纳米级SiO2改性水泥胶砂/纳米SiO2改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维/纳米SiO2改性尼龙

选用原位表面修饰法制备的可分散性(DNS-3)和可反应性(RNS-A)纳米SiO2粒子,通过原位聚合的方法制备了纳米SiO2/尼龙6(PA6)复合材料.用透射电镜(TEM ),红外光谱分析(FT-IR),差示扫描量热(DSC)等方法研究了材料的结构与性能.结果表明,纳米SiO2在基体PA6中分散性良好,对PA6有增强增韧的双重作用,在其含量≤1%(wt)时便可有明显的改善效果,不同表面修饰的纳米SiO2对PA6的增强效果是不同的;纳米SiO2的加入也明显提高了PA6的结晶速率.

采用萃取阶段加入纳米粒子的方式,制得纳米SiO2改性的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维.借助于扫描电镜、声速法、WAXD、DSC、TMA和强力测试等手段,研究了纳米SiO2对UHMWPE纤维结构和性能的影响.结果表明,纳米SiO2粒子在UHMWPE纤维中可达到均匀分散,分散尺寸约为50～100nm;改性后纤维取向度、结晶度基本不变,纤维横向晶粒尺寸大大降低,纤维力学强度稍有增加,力学模量大大增加(由1359.2 cN/dtex增加到1505.9 cN/dtex),同时,纤维热性能和热力学性能也得到大大改善.

用XRD、TGA-DTA分析了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的水泥基材料的性能变化,探索了纳米级SiO2的改性机理。XRD、TGA-DTA分析表明水泥砂浆被改性后,Ca(OH)2晶体取向程度降低,晶粒细化且呈无定型。改性后水化产物增多,导致强度增大。除了进行微观力学性能测试之外,用SEM测试评价了纳米级SiO2改性水泥砂浆后的微观形貌,发现在水泥基中添加纳米级SiO2能使水化速率增快,水化产物增多,龄期结构变得致密,导致强度增大,耐久性提高。

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