芳纶纤维因其优异的性能在众多领域特别是高性能复合材料领域得到了广泛的应用。为了深入了解芳纶纤维在湿热老化过程中的变化,采用人工加速湿热老化试验的方法,通过红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电子显微镜等表征手段,研究了芳纶纤维在湿热老化过程中的化学结构变化,并利用分子动力模拟从理论层面分析。结果表明:在湿热老化过程中,芳纶纤维分子结构并未发生化学变化,但聚集态结构随湿热老化时间延长趋向无序,结晶峰半峰宽由1.45°变为7.63°。
以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)和丙烯酸(AA)为单体,采用紫外光引发聚合制备具有一定黏度的丙烯酸酯预聚物,然后加入1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)交联剂,经光固化获得环保型聚丙烯酸酯压敏胶,考察了HDDA交联剂用量对其压敏性能的影响。用索氏提取法测定聚合物的凝胶含量,用凝胶渗透色谱(GPC)表征了可溶部分聚合物的相对分子质量,采用动态力学分析(DMA)表征了聚合物的黏弹性,并测定了压敏胶的性能。结果表明,丙烯酸酯单体全部参与反应;当丙烯酸羟乙酯(HEA)含量为10wt%、丙烯酸丁酯(BA)与丙烯酸(AA)的质量比为92∶8,HDDA含量为0.1wt%时,压敏胶的综合性能最好。
微弧氧化是一种能有效提高锆合金耐蚀性的工艺手段。采用三种不同电解液体系制备出锆合金微弧氧化膜层,采用显微硬度计、XRD、EDS、SEM分别分析了陶瓷膜层的硬度、相组成、元素分布和表面形貌。结果表明:在硅酸盐体系中制备的陶瓷膜硬度最高,锆盐体系试样硬度最低。XRD分析表明,在三种电解液体系中制备的陶瓷膜的主要相均为M-Zr O2和T-Zr O2,并且M-Zr O2居多,但在锆盐体系中制备的膜层发生局部腐蚀。
以硅酸盐树脂作为主体,加入一定含量的无机填料,按比例混合后制备了一种可40℃固化的耐高温无机密封剂。通过力学性能测试、密封性测试、绝缘性测试、热失重分析(TG)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对密封剂性能进行表征。结果表明,密封剂对于钛合金、碳化硅及高温合金钢有良好的粘接性,室温及800℃剪切强度均大于4.5MPa;密封剂在0.5MPa起始气压下,压力下降10%时室温密封时间为900s,800℃时密封时间为370s;密封剂在500V外加电压下常温电阻大于500MΩ,在800℃时电阻值为2MΩ;TG显示密封剂800℃内总失重不足2%。
针对传统2A12铝合金内部相沿晶界易腐蚀,以及铝合金表面存在的孔洞问题,提出采用硬质阳极氧化工艺方法进行处理来改善其性能。在构建工艺实验方案与实验装置的前提下,探讨了单一酸、混合酸,以及不同工艺参数等对2A12铝合金性能的影响。结果表明,混合酸体系下得到的氧化膜在粗糙度、厚度和硬度方面,都要优于单一酸体系;同时在工艺参数为占空比控制在50%,或电流密度为3A/dm2,或控制电源频率在50Hz的情况下,得到的氧化膜粗糙度、厚度和硬度最佳。
2-羟基-1-萘甲醛是一种重要中间体,在医药、染料、农用杀虫剂、香料等领域有着广泛的用途。以2-萘酚为原料,通过Duff反应得到2-羟基-1-萘甲醛。实验考察了反应温度和乌洛托品用量的不同对收率的影响。最佳工艺条件如下:n(2-萘酚)∶n(乌洛托品)=1∶1.6,反应时间为4h,反应温度为85℃。在此条件下反应收率为69.0%,纯度为99.6%。采用的工艺路线合理,产品收率高。
对双环戊二烯加氢石油树脂的制备工艺进行了研究,考察了关键指标对产品性能的影响,建立了热聚合动力学模型,确定了较为适宜的聚合和加氢工艺条件,最佳热聚合工艺条件:反应压力1.8～2.0MPa、预热温度190℃、反应温度245℃左右、停留时间4.5～5.0h。最佳加氢工艺条件:反应温度210～220℃、反应压力11.0～12.0MPa、空速0.6h-1。通过性能指标分析表明,自制样品软化点、色泽、相对分子质量分布和溴值等性能指标均达到或优于进口产品。
硬质合金中钴的梯度分布是实现功能梯度硬质合金的重要途径。通过扫描电子显微镜SEM、X射线能谱仪EDS等分析手段,研究了硬质合金原料碳量、WC晶粒和烧结温度对双层结构的硬质合金钴梯度形成以及对硬质合金硬度的影响。烧结前钴含量分别为10%和22%的原料碳量和晶粒度不同的双层合金,烧结后硬质合金形成钴梯度。烧结温度对硬质合金的钴梯度大小有明显影响,1380℃烧结1h后双层合金的钴含量梯度差5%～6%,1400℃烧结1h后双层合金的钴含量差则降低到3%梯度差。
优选羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)为基胶,以气相法二氧化硅为补强填料、白油为增塑剂,搭配适量的醋酸交联剂、催化剂等有机硅助剂,研制一种低成本、性能优异的酸性硅酮密封胶。重点考察白油用量对酸性硅酮密封胶性能的影响,试验过程对比了密封胶渗油性、挤出性、硬度以及拉伸强度等性能变化。研究发现,当密封胶体系中白油分量越来越多时,此时酸性硅酮密封胶的综合性能逐渐下降;只有将白油用量合理控制在15%～25%时,不仅可以降低密封胶的生产成本,而且密封胶各项指标基本满足GB/T14683-2017的标准要求。
为了制备出一种耐候性单组分硅酮密封胶,试验选用107硅橡胶为基胶、复合无机填料填充补强,以仲胺基类硅烷为偶联剂,并添加适量交联剂、催化剂等功能助剂。试验通过逐一分析偶联剂加入方式、催化剂用量以及交联剂品种、无机填料复配等原料用量与配比变化等方法,验证其对硅酮密封胶综合性能的影响。研究结果发现,仲胺基类硅烷偶联剂需在基料降温后加入、搭配1.2质量份的催化剂硫化的密封胶的粘接性能和耐老化性能很好,单组分硅酮密封胶通过添加复配交联剂、混合无机填料等原料改进,所制的密封胶具有优异的力学性能和高耐候性。
制备了一种低气味丙烯酸酯结构胶,并研究了不同低气味单体及用量、增韧剂用量、氧化-还原体系用量等对结构胶性能的影响。配方优化后制备的结构胶的组成包括A组分和B组分,其中,A组分包括:甲基丙烯酸甲酯为20%(wt)、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙基为17%(wt)、四氢呋喃甲基丙烯酸酯为17%(wt)、N,N-二甲基苯胺为0.8%(wt),抗冲击剂B-564为36.6%(wt),丁二烯橡胶为3%(wt),液体丁腈树脂Nipol 1312为5%(wt),阻聚剂叔丁基邻苯二酚为0.03%(wt),磷酸酯类金属附着力促进剂0.57%。B组分包括:邻苯二甲酸二丁酯为65%(wt)、过氧化苯甲酰为20%(wt)、抗冲击剂B-564为15%(wt)。A组分与B组分的质量比为10∶1,结构胶的拉伸剪切强度为17.8MPa,断裂伸长率为190%,固化时间为10min。
补强胶片可以弥补汽车车身因钢板减薄造成的强度降低问题,但胶片本身对温度变化较敏感,存在低温粘接性差、高温溢胶等很多问题。生产过程中需要切换冬夏季配方,使用繁琐,容易出错。通过研究环氧树脂种类、用量以及橡胶种类对补强胶片性能的影响,发现当使用环氧树脂134及环氧树脂128,比例为2∶1,总用量占比30%时可以使胶片获得较好的低温粘接性能及补强倍率,使用丁苯橡胶及丁腈橡胶混合,比例为1∶1时可以降低胶料针入度,改善胶料高温溢胶情况。将冬夏季配方进行了统一,解决了配方更换的问题,使产品生产更加稳定。
研究了成型温度和成型压力对兵乓球拍用碳纤维复合材料弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得弯曲强度和弯曲模量最大值。随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的拉伸强度呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得拉伸强度最大值,为1.71GPa。碳纤维复合材料适宜的成型工艺为:成型温度380℃、成型压力4.7MPa。
高温节能复合陶瓷涂料是一种防护性材料,在以往的研究中,对其防腐性能的研究不够充分,因此配制涂料的防腐蚀性试剂,制备了全新的陶瓷涂料,通过添加弱腐蚀试剂——氯化钠溶液,测试试样涂层在100d内的防腐状态。实验将9个试样分为三组,每一组中各有3个独立试样,3组涂层厚度分别为20mm、25mm以及30mm。在45d的实验测试中,厚度为20mm的试样出现腐蚀斑点,厚度为30mm的试样涂层大量脱落,直观视觉上,涂层厚度为25mm的试样涂层防腐性能更强。为证明此实验结果,利用电子显微镜,将浸泡30d、60d以及100d的试样B2涂层放大到2000倍和20000倍,根据涂层组织结构可知,在长达100d的实验测试中,B2试样涂层其表层完全反应,由蜂窝结构变为海绵结构,最后演变为无数针状结构堆积而成的网状结构,形成一个"防护墙",经计算可知,其腐蚀性速率为0.52g/m2h,远低于国际的6g/m2h标准要求。可见此次制备的高温节能复合陶瓷涂料,当涂层厚度为25mm时,其防腐性能最强。
制备了氧化石墨烯改性水泥,并对其力学性能进行研究。以鳞片石墨、硝酸钠、浓硫酸等为原料,采用Hummers改性法制备氧化石墨烯,经过超声、剥离等方法,得到了最终的氧化石墨烯。然后在净浆搅拌锅内倒入均匀分散的氧化石墨烯胶体,并倒入水泥对其进行均匀搅拌,对获取的水泥浆体进行成型养护,并对氧化石墨烯改性水泥进行了力学性能测试,包括抗压强度与抗折强度实验。将水泥的抗压强度与抗折强度实验结果作为对比组,将氧化石墨烯改性水泥的抗压强度与抗折强度实验结果作为实验组。结果显示制备的氧化石墨烯改性水泥在氧化石墨烯掺量逐渐提升的情况下,实现了抗压强度与抗折强度的提升,在氧化石墨烯掺量为1.0%时达到最大抗压强度,掺量为0.06%时抗折强度达到最高。
对硝基苯酚是一种高毒性污染物,它的有效检测对人们的健康以及环境的保护具有重大的意义。在众多的检测方法中,电化学方法因其灵敏度高、设备简单、检测快速等优势被广泛应用。此外,石墨烯因其优异的电化学性能而被用于电化学传感器。综述了石墨烯修饰电极材料在对硝基苯酚电化学法检测中的应用研究进展。
纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、比强度高、比模量高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等一系列特点,已经成为航空航天及军工等高技术领域最重要的结构材料之一。随着复合材料研发及应用的快速发展,其制造技术也在向先进性和多维度方向发展,制造技术的发展又反过来进一步推动了复合材料的应用。总结了模压成型、模塑成型、热压罐成型、缠绕成型、自动丝束铺放成型、拉挤成型、增材制造技术等七种纤维增强树脂基复合材料的制造技术,对成型工艺流程、优缺点、研究热点进行了总结,并对纤维增强树脂基复合材料制造技术的发展前景进行了展望。
介孔材料MCM-48具有高比面积、大孔体积、孔道均匀有序的特点,同时具备孔径调整的灵活性。近年来该材料作为催化剂的良好载体,被应用于各相关领域的催化反应。概述了制备MCM-48介孔材料的不同方法,总结了将其功能化的途径及其功能化后在催化领域的应用进展。
环氧树脂由于其自身结构和性质的原因,表现出脆性大、易断裂、韧性差等缺点,为了改善环氧树脂的力学性能,一般先进行增韧改性处理然后再应用。对环氧树脂的增韧处理方法进行了详细的介绍,其中包括:弹性体橡胶增韧环氧树脂,热塑性树脂增韧环氧树脂,纳米粒子增韧环氧树脂,生物质增韧环氧树脂,核壳聚合物增韧环氧树脂等。
采用X射线荧光光谱法与膜扩散-分光光度法两种分析方法同时测定土壤样品中的氯(Cl)含量。X射线荧光光谱法与膜扩散-分光光度法的检出限分别为7.3μg.g-1和5.6μg.g-1,准确度分别为0.006～0.034与0.005～0.029,精密度分别为3.90%～12.84%与3.31%～8.90%。通过实验验证,最终采用X射线荧光光谱法为测试土壤样品中氯含量的主要方法,而膜扩散-分光光度法可为测试样品中高含量的氯提供有效的方法保障。
