“水悬浮法”重氮化改性碳纳米管及其环氧复合材料

以水为溶剂,采用"水悬浮法"对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行重氮化改性,然后将改性碳纳米管分散在环氧树脂中制备MWCNTs/环氧纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析法(TG)、沉降性实验和扫描电子显微镜(SEM)等多种手段对改性多壁碳纳米管的结构和纳米复合材料的断面形貌进行表征。研究结果表明:通过重氮化反应在MWCNTs表面成功接枝上了苯甲酸基团,接枝率约为12%。改性MWCNTs在环氧树脂中具有良好的分散性,对环氧树脂具有较好的増韧效果。当改性MWCNTs的添加质量分数为0.3%时,纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度最佳,与未改性MWCNTs/环氧树脂复合材料相比分别提高14.8%和462.33%。     

碳纳米管/石墨烯协同改性碳纤维复合材料的制备及性能

利用偶联剂（KH570）改性的石墨烯（GO）和酸化的多壁碳纳米管(MWCNTs)协同改性聚丙烯腈（PAN）基碳纤维制备得到PAN/MWCNTs/GO基碳纤维（MPG）,以此为原料,采用湿法造纸技术,制备PAN/MWCNTs/GO基碳纤维复合材料（MPG P）。利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜,对MPG纤维进行表征,并利用四探针测试仪、万能试验机和多孔材料分析仪,研究了MPG-P材料的导电性能、力学性能、孔径分布以及孔隙率。结果表明,当MWCNTs/GO含量为0.2 %（质量分数,下同）时,MPG P表现出最佳的拉伸强度(37.21 MPa),电阻率为13.17 mΩ·cm,孔隙率为63.7 %;当MWCNTs/GO=1/2（质量比,下同）时,表现出最佳的拉伸强度(40.13 MPa),比纯PAN复合材料(30.18 MPa)提高了32.97 %,电阻率为13.52 mΩ·cm,孔隙率为65.2 %。     

碳纳米管/聚乳酸复合材料的制备与性能分析

采用十二烷基苯磺酸钠对碳纳米管进行物理改性,并将改性碳纳米管与聚乳酸熔融共混制备了碳纳米管/聚乳酸复合材料,根据红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜和电性能等测试重点研究了改性碳纳米管的表面形貌和结构,以及复合材料的力学性能和电性能。其中,红外光谱和拉曼光谱证实了碳纳米管成功进行了物理改性,扫描电镜一方面显示出改性碳纳米管团聚现象大大改善;另一方面表明改性碳纳米管在聚乳酸中能够很好地分散,复合材料的力学性能和电性能因而得到显著提高。添加1.0%改性碳纳米管后,复合材料的拉伸强度由48.2 MPa升高至56.7 MPa,电导率升高至1.5×10~(-8)Ω·cm,导电逾渗值由未改性时的1.74%降低到改性后的0.56%。另外,热处理过程也对复合材料的导电性产生影响,这与热处理后受聚乳酸非结晶区挤压导电网络的重构能力有关。     

环氧树脂/改性碳纳米管复合材料的导热性能

采用硝酸氧化开口、银（Ag）填充和1,6己二胺接枝3种方法对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了改性,并用熔融共混法分别制备了各环氧树脂/改性MWCNTs纳米复合材料,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等对复合材料的性能进行了测试。结果表明,各改性MWCNTs在环氧树脂中分散均匀,与树脂结合紧密无空隙;复合材料的热导率显著提高,其中改性MWCNTs含量为2.2 %（质量分数,下同）的开口多壁碳纳米管（Opened MWCNTs）和Ag填充多壁碳纳米管（Ag-filled MWCNTs）复合材料的热导率均达到0.20 W/（m·K）,比纯环氧树脂提高了33.3 %。     

碳纳米管改性方法对聚酰胺11性能影响研究

采用酸处理和聚乙烯亚胺(PEI)表面修饰两种方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,将改性碳纳米管与聚酰胺11(PA11)熔融共混,制备了聚酰胺11/酸刻蚀碳纳米管(PA11/a-MWCNTs)和聚酰胺11/聚乙烯亚胺接枝碳纳米管(PA11/PEI-MWCNTs)复合材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪...     

自组装型改性碳纳米管/NR复合材料的制备及性能研究

采用静电自组装技术结合乳液共混法制备改性多壁碳纳米管(MWNTs)/NR复合材料,并对复合材料的相态结构和性能进行研究。结果表明,经过混酸改性的MWNTs在NR基体中分散均匀;与NR和未改性MWNTs/NR复合材料相比,自组装型改性MWNTs/NR复合材料的热稳定性和物理性能明显提高。     

多壁碳纳米管/有机硅改性环氧树脂复合材料的研制

以有机硅改性EP(环氧树脂)为聚合物基体、经强碱处理及硅烷偶联剂表面改性的MWCNTs(多壁碳纳米管)为功能性填料,采用原位聚合法制备了MWCNTs/有机硅改性EP复合材料。研究结果表明:经表面改性处理后的MWCNTs可在聚合物基体中良好分散,当w(MWCNTs)=0.6%(相对于有机硅改性EP质量而言)时,复合材料的拉伸强度(86.03 MPa)、弯曲强度(154.07 MPa)相对最大,并且比表面未改性的MWCNTs体系分别提高了17.12%、8.19%。     

PMIA/蒙脱土纳米复合薄膜的制备与性能研究

采用经十六烷基三甲基溴化铵有机改性的钠基蒙脱土(Na-OMMT)对间位芳香族聚酰胺(PMIA)进行改性,并采用刮涂法制得PMIA/Na-OMMT纳米复合薄膜,对复合薄膜的形貌结构及性能进行了表征。结果表明:当Na-OMMT质量分数小于等于1.5%时,Na-OMMT在PMIA基体中的分散性较好;当Na-OMMT质量分数为1.5%时,PMIA/Na-OMMT纳米复合薄膜的电压击穿强度为106.48 kV/mm,比纯PMIA薄膜提高了26.73%,表面电阻率为1.25×10~(14)Ω,体积电阻率为7.86×10~(15)Ω·cm,均比纯PMIA薄膜显著提高;随着Na-OMMT含量的逐渐增加,PMIA/Na-OMMT纳米复合薄膜的热膨胀系数减小,光学透过率逐渐减小,对紫外光的阻挡作用有较大提高,拉伸强度先增大后减小,当Na-OMMT质量分数为1.0%时,拉伸强度达到最大值,为108.12 MPa。     

共混型石墨烯/碳纳米管/SMTPU复合材料的制备与性能研究

为改善形状记忆热塑性聚氨酯(SMTPU)的力学和形状记忆性能,通过熔融共混技术制备了氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合填充改性的SMTPU复合材料,其中,氧化石墨烯首先用乙二胺进行接枝改性,多壁碳纳米管用硫酸/硝酸混合酸进行了处理。进一步研究了上述填料的加入对所得复合材料的力学性能、熔体流动速率及形状记忆性能的影响。结果表明,填料含量对复合材料的力学和形状记忆性能有明显的影响。固定氧化石墨烯与多壁碳纳米管的质量比为1,当它们在复合材料中的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度较纯SMTPU提高了25.2%。随着填料含量的增加,复合材料的熔体流动速率逐渐降低。形状记忆性能研究表明,加入氧化石墨烯/多壁碳纳米管使得复合材料的形状固定率先上升后下降,而且在氧化石墨烯/多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料形状固定率最大,较纯SMTPU提高了26.4%;形状回复率则随填料含量的增加逐渐上升,且回复温度越高,形状回复率越好。     

多壁碳纳米管/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

采用两种方法(混酸法和酰氯化法)处理多壁碳纳米管制得羧酸化多壁碳纳米管(MWNTs-COOH)和酰氯化多壁碳纳米管(MWNTs-COCl),并以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)为原料,原位聚合制备多壁碳纳米管/聚酰亚胺复合薄膜。通过偏光显微镜(PLM)、傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)以及万能拉伸试验机对复合薄膜进行表征及测试。结果表明:随着多壁碳纳米管含量的增加,复合薄膜的拉伸强度呈现先增加后减小的趋势,酰氯化多壁碳纳米管/聚酰亚胺(MWNTsCOCl/PI)复合薄膜的拉伸强度较羧酸化多壁碳纳米管/聚酰亚胺(MWNTs-COOH/PI)复合薄膜提高了13.3%,导电性提高约103倍;且MWNTs-COCl含量在3%时,MWNTs-COCl/PI复合薄膜的综合性能达到最佳。     

铝合金表面钒酸铈改性环氧涂层的制备与性能研究

通过水热合成法制备钒酸铈(CeVO4)纳米填料,将CeVO4分散到环氧树脂中获得改性涂层.分别涂覆在打磨后碱洗处理铝合金和直接喷砂处理铝合金上.采用XRD、FT-IR和SEM对CeVO4粉体进行表征,并通过附着力测试、电化学阻抗和长期浸泡实验对改性前后的涂层进行研究.结果表明:利用水热合成法可成功制备CeVO4纳米填料...     

硅/巯基复合改性光固化WPUA涂料制备及其性能

采用端羟基硅油（HS）、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯（PETMP）先后改性紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯（WPUA）,探究了HS及PETMP添加量对涂膜性能的影响。FTIR表征了改性前、后产物的结构;测试了乳液粒径,并利用TEM和SEM对乳液形貌和涂层断面进行了分析。通过涂膜附着力、硬度、柔韧性、抗冲击、接触角、综合热分析、电化学阻抗谱及极化曲线等测试评价涂层的机械性能、疏水性、耐热性及防腐性能。结果表明：当HS及PETMP添加量分别为3%、5%时,硅/巯基复合改性的紫外光固化WPUA涂层相对于改性前,硬度由HB提升为3H,附着力由3级提升到1级,柔韧性为0.5mm,耐冲击为50cm,接触角由68.5°提升到90.5°,吸水率由18.78%降低为6.94%;涂层的热稳定性显著增强;涂层阻抗由1.86×10⁶Ω·cm²增大到6.45×10⁷Ω·cm²,E_coor由 -1.069V正移到-0.4215V,I_coor由2.12×10^-8A/cm²减小到8.11×10^-10A/cm²,年腐蚀速率为0.0242mm。表明HS及PETMP的引入显著提升了涂层的综合性能。     

皮克林乳液法制备聚柠檬酸酯/多壁碳纳米管导电弹性体

以羟基化多壁碳纳米管(MWCNT)为粒子型乳化剂,与聚柠檬酸-1,8-辛二醇-co-Pluronic F127酯(POFC)预聚体乳液混合,形成类似皮克林乳液的分散液,并通过溶液浇铸及真空固化得到POFC/MWCNT导电弹性体。结果表明:MWCNT与POFC预聚体超声混合后可形成稳定的乳液,其固化成形后使最终的POFC/MWCNT弹性体表现出良好的导电性能和力学性能;体积电阻率由纯POFC的(6.89±0.55)×10⁸Ω·cm降至(2.43±0.29)×10Ω·cm;拉伸强度最高增至纯POFC的2.85倍,断裂伸长率最高增至纯POFC的1.53倍;MWCNT的加入也略微增加了弹性体的疏水性。     

Influence of Surface Modified MWCNTs on the Mechanical, Electrical and Thermal Properties of Polyimide Nanocomposites

Polyamic acid, the precursor of polyimide, was used for the preparation of polyimide/multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) nanocomposite films by solvent casting technique. In order to enhance the chemical compatibility between polyimide matrix and MWCNTs, the latter was surface modified by incorporating acidic and amide groups by chemical treatment with nitric acid and octadecylamine (C₁₈H₃₉N), respectively. While the amide-MWCNT/polyimide composite shows higher mechanical properties at low loadings (<3 wt%), the acid-MWCNT/polyimide composites perform better at higher loadings (5 wt%). The tensile strength (TS) and the Young’s modulus (YM) values of the acid-MWCNT/polyimide composites at 5 wt% MWCNT loadings was 151 and 3360 MPa, respectively, an improvement of 54% in TS and 35% in YM over the neat polyimide film (TS = 98 MPa; YM = 2492 MPa). These MWCNT-reinforced composites show remarkable improvement in terms of thermal stability as compared to that for pure polyimide film. The electrical conductivity of 5 wt% acid modified MWCNTs/polyimide nanocomposites improved to 0.94 S cm ⁻¹ (6.67 × 10 ⁻¹⁸ S cm⁻¹ for pure polyimide) the maximum achieved so far for MWCNT-polyimide composites.     

无Co双钙钛矿结构中温固体氧化物燃料电池阴极材料SmBaFeNiO5+δ及其性能优化

用溶胶–凝胶法合成了无Co的双钙钛矿SmBaFeNiO_5+δ(SBFN)阴极材料,并引入Sm_0.2Ce_0.8O_1.9 (SDC)电解质材料制备复合阴极,降低热膨胀系数和优化性能。研究表明:SBFN在30~900℃的平均热膨胀系数为14.1×10^-6 K^-1,SBFN–SDC15 (质量比为85:15)复合阴极的平均热膨胀系数降为12.0×10^-6 K^-1。SBFN在425℃时电导率具有最大值,为48 S/cm。700℃时SBFN|SDC|SBFN对称电池的界面极化阻抗(Rp)为0.386Ω·cm²。在SBFN中引入SDC可以改善其电化学性能,SBFN–SDC10 (质量比为90:10)复合阴极具有最低的Rp,为0.224Ω·cm²。800℃时,以SBFN和SBFN–SDC10为阴极的单电池,最大功率密度分别为367.6 m W/cm²和507.8 m W/cm²。     

固体氧化物燃料电池双钙钛矿陶瓷阳极缺陷结构设计与性能调控

研究了固体氧化物燃料电池Sr₂Fe Mo_0.6Mg_0.25Al_0.15O₆ (SFMMA)双钙钛矿阳极的晶体缺陷结构、热膨胀性能、电荷传输特性、氧化还原稳定性以及电化学性能。结果表明:SFMMA室温下为I 4/m四方结构,400℃时材料转变为F m 3 m立方结构。SFMMA材料的实际晶体结构式为Sr₂(Fe_0.75Mg_0.25)(Mo_0.6Fe_0.25Al_0.15)O6-δ,材料晶格中含有大量反位缺陷FeB’以及—Fe_B—O—Fe_B’—键,有利于氧空位的形成及氧离子的迁移扩散。SFMMA的热膨胀系数在25~400℃和400~900℃范围内分别为13.0×10^–6K^–1和17.6×10^–6K^–1,在氢气气氛下600~900℃温度范围内电导率超过35 S·cm^–1,并且具有较快的氧表面交换特性以及非常优异的氧化还原循环结构稳定性。在900,850,800℃和750℃时,湿润H₂(3%H₂O,50 m L/min)气氛中,SFMMA/La_0.4Ce_0.6O₂(LDC)/La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O₃(LSGM)/LDC/SFMMA对称半电池面比电阻分别为0.096,0.142,0.239Ω·cm²和0.447Ω·cm²。以SFMMA为阳极组装电解质支撑型单电池SFMMA/LDC/LSGM (300μm)/Pr Ba_0.5Sr_0.5Co_1.5Fe_0.5O₅+δ,850℃时电池最大功率密度可达886 m W·cm^–2。     

石墨烯/二氧化钛对PVC薄膜性能影响

以石墨粉和三氯化钛为原料,通过Hummers和水解法制备得石墨烯/二氧化钛(G/TiO₂),将G/TiO₂作为填料添加到聚氯乙烯(PVC)中,探究其对PVC薄膜性能的影响。结果表明,添加G/TiO₂提高了PVC薄膜的力学性能、抗静电性能和耐紫外老化性能。添加G/TiO₂的PVC薄膜的拉伸强度由纯PVC薄膜的12.79 MPa提升至22.74 MPa,提高了77.80%,断裂伸长率由77.73%提升至98.23%,提高了26.37%,表面电阻由大于1.034×10¹²Ω降低至8.156×10⁵Ω,达到抗静电材料要求;经过150 h紫外老化后,纯PVC薄膜的拉伸强度由12.79 MPa降低至8.49 MPa,下降了33.62%;添加G/TiO₂的PVC薄膜的拉伸强度由22.74 MPa降低至18.54 MPa,仅下降18.64%。     

磷酸酯反应型乳化剂在叔丙乳液中的应用及防腐性能

采用新型环保型磷酸酯反应型乳化剂（LRP-10）替代常规的非反应型乳化剂,新癸酸乙烯酯（VV-10）为叔碳单体,采用半连续种子乳液预乳化法合成叔丙乳液。探究了乳化剂种类、用量以及VV-10用量对乳液及涂膜的凝胶率、吸水率、耐水性、Ca²⁺稳定性和附着力等性能的影响,并通过FTIR、TEM、粒径、接触角和电化学测试对乳液及涂膜进行了结构与防腐性能表征,分析其防腐机理。结果表明,与常规乳化剂制得的纯丙乳液相比,当LRP-10用量为2%,分配比为种子乳液∶预乳化液为1.5∶0.5,VV-10用量为10%时,制得的叔丙乳液涂膜吸水率为由18.87%下降到2.18%,耐水测试168h后涂膜仅轻微发白,很快恢复,涂膜水接触角由50.5°提高至85.5°。涂层阻抗由1.40069×10⁶Ω·cm²提高至7.38137×10⁸Ω·cm²,腐蚀电流密度最小为1.2268μA/cm²,腐蚀电位最正为-0.19753V。LRP-10的反应性及钝化作用与VV-10的疏水与屏障作用产生协同效应,形成“双层屏障”,使水性丙烯酸涂膜的防腐性能大幅提高。     

赤泥对聚乳酸热性能、力学性能和发泡行为的影响研究

通过熔融共混法制备了二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）改性的聚乳酸/赤泥（PLA/RM）复合材料,并利用超临界CO₂固相发泡法对复合材料进行发泡,采用差示扫描量热仪、万能试验机和固相发泡法对复合材料的结晶行为、力学性能和发泡行为进行了研究。结果表明,RM对PLA具有促进结晶的效果,结晶度由5.34 %提高至13.89 %;RM含量对材料的泡孔参数具有明显控制作用;当加入5 %（质量分数,下同）的RM时,发泡材料的泡孔密度降低至1.82×10⁷ 个/cm³,发泡倍率达到2.25倍,当RM为3 %时添加MDI时,泡孔密度由3.28×10⁷个/cm³提高到12.46×10⁷个/cm³,发泡倍率由2.26倍提高到12.40倍;RM和MDI协同作用对PLA泡沫的泡孔形态和力学性能具有显著的调控作用。     

微弧氧化表面的溶胶-凝胶涂料封孔及其耐腐蚀性研究

使用紫外光辅助溶胶 -凝胶的光化学工艺,在微弧氧化的铝合金纤维表面涂敷一层封孔层,封孔层能够有效地将多孔的微弧氧化膜封闭,显著提高铝合金纤维的耐腐蚀性能。对微弧氧化后和封孔后的铝合金纤维进行电化学分析,结果显示,封孔后铝合金纤维的腐蚀电位从 -0.651 V正移至 -0.368V。腐蚀电流密度 Icorr从 6.02×10^-6 A/cm²降低到 9.58×10^-10 A/cm²,极化电阻 R_p从 5.4×10³ Ω·cm²增加到 4.5× 10⁴Ω·cm²,紫外光处理过的封孔膜层的腐蚀速率显著降低,铝合金纤维的耐腐蚀性能显著提高。