光固化含氟聚氨酯杂化涂层的制备及性能研究

采用溶液聚合制备了系列不同含氟单体结构和不同氟含量的含氟聚氨酯丙烯酸酯,并通过红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1HNMR)对其进行表征。运用X光电子能谱(XPS)研究了含氟单体的表面富集行为,并对含氟单体结构和含量对固化漆膜水接触角的影响进行了研究。优选了G06树脂进一步和SiO_2和ZrO_2无机溶胶复配制备了光固化含氟杂化涂料,对固化漆膜的摩擦系数、耐磨性进行了研究。结果表明:含氟单体的加入显著降低了固化漆膜的摩擦系数,与高硬度的无机溶胶复配显著提高了有机玻璃的耐磨性,涂覆了不含氟的有机/无机杂化涂料的有机玻璃磨耗量从2.9 mg/50转降低到0.7 mg/50转,涂覆了光固化含氟杂化涂料的磨耗值进一步降低到0.5 mg/50转。     

阳离子型光固化水性聚氨酯的制备及涂层性能研究

采用一步法成功制备出聚氨酯预聚物,然后以季戊四醇三丙烯酸酯进行封端,醋酸中和得到阳离子型光固化聚氨酯树脂,采用FTIR、~1H-NMR对其结构进行了表征,采用粒度分析、接触角、离心等方式研究了中和度、N-甲基二乙醇胺含量对其乳液和UV-光固化涂层性能的影响。研究结果表明,当中和度为90%、N-甲基二乙醇用量为6%(质量分数)时,阳离子型水性聚氨酯树脂具有优异的乳化性能及耐酸碱、耐醇和耐水性能。     

UV固化环氧大豆油/纳米SiO2复合涂层制备及性能研究

采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)对纳米SiO2表面进行接枝改性,用傅里叶红外光谱法(FT-IR)对其结构进行表征;将改性纳米SiO2与环氧大豆油丙烯酸酯(AESO)和乙烯基醚改性环氧大豆油丙烯酸聚氨酯(VASO)按不同比例复合制备光固化纳米复合涂层。结果表明:巯基纳米SiO2的加入显著提高了丙烯酸双键的转化率,并且随着改性纳米SiO2含量的增加漆膜硬度增加,且漆膜耐水性和耐磨性能均有明显改善。     

改性聚氨酯乳液及其耐介质、防腐行为研究

采用环氧树脂对水性聚氨酯接枝,再通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)与石墨烯表面含氧基团反应,得到硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯,最后使两者复配得到稳定性良好、耐蚀性能优异的氧化石墨烯/环氧改性水性聚氨酯(GO/EPWPU)乳液。研究分析了不同环氧树脂含量对水性聚氨酯涂膜物理性能和耐介质性能的影响,通过电化学方法研究了涂层的耐蚀性能和防腐蚀行为。结果表明:环氧树脂用量为7%时,涂层力学性能、耐介质性能优异;与原始样品对比发现,添加改性石墨烯明显提升了涂层的耐蚀性能,此外,当改性石墨烯用量为1‰时,涂层耐蚀性能最好,通过观察涂层浸泡腐蚀过程,进一步分析了不同石墨烯用量的环氧改性水性聚氨酯涂层的防腐蚀行为。     

纳米SiO_2/氟碳杂化透明疏水耐磨涂层的制备及其性能研究

通过低温微波法制备了纳米二氧化硅(SiO_2)粒子,对其进行表面疏水化改性后,引入双键官能团处理,制备了一种高透明、耐磨性好且疏水的纳米SiO_2/氟碳杂化涂料。采用XRD、TEM、FTIR等手段对纳米SiO_2粒子进行了表征,并研究了改性纳米SiO_2的用量对杂化涂层的透明性、耐磨性、疏水性、强度、硬度以及耐沾污性的影响。结果表明:改性纳米SiO_2的含量对杂化涂层的透明性影响很小,杂化涂层具有较好的附着力、硬度、耐磨性、疏水性和耐沾污性,改性纳米SiO_2的最佳用量为5%。     

光引发活性ATRP聚合制备纳米二氧化硅超疏水表面

利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和2-溴代异丁酰溴(BIB)对纳米二氧化硅进行改性制备了原子转移自由基聚合(ATRP)纳米活性中心,采用紫外光引发丙烯酸十二氟庚酯活性聚合接枝在纳米二氧化硅表面并沉积在玻璃基材表面制备了超疏水表面。通过热失重分析纳米活性中心的接枝率,采用水接触角研究了纳米活性中心含量和光聚合时间对超疏水性能的影响。结果表明:随着纳米二氧化硅活性中心浓度增加,工艺稳定性变好,但光聚合沉积形成超疏水表面所需的时间要长。纳米二氧化硅活性中心浓度为3.63μmol/g为最佳,经40 min光引发活性聚合后,二氧化硅表面含氟聚合物的接枝率达到34.12%,接触角达到164°,表面微纳结构致密。     

一种磁载光催化剂的制备及光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性颗粒表面包覆T iO2,制备了易于固液分离的纳米级磁载光催化剂T iO2/S iO2/F e3O4,并通过TEM,IR,XRD等对样品进行表征。以有机污水为降解对象,研究了磁载光催化剂的光催化活性。研究结果表明,包覆S iO2有利于提高磁载光催化剂的光催化活性,光催化剂能使有机污水快速降解,5次循环使用后降解率达90%以上,且光催化剂能快速地从液相中分离回收。同时磁载光催化剂具有较高的光催化活性,对高盐污水、含酚污水的降解率分别可达到99%,86.8%,对染料污水也有良好的降解效果,并具有磁性回收的特点,应用前景广泛。     

氧化锌/葵花籽油超疏水表面的制备及性能研究

通过简单的热处理在铁片表面形成均匀的纳米氧化锌超疏水涂层。涂层由改性后的无机纳米粒子和葵花籽油在高温下交联而成,该涂层在铁和腐蚀性物质之间形成屏障,为铁提供腐蚀防护。探讨了葵花籽油与超疏水纳米粒子的比例对涂层润湿性和附着力的影响。研究证实:油与超疏水纳米粒子的质量比为0.9∶1时,该涂层的性能在润湿性、稳定性和耐腐蚀方面达到了相对均衡的水平,涂层的水接触角为158.1°±2.3°,滚动角为5.1°±0.5°,经过长时间的超声、磨损以及静态和动态盐水腐蚀处理都能保持良好的疏水效果。这项工作表明,从可持续和可再生资源开发环保、无毒的微纳米级超疏水防腐涂料具有广阔的前景,是一种简单有效的金属防腐方法。     

低温合成Ag/TiO_2纳米复合材料及光催化性能的研究

丹宁酸为保护剂,氧化还原法制得纳米银溶胶,以钛酸四丁酯、自制纳米银溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法,在70℃下制备了Ag/TiO2纳米复合材料,经过XRD和TEM确证了材料中含有锐钛矿TiO2,经XPS确证有单质银粒子的存在。以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了银掺入量、Ag/TiO2的用量、甲基橙的初始浓度对Ag/TiO2纳米复合材料光催化活性的影响。结果表明:随着银掺入量的增加,Ag/TiO2纳米复合材料光催化活性先增加后减小。当纳米银质量分数为18%时,Ag/TiO2复合材料具有较好的光催化活性;Ag/TiO2复合材料光催化活性随着Ag/TiO2复合材料的用量的增加先增加后减少。当Ag/TiO2用量体积分数为10%时,Ag/TiO2具有较好的光催化活性;在紫外-可见分光光度计能测量的浓度范围内随着甲基橙初始浓度的增加,Ag/TiO2复合材料光催化活性一直呈增加趋势。     

嵌入化合物FeOCl(HQ)0.78的合成与性能研究

利用水热合成法制备了一种新的有机-无机杂化化合物——F eOC l(HQ)0.78,其中HQ为8-羟基喹啉。嵌入的有机分子与主体材料的摩尔比为0.78,远远高于一些非共面的有机分子的嵌入量,结构表征后表明HQ的共平面垂直于F eOC l的ac面。低温磁化率、穆斯堡尔谱学和电子顺磁共振研究表明,化合物F eOC l(HQ)0.78表现为弱的反铁磁性,微观磁结构由F eOC l中的非共线结构转变为共线的反铁磁结构。     

航空用室温硫化有机硅胶粘剂的研制

本文通过γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对M-5气相白炭黑进行表面改性,用FT-IR分析了改性前后的白炭黑的微观结构;用改性白炭黑来增强甲基嵌段室温硫化液体硅橡胶(103基胶),测试了增强改性室温硫化硅橡胶的力学性能;用不同偶联剂对铝合金和硫化硅橡胶的粘接面进行了表面处理,使用接触角仪测试了粘接面的水接触角。结果表明:偶联剂KH570处理M-5气相白炭黑能使其表面接枝上偶联剂基团;偶联剂处理后白炭黑补强效果明显,硫化后胶料的拉伸强度最大能达到2.65MPa;粘接面经偶联剂处理后,水接触角减小,粘接强度增大;铝合金与硅橡胶表面均采用KH550和KH560的混合偶联剂溶液处理后,粘接强度提高,最大能达到1.5MPa。     

TiAl合金表面激光重熔陶瓷涂层组织及耐磨性能

为了提高TiAl合金耐磨性能,采用等离子喷涂和激光重熔复合工艺在TiAl合金表面制备了Al2O2-13% TiO2(质量分数)复合陶瓷涂层.用扫描电镜(SEM)和显微硬度计分析了涂层微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察.结果表明,经过激光重熔处理后,陶瓷涂层颗粒细化,片层状组织得以消失,致密性提高,获得了基本没有裂纹等缺陷的重熔层.由于陶瓷材料导热系数较低的影响,激光重熔时无法使整个陶瓷层实现重熔,重熔后的陶瓷涂层形成了晶粒细小的等轴晶重熔区、烧结区以及片层状残余等离子喷涂区.激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高,其耐磨性能也明显优于原等离子喷涂层.     

制备方法对LaMg11Zr+200%Ni储氢合金电化学性能的影响

分别采用机械合金化和熔炼-机械合金化制备了LaMg11Zr+200％Ni储氢合金,研究了合金结构和电化学性能.结果表明,由机械合金化制备的合金经球磨20h后近于非晶化,但还存在一个微弱的LaMg衍射峰,合金颗粒的粒度为2～5μm,且有轻微的团聚现象.熔炼-机械合金化制备的合金球磨20h后达到完全非晶化,合金颗粒大小更为均匀,呈规则的球状或近球状形态.熔炼-机械合金化制备的合金的最大放电容量比机械合金化制备的合金小,但循环稳定性和高倍放电性能好.     

Mg，RE(La，Ce)的添加对热浸镀55%Al-Zn-1.6%Si涂层耐蚀性影响

采用热浸镀的方法,通过改变Mg,RE的添加量来制备不同成分合金涂层。通过扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、盐雾实验、腐蚀失重测试来分别研究Mg,RE添加量对55%Al Zn 1.6%Si Mg RE合金涂层耐蚀性的影响;并通过对最佳成分的合金涂层电化学测试和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)物相分析,与55%Al-Zn-1.6%Si进行对比,判断其腐蚀机理。实验结果表明：Mg能细化晶粒,强化晶界,1.5%Mg添加量耐蚀性最为优异;RE可以减小熔液表面张力,细化晶粒,提高耐蚀性,0.12%RE添加量较为合适;Mg和RE的加入使涂层中Al发生了择优取向,使涂层中的择优晶面的数量减少,涂层表面电位趋于均匀化,微电池腐蚀的驱动力变小,从而导致了涂层的腐蚀速度降低,在腐蚀溶液中耐蚀能力增强,55%Al-Zn-1.6%Si-1.5%Mg-0.12%RE合金涂层的自腐蚀电位为-0.983 V,自 腐蚀电流密度仅为16.91 μA/cm2。     

水溶性聚丙烯酸稳泡剂的制备及稳泡效果研究

泡沫驱油对石油开采具有重要意义,而高温下泡沫的稳定性是关键技术之一。首先用过硫酸钾为引发剂、月桂硫醇为链转移剂、丙烯酸为单体,通过聚合反应得到聚丙烯酸(PAA)水溶液,再与聚乙二醇(PEG)复配,制备了PAA-PEG稳定泡沫体系;其次用表面活性剂α-烯基磺酸钠(AOS)和乙烯基化烷基硫酸钠(AES)配制为AOS-AES发泡体系;配制AOSAES/PAA-PEG发泡-稳泡体系,按标准测试其半衰期,以评价所制备稳泡体系的不同温度下的稳泡效果。研究结果表明:该体系高温下有一定的稳泡效果,温度越高效果越好,即:在75℃左右,有稳泡体系的半衰期提高14倍,而在30℃左右,仅提高2.4倍。     

Si@SiO2/N掺杂碳复合材料的制备及电化学性能研究

提出了一种核壳结构的Si@SiO_2@NC(NC为N掺杂碳)复合材料用于改善锂离子电池硅基负极材料在充放电过程中硅的体积膨胀和导电性差而导致的容量衰减等问题。该复合材料采用氧等离子体技术处理Si纳米颗粒的表面获得SiO_2层,然后在其表面碳化聚苯胺涂层获得N掺杂的无定形碳。SiO_2中间层具有可靠的缓冲效果和良好的机械支撑,可以在充放电过程中抑制Si纳米颗粒的体积膨胀,N掺杂的无定形碳可以用作电子和Li~+的快速传输通道。与Si纳米颗粒相比,Si@SiO_2@NC复合材料的首次放电容量可达2 583.1 m Ah/g,库仑效率为81%,在电流密度为200 m A/g时,循环40次后仍然具有1 015 m Ah/g的高可逆容量。