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在553K-603K条件下,以水为反应介质,引入环境友好的杂多酸催化剂研究尼龙6的解聚反应,比较了催化和非催化条件对解聚的影响.对固体产物进行红外光谱和热失重分析,液相产物采用色谱-质谱联用仪和液相色谱定性与定量分析.结果表明,磷钨酸可提高尼龙6的解聚速率和ε-己内酰胺产率.解聚产物除ε-己内酰胺外,还含有少量的6-氨基己酸和低聚物.探讨了尼龙6的催化解聚动力学,求得解聚速率常数和反应活化能.

关键词: 尼龙6 , 杂多酸催化剂 , 解聚反应 , ε-己内酰胺 , 动力学

高折射含钛有机硅杂化涂层材料的制备及性能研究?

赖雅文 , 杭建忠 , 孙小英 , 金鹿江 , 施利毅 , 孙东博

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.22.002

采用钛酸四正丁酯(TBOT)、二苯基二甲氧基硅烷(DPS)为原料，分别与两种不同烷基链长度的硅烷(正己基三甲氧基硅烷(C6 TMS)和十二烷基三甲氧基硅烷(C12 TMS))通过水解缩聚反应，制备了两种含钛有机硅杂化溶胶 BTS 和 CTS.实验研究了TBOT 含量和烷基链长度对涂层热稳定性、耐热老化、折射率、透过率等性能的影响.结果表明，所有涂层在可见光区的透过率均在98％以上；通过调节 Ti 含量， BTS 与 CTS 系列涂层的折射率分别在1．5584~1．6137和1．5721~1．6515内连续可调.热重分析与耐热老化测试结果显示，杂化涂层的热稳定性和耐黄变性能与烷基基团碳链长度成正比，与 Ti 含量成反比.文章还对引起杂化涂层黄变的机理进行了初步探讨.

关键词: 高折射 , 长链烷基硅烷 , 黄变 , 杂化涂层

有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究

金鹿江 , 杭建忠 , 孙小英 , 王小芬 , 施利毅

涂料工业

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,y-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂.采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂.研究了水解单体和用水量对涂层性能的影响.结果表明:当水与水解单体物质的量比为4∶1时,杂化涂层附着力为1级,硬度为4H,耐盐雾时间达到360 h.电化学测试表明,在低频区杂化涂层阻抗值可达105 Ω·cm2,比铝合金裸板阻抗值高出2个数量级.表现出良好的防腐蚀性.热重分析显示,杂化树脂具有优异的热稳定性能.利用红外光谱与核磁共振分析了杂化涂层的组成和结构;同时,探讨了溶胶-凝胶杂化涂层的反应机理.

关键词: 溶胶-凝胶 , 杂化涂层 , 耐盐雾 , 电化学 , 反应机理

纳米硅溶胶改性及其在水性聚氨酯乳液中的应用

李文倩 , 金鹿江 , 付继芳 , 孙小英 , 杭建忠 , 施利毅

绝缘材料

采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO2溶胶进行表面改性，然后将其与水性聚氨酯乳液（WPU）共混制备了WPU/SiO2复合乳液。通过纳米粒度仪测定了不同偶联剂含量改性SiO2溶胶的粒径及其分布；采用TEM、FT-IR、TGA等对复合乳液及其涂膜进行表征，探讨了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明：当纳米SiO2溶胶与KH560摩尔比为6∶1时，该改性纳米SiO2溶胶的粒径最小且分布较为均一；KH560的加入使纳米SiO2粒子更均匀的分散在聚氨酯乳液中，且SiO2粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强；当改性SiO2溶胶添加量为5%～10%时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。

关键词: 水性聚氨酯 , 纳米SiO2溶胶 , 改性 , 应用

纳米Al2O3增强杂化环氧复合涂层的制备与性能

金鹿江 , 杭建忠 , 孙小英 , 王小芬 , 施利毅

高分子材料科学与工程

采用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂,利用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂,研究了纳米aL2O3对复合涂层性能的影响规律.结果表明,复合涂层的力学性能和耐腐蚀性能优于未添加纳米Al2O3的涂层.当添加15％的纳米Al2O3时,涂层硬度由4H提高到6H,耐盐雾时间从360h增加到620h.电化学分析显示,腐蚀电流密度由1.53×10-6 A/cm2下降到5.07×10-8 A/cm2,阻抗值从5.0×105 Ω·cm2增加至6.3×106 Q·cm2.涂层在3.5％ NaCl溶液中浸泡30d后,阻抗均保持在105Ω·cm2以上.SEM分析表明,纳米Al2O3显著增强了涂层的致密性.

关键词: 有机-无机杂化 , 纳米Al2O3 , 复合涂层 , 腐蚀电流密度 , 阻抗

水性纳米复合散热降温涂料的制备及其性能研究

聂钰节 , 金鹿江 , 杭建忠 , 张静 , 施利毅

功能材料

以水性有机硅树脂为基料,采用SiC为填料制备了水性散热降温涂料.实验考察了SiC填料的添加量、粒径以及涂层厚度等因素对涂层散热性能的影响；同时对涂层的耐热性能和电绝缘性能作了研究.结果表明,当SiC填料的粒径为60nm,用量为基体质量的30％,涂层厚度为42μm时,散热涂层的降温温差最大,为11.5℃；另外,涂层的SEM照片显示,在SiC填料用量为基体质量的30％时,相对于微米SiC填料,纳米SiC填料分散均匀且填料彼此间粘结更为紧密；利用TGA测试显示,在SiC用量为基体质量的30％时,涂层在200℃下的热失重在0.4％以内,都能在200℃高温下长期使用；介电常数测试表明,在SiC用量为基体质量的30％时,涂层的介电常数都不超过6.0,表现出良好的介电性能.

关键词: 水性涂料 , 纳米涂料 , 降温涂料 , 耐高温

加成型高折射纳米ZrO 2/有机硅杂化涂层的制备和性能研究?

钟敏花 , 杭建忠 , 孙小英 , 金鹿江 , 施利毅 , 陈伟

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.12.036

以甲基乙烯基二甲氧基硅烷(MVDMS)、二苯基二甲氧基硅烷(DPS)和正丁醇锆为原料,异丙醇为反应介质,采用溶胶-凝胶法制得纳米ZrO2/乙烯基有机硅杂化树脂.然后在铂催化剂作用下,由乙烯基杂化树脂与苯基含氢硅油通过加成缩合,制得加成型纳米ZrO2/有机硅杂化涂层.研究了 ZrO2摩尔分数对涂层的光学性能和热稳定性能的影响.结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在99％以上；涂层的折射率随 ZrO2摩尔分数的变化在1．583~1．628内连续可调；涂层的热稳定性随着ZrO2摩尔分数的增加而降低.树脂的TEM显示ZrO2粒子均匀分散于杂化树脂中,粒径＜15 nm,无团聚现象.另外,LED 灯具的封装结果显示,以 ZrO2摩尔分数为30％的杂化树脂封装的LED出光效率可达125．1％.

关键词: 高折射 , ZrO2纳米粒子 , 有机硅杂化树脂 , LED封装 , 出光效率

水性纳米ZrO2/环氧聚硅氧烷杂化防腐涂层的制备与性能

孙东博 , 杭建忠 , 孙小英 , 金鹿江 , 施利毅 , 赖雅文

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.03.038

采用水性纳米ZrO2溶胶与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为原料,通过溶胶-凝胶方法,制备了水性有机无机杂化防腐涂层.实验研究了ZrO2/GPTMS摩尔比对涂层耐盐雾性能及电化学性能的影响.实验结果表明,涂层的耐腐蚀性能随着摩尔比的增加呈现先增强后下降的趋势,其中1∶5涂层的耐腐蚀性能最强,耐盐雾时间达到1 500 h,是未涂覆涂层样板耐盐雾时间的20倍左右,电化学交流阻抗为107 Ω·cm2,腐蚀电流密度为5.84×10-10A/cm2.从1∶5涂层的SEM照片发现,涂层中纳米ZrO2粒子分散均匀,无团聚现象.另外,TG分析表明,涂层的热稳定性能随着摩尔比的增大而增加.

关键词: 水性纳米ZrO2 , 有机无机杂化 , 溶胶-凝胶 , 防腐