]. 谢友利,张猛,周永红. 化工进展. 2012(04)
[3]纳米蒙脱土有机改性及其在水性聚氨酯中的应用[J]. 李荣,李兴建,孙道兴. 现代涂料与涂装. 2011(09)
硕士论文
[1]原位水相聚合法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料及表征[D]. 刘海龙.安徽工业大学 2013
本文编号：3005382
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