鎂碳磚用納米二氧化硅改性酚醛樹脂的研究（SiO2）

  納米粒子具有許多特異的性能,用它改性聚合物,可使聚合物的耐熱性能和力學(xué)性能得到提高。目前制備納米粒子改性酚醛樹脂的方法主要有納米粒子直接分散法,這種方法很難避免納米粒子在樹脂中的團(tuán)聚,因而常常達(dá)不到預(yù)期的目的。為此,本文采用溶膠–凝膠結(jié)合原位生成法制備納米二氧化硅改性酚醛樹脂,利用IR和TG-DTA對改性樹脂進(jìn)行了熱分析和結(jié)構(gòu)分析,并檢測了鎂碳磚的理化性能。

酚醛樹脂的IR和TG-DTA表征

  紅外光譜分析在NICOLET170SX 型FT-IR紅外光譜儀上用 KBr 與樣品混合壓片后室溫下進(jìn)行掃描,掃描范圍400~4000 cm-1;

  采用TAS-100X型TG-DTA熱分析儀測試,將待測樣品裝在Al;O紺壩內(nèi),在空氣氣氛下,從室溫升到800 ℃,升溫速率為10 ℃·min-1。

鎂碳磚的制備與檢測

  采用高速混碾機(jī)進(jìn)行混合,其加料順序?yàn)?/span>:將5~2mm和2~0 mm的電熔鎂砂干混1~2 min后加酚醛樹脂混2~3 min,再加入石墨混1~2 min,加入混合筒磨粉混15~25 min,總混合時(shí)間20~30 min。泥料應(yīng)混合均勻,不得有浮游的細(xì)粉及白料。其中大于3 mm的部分為35%~42%,小于0.088 mm的部分為32%~38%。磚坯成型采用型號為YZ-2000的液壓式壓力試驗(yàn)機(jī),成型壓力為400 kN,試樣尺寸為50 mm× 50 mm,成型磚坯的體積密度大于2.95 gcm-3。將磚坯自然干燥24 h后,經(jīng)200 ℃熱處理12h后冷卻至室溫后進(jìn)行理化性能檢測,每組測3個(gè)樣,取平均值。

IR分析

  圖1為普通酚醛樹脂和改性酚醛樹脂的紅外光譜,對比a和b,主要存在以下差別:(1)普通酚醛樹脂在1050 cm1及1150 cm-1附近出現(xiàn)明顯的吸收峰,此為醚鍵官能團(tuán)C o C特征峰;納米二氧化硅改性酚醛樹脂在此區(qū)域的醚鍵特征峰則有所減弱。其原因是普通酚醛樹脂的固化是酚環(huán)間通過亞甲基一CH一或醚橋一CH2一O一CH2一相連,從而形成三維網(wǎng)狀的丙階酚醛樹脂;而納米二氧化硅改性酚醛樹脂除上述這2種連接方式外,還可能存在一個(gè)氧硅氧橋一O一Si一O一的連接,因?yàn)樵?/span>1087 cm1附近出現(xiàn)了O一Si一O 的非對稱吸收峰,使得酚環(huán)之間的醚橋減少,故吸收峰減弱,這也可從側(cè)面說明硅改性劑參與了酚醛樹脂的合成。⑵普通酚醛樹脂在指紋區(qū)(650~910 cm-1)處3個(gè)特征峰均較明顯,說明固化樹脂中同時(shí)存在酚環(huán)上的對位取代.鄰位取代及2,4,6位同時(shí)取代,且鄰位取代及2,4,6位同時(shí)取代處峰強(qiáng)度大于對位;而硅改性酚醛樹脂中2,4,6位取代蜂有所增強(qiáng),鄰位取代峰強(qiáng)度也大于對位取代峰,此說明納米二氧化硅改性酚醛樹脂的交聯(lián)密度大于普通酚醛樹脂,與苯酚相比,硅源水解縮合的中間產(chǎn)物可能有1~4個(gè)活性點(diǎn)參與交聯(lián),以硅原子為中心可能形成類似以酚環(huán)(3個(gè)活性點(diǎn))為中心的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),能形成體型結(jié)構(gòu),從而固化樹脂交聯(lián)程度較普通酚醛樹脂高這些結(jié)構(gòu)特征對耐熱性是有利的。(3)與普通酚醛樹脂相比,納米二氧化硅改性酚醛樹脂的紅外圖譜，在803 cm-1附近出現(xiàn)了Si—O—Si的對稱伸縮振動蜂,462 cm-1附近出現(xiàn)了Si—O—Si的彎曲振動峰,說明有部分硅源并沒有與酚醛樹脂分子發(fā)生化學(xué)鍵合,生成了三維的Si—O—Si網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);聚硅醇或多烷氧基聚硅氧烷可通過硅羥基或硅烷氧基與苯環(huán)上的羥基進(jìn)行脫水或脫醇反應(yīng),會在963 cm-1附近出現(xiàn)了Si—O—C的吸收峰,1634 cm-1附近出現(xiàn)了Si—OH 的吸收峰，1724 cm-1附近出現(xiàn)了苯環(huán)上酚羥基與硅源水解后生成的活性羥基發(fā)生酯化反應(yīng)的吸收峰,以及3330 cm-1附近的氫健結(jié)合的酚羥基峰比普通酚醛樹脂的峰弱并且寬等圖譜,表明二氧化硅的引人減少了酚羥基的相對含量,有利于鎂碳磚強(qiáng)度的提高。

  從上述紅外圖譜分析可知,在合成酚醛樹脂的過程和硅源水解縮合反應(yīng)過程中,部分形成了由Si—o—Si鍵構(gòu)成的無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),與酚醛樹脂相互穿插;同時(shí)有機(jī)硅改性劑水解產(chǎn)生了大量活性較大的硅羥基,這些活性硅羥基與酚醛樹脂間通過氫鍵和化學(xué)鍵發(fā)生了作用,降低了酚羥基的相對含量，并且在酚醛樹脂分子鏈上引入了雜原子Si,這將有利于改善酚醛樹脂的熱穩(wěn)定性。

  溶膠凝膠法原位生成的納米 SiO2粒子能夠在酚醛樹脂中均勻分散,具有較好的實(shí)驗(yàn)效果。

  通過IR分析,改性樹脂中存在Si—O—Si鍵構(gòu)成的無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),同時(shí)活性硅羥基與酚醛樹脂間通過氫鍵和化學(xué)鍵發(fā)生了作用,降低了酚羥基的相對含量,并且在酚醛樹脂分子鏈上引入了雜原子Si。

  納米SiO2粒子改性酚醛樹脂作為鎂碳磚結(jié)合劑,可以提高耐火磚的耐熱性和耐壓性能。當(dāng)納米SiO2粒子用量為2%時(shí),耐火磚的耐壓強(qiáng)度達(dá)到大值。

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齊岳定制產(chǎn)品供應(yīng)：

納米二氧化硅包裹綠色熒光蛋白    

納米二氧化硅包裹熒光蛋白    

納米二氧化硅包裹組氨酸標(biāo)簽蛋白    

蛋白質(zhì)修飾的介孔二氧化硅納米粒子    

二氧化硅水凝膠蛋白質(zhì)    

二氧化硅粒子表面聚合物/蛋白質(zhì)混合型分子刷    

蛋白質(zhì)包裹二氧化硅納米粒    

刷狀結(jié)構(gòu)的陽離子性接枝微粒SiO2對牛血清白蛋白的吸附    

二氧化硅—牛血清白蛋白顆粒    

牛血清白蛋白包裹的金納米簇和四氧化三鐵二氧化硅核殼納米粒子的復(fù)合材料    

柔性SiO2@C多孔納米纖維膜    

基于人血清白蛋白功能化納米二氧化硅    

羧基功能化介孔二氧化硅納米載體顆粒(MSNs-COOH)    

硫辛酸修飾的介孔氧化硅納米顆粒    

基于介孔二氧化硅的納米**控釋體系    

轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的二氧化硅荷載白藜蘆醇    

轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的介孔二氧化硅    

環(huán)糊精修飾SiO2    

轉(zhuǎn)鐵蛋白-葉酸多重修飾的雙靶向介孔二氧化硅包覆金納米棒    

包裹釕聯(lián)吡啶(RuBpy)羧基修飾的二氧化硅納米顆粒    

包裹熒光染料的二氧化硅納米顆粒    

硅烷偶聯(lián)劑KH-570對納米二氧化硅的表面改性    

二氧化硅納米球(gQDs@SiO2)表面修飾鏈霉親和素(strAV)    

在聚多巴胺修飾的表面構(gòu)建殼聚糖/介孔二氧化硅肝素緩釋涂層    

介孔二氧化硅—雷帕霉素—肝素**涂層支架    

介孔二氧化硅熒光肝素bFGF    

負(fù)載肝素和瓊脂糖的介孔二氧化硅修飾硅橡膠薄膜    

納米SiO2與尿素修飾大豆7S與11S球蛋白    

基于負(fù)載過氧化氫酶的介孔二氧化硅粒子    

球形二氧化硅修飾上納米鉑顆粒和甲胎蛋白(AFP)抗體    

新型二氧化硅微球固定辣根過氧化物酶    

固定過氧化氫酶的明膠二氧化硅雜化微球    

高穩(wěn)定性介孔SiO2多層膜負(fù)載    

苯硼酸修飾的介孔二氧化硅/胰島素納米粒    

二氧化硅雜化凝膠固定化醇脫氫酶    

人血清蛋白功能化納米二氧化硅    

白蛋白和殼聚糖包裹的二氧化硅微球    

適配體連接的二氧化硅包裹釕吡啶熒光納米探針    

二氧化硅包覆的量子點(diǎn)熒光編碼微球    

介孔二氧化硅納米顆粒的明膠包裹    

二氧化硅包裹鈀納米粒子(Pd@SiO2)    

二氧化硅包裹的銀納米粒子    

二氧化硅包裹磷酸二銨    

二氧化硅包裹精油的微膠囊    

二氧化硅包裹氧化鐵    

二氧化硅包裹的鈦酸鍶發(fā)光納米顆粒    

負(fù)載吲哚菁綠的介孔二氧化硅包裹上轉(zhuǎn)換納米顆粒    

聚合離子液體包裹二氧化硅微粒復(fù)合材料    

氨基化二氧化硅包裹的多孔普魯士藍(lán)納米顆粒    

納米二氧化硅包裹相變材料    

包裹定向排列納米氯化銀的二氧化硅納米纖維    

ZnS包覆SiO2核殼和空腔結(jié)構(gòu)納米球    

聚乳酸包裹的二氧化硅氣凝膠-多拉菌素微囊顆粒    

包裹金屬氧化物多孔中空二氧化硅納米球    

聚多巴胺包裹的磁性介孔SiO2納米平臺    

多孔碳球包裹的硅/二氧化硅納米復(fù)合材料    

用陽離子脂質(zhì)體包裹負(fù)載鈣黃綠素的介孔二氧化硅納米顆粒    

包裹5-氟尿嘧啶的二氧化硅納米顆粒    

聚偏氟乙烯/磷酸化納米二氧化硅螯合金屬鋯雜化膜    

二氧化硅填充聚醚砜超濾膜    

二氧化硅改性聚氨酯/聚氯乙烯超濾膜    

凝集素修飾的二氧化硅玻璃球    

包覆法構(gòu)建熒光-磁性二氧化硅納米顆粒    

四肽聚合物的SiO2色譜材料    

納米金修飾的二氧化硅包埋聯(lián)釕吡啶納米探針    

二氧化硅包裹Fe3O4納米材料    

生物大分子修飾的可降解介孔有機(jī)二氧化硅納米粒子    

凝集素芯片和磁性二氧化硅微球的糖鏈    

γ-氨丙基三乙氧基硅烷修飾的納米二氧化硅表面氨基    

氣相法二氧化硅負(fù)載胺-鈀配合物    

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