基于二氧化硅與機(jī)制砂的復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、鑒于納米SiO2易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好的耐熱性、耐壓性等特性，更適合應(yīng)用于鐵路、高速公路、橋梁等建筑領(lǐng)域。然而，納米SiO2比表面積大、表面能極高，易于發(fā)生微粒之間的團(tuán)聚，難以與基料很好結(jié)合，導(dǎo)致材料性能下降，影響納米SiO2微粒所具有的功能得到應(yīng)有的發(fā)揮。因此，本文通過(guò)納米SiO2表面改性合成復(fù)合材料，提高納米SiO2的分散性，減少團(tuán)聚，有效的解決上述難題。水泥基復(fù)合材料以硅酸鹽水泥為基體構(gòu)成的復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于房屋、鐵路、公路、

2、橋梁等建筑領(lǐng)域。機(jī)制砂是一種理想的細(xì)骨料，但是機(jī)制砂顆粒粗糙，這勢(shì)必減弱水泥基復(fù)合材料的流動(dòng)性，增加需水量。因此，本文通過(guò)高親水聚合物改性水泥基復(fù)合材料，減弱機(jī)制砂對(duì)水泥基復(fù)合材料的流動(dòng)性影響，提高機(jī)制砂的分散性、減少團(tuán)聚。主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)利用丙烯酸和MPEG(2-甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯)高分子化合物修飾機(jī)制砂(AS)制備一種新型復(fù)合材料，合成的復(fù)合材料能有效的改善機(jī)制砂石粉在水泥中的和易性，同時(shí)提供一種以化學(xué)接

3、枝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的物理吸附的理論思路。首先利用硅烷偶聯(lián)劑γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷(MPS)與機(jī)制砂石粉表面羥基反應(yīng)，使機(jī)制砂石粉表面帶有C=C化學(xué)官能團(tuán)，然后與丙烯酸(AA)、MPEG高分子化合物共聚，生成的高分子化合物以化學(xué)鍵的方式鏈接在機(jī)制砂的表面。采用傅里葉變換紅外光譜(FI-IR)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、熱重、X射線衍射手段表征了機(jī)制砂石粉的改性效果和結(jié)構(gòu)。將合成的復(fù)合材料以不同的比例摻雜于水泥中，在凈漿實(shí)驗(yàn)中研究合成材料與水泥

4、的流動(dòng)適應(yīng)性和保持性。凈漿實(shí)驗(yàn)表明，修飾后的機(jī)制砂石粉相比未修飾的機(jī)制砂石粉的可流動(dòng)性及其保持性有較大改善，高分子化合物改性后的機(jī)制砂石粉于水泥中的流動(dòng)適應(yīng)性和保持性有顯著的提高，該思路合成的新型材料對(duì)水泥基復(fù)合材料的理論研究有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　(2)超細(xì)二氧化硅由于其優(yōu)良的摩擦學(xué)性能，在潤(rùn)滑油添加劑領(lǐng)域倍受關(guān)注。本文介紹了超細(xì)二氧化硅的表面結(jié)構(gòu)特征、表面改性機(jī)理及常用的改性方法，著重介紹了醇酯法、硅烷偶聯(lián)劑法及表面聚合物接枝