水性无铬锌铝防腐涂料的研制

以高模数硅酸盐代替传统铬酐黏结剂,实现无铬黏结,采用硅烷偶联剂对颜料铝粉表面进行包覆改性,以此改性铝粉制备水性锌铝涂层,同时添加一定浓度的磷钼酸钠缓蚀剂提高涂层防腐性能。研究了硅烷偶联剂种类和用量对包覆铝粉在水性体系中分散稳定性的影响,同时考察了缓蚀剂浓度对涂层耐腐蚀性能的影响。通过SEM、EDS、EIS等分析方法对颜料铝粉及涂膜性能进行了表征。结果表明:经5%的WD-60包覆改性后的颜料铝粉分散稳定性较好;添加1%的磷钼酸钠缓蚀剂所制备的锌铝涂层耐腐蚀性能明显提高。     

SiO2包覆改性铝粉的制备及对水性富铝涂料性能的影响

以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料，采用溶胶-凝胶法制备了应用于水性涂料体系的SiO₂包覆改性铝粉，通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和析氢试验对改性铝粉的表面形貌、成分和在水性涂料中的稳定性进行表征，通过长期贮存试验和电化学测量技术考察了含铝粉涂层的贮存稳定性和耐蚀性。结果表明：改性铝粉表面形成了致密的SiO₂保护膜，而球状铝粉的包覆效果要好于片状铝粉。经50℃析氢试验100 h后，1 000目和2 000目的改性球状铝粉的析氢量较改性前下降了99%以上。以改性球状铝粉制备的水性涂料放置6个月后状态良好，其涂层与含未包覆铝粉的涂层相比具有更好的耐蚀性。     

导读

正陈刚等以高模数硅酸盐代替传统铬酐黏结剂,实现无铬黏结,采用硅烷偶联剂对颜料铝粉表面进行包覆改性,以此改性铝粉制备水性锌铝涂层,同时添加一定浓度的磷钼酸钠缓蚀剂提高涂层防腐性能。研究了硅烷偶联剂种类和用量对包覆铝粉在水性体系中分散稳定性的影响,同时考察了缓蚀剂浓度对涂层耐腐蚀性能的影响。张理等利用环氧乳液与聚酰胺固化剂为主要原料设计配方,制备高性能水性双组分环氧底漆。在试验中分     

纳米铝粉表面包覆及活性铝分析研究

铝是重要的金属燃料,纳米铝粉粒径小,表面能高,具有较高活性,在含能材料领域有很高应用价值。但其小尺寸效应使纳米铝表面很容易生成一层氧化铝薄膜,因此纳米铝表面包覆是国内外学者研究的热点。本文概述了近几年纳米铝粉的制备方法和表面包覆改性研究进展,分析了包覆材料、包覆工艺中包覆材料与纳米铝的比例、活性铝质量分数分析研究所取得的成果,指出了包覆纳米铝颗粒在体系中的分散性能、铝的氧化机理以及活性纳米铝质量分数分析将是接下来较长时间的研究主题。     

利用多重光散射法对纳米TiO2水分散体系稳定性研究

通过多重光散射法研究了纳米TiO2水分散体系稳定性的影响因素。文章探讨了分散剂类型、pH和NaCl质量浓度对水分散体系稳定性的影响规律以及分散剂对纳米TiO2颗粒在水分散液中粒径变化、沉降的微观作用特性。结果表明：纳米TiO2颗粒的粒径在100～200 nm时易相互吸附团聚沉降,分散剂会在纳米TiO2颗粒表面吸附形成双电层,产生更大Zeta电位负值,增强颗粒间的排斥作用,减缓粒径增长和发生沉降的作用,从而提升分散液稳定性;纳米TiO2颗粒的较佳分散条件为：w(六偏磷酸钠)=0.05%,pH=9～10且不加电解质NaCl;多重光散射法与传统的吸光度测试实验所得结果基本相符。     

纳米SiO2/Al复合粒子的制备

利用在活化微米金属铝粉表面包覆纳米SiO2致密膜的方法，以对推进剂燃烧具有催化作用的纳米膜取代了铝粉表面本身的惰性氧化层。分析了纳米膜包覆的形成机理，并以此制备了纳米SiO2／A1复合粒子。通过检测分析，发现包覆前后颗粒粒度变化不明显，包覆膜的厚度在10nm左右，与铝粉本身的氧化层厚度相当；发现复合颗粒表面有Si-O-Si反对称伸缩振动峰及Si-O-Si弯曲振动吸收峰，表明包覆膜为SiO2。     

pH和温度对PDA在罗丹明B染料还原中催化性能的影响

多巴胺在碱性溶液中发生氧化自聚得到聚多巴胺(PDA),PDA颗粒表面的强粘附性和所含活性官能团使其在多功能复合材料的制备中具有广泛应用。利用PDA的弱还原性和粘附性可原位制备纳米金颗粒,并使得其负载于PDA表面得到PDA@Au复合颗粒;通过对比不同溶液pH及不同反应温度条件下PDA和PDA@Au催化性能的差异发现,两者均可催化罗丹明B的降解反应,但PDA@Au的催化效率远高于PDA,且其催化活性基本不受溶液pH的影响。为简单、高效、普适的催化剂体系的制备提供了新思路。     

聚多巴胺修饰纳米SiO2颗粒

纳米SiO₂颗粒粒径小、比表面积大,广泛用做填料、涂料、催化剂等。由于纳米SiO₂颗粒表面能高、亲水性强、易团聚、在聚合物基体中的分散性差,需要对其表面修饰改性。多巴胺（DA）分子具有类似贻贝分泌的黏附蛋白的结构单元儿茶酚和活性基团氨基,在碱性条件下,通过氧化自聚可在多种材料表面沉积,形成富含活性基团的聚多巴胺（PDA）包覆层,可进行二次修饰,是近期发展的一种新型表面修饰方法。本文针对纳米SiO₂颗粒表面的PDA功能化修饰,分析了该修饰方法的工艺特点及优势,阐述了SiO₂@PDA纳米颗粒及SiO₂/PDA共聚复合颗粒的制备路线及应用,总结了SiO₂@PDA颗粒表面二次功能化修饰的研究进展。分析表明,SiO₂@PDA表面易于接枝功能化聚合物分子,并可负载功能纳米颗粒,有利于拓展SiO₂纳米颗粒的多功能应用。关于多巴胺与SiO₂纳米颗粒的表面反应机制、沉积动力学、聚合机理等仍需进一步研究。     

纳米氧化锌包覆SiO_2和SiO_2/Al_2O_3改性粉制备及表征

采用液相沉积法对纳米氧化锌进行表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性,并用IR、XRD、TG-DSC对其表面结构进行了表征,用紫外-可见分光光度计对其紫外屏蔽性能进行了检测,采用Zeta电位测定仪、静态沉降实验等分析手段考察了改性前后纳米氧化锌在水体系中的分散稳定性。结果表明,在ZnO表面形成的包覆物是以非晶态形式存在的,通过表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性后纳米氧化锌对紫外光的屏蔽性能有所下降,明显提高了氧化锌的表面羟基含量,有效改变了氧化锌的等电点,显著提高了纳米氧化锌在水中的分散稳定性。     

利用多重光散射法研究纳米TiO_2水分散体系稳定性

通过多重光散射法研究了纳米Ti O_2水分散体系稳定性的影响因素。探讨了分散剂类型、p H和Na Cl质量浓度对水分散体系稳定性的影响规律以及分散剂对纳米Ti O_2颗粒在分散液中粒径变化、沉降的微观作用特性。结果表明:纳米Ti O_2颗粒的粒径在100~200 nm时易相互吸附团聚沉降,分散剂会在纳米Ti O_2颗粒表面吸附形成双电层,产生更大的Zeta电位负值,增强颗粒间的排斥作用,减缓粒径增长和颗粒沉降,从而提升分散液的稳定性;纳米Ti O_2颗粒的较佳分散条件为:w(六偏磷酸钠)=0.05%,p H=9~10且不加电解质Na Cl;多重光散射法与传统的吸光度测试实验所得结果基本相符。     

铝粉氧化对端羟基聚丁二烯界面吸附影响的分子模拟

为研究铝粉氧化对丁羟推进剂黏合剂界面吸附的影响,采用分子动力学方法和COMPASS力场,分别对端羟基聚丁二烯(HTPB)在Al和Al_2O_3不同晶面吸附进行了模拟计算,求得界面吸附能和静态力学性能(弹性系数、模量和泊松比),结合吸附能和径向分布函数揭示了界面相互作用本质.模拟结果表明,采用HTPB包覆后的Al和Al_2O_3刚度降低,弹性增强;HTPB在Al_2O_3的晶面吸附能远高于在Al晶面,HTPB与Al晶面只存在范德华力作用,而在Al_2O_3的界面吸附主要由静电作用引起.     

Effect of Iron Coating on Thermal Properties of Aluminum‐Lithium Alloy Powder

Aluminum‐lithium alloys are widely studied to improve performance in energetic materials. However, their high reactivity causes severe surface oxidation over micro‐Al particles in storage, resulting in significant deterioration in the overall performance. This study deals with the effect of iron coating on thermal properties and aging stability of aluminum‐lithium alloy powder. Gas atomized Al‐3Li (3 wt. %) alloy powder was prepared and then successfully coated with nano‐sized iron film by modified chemical liquid deposition method. The morphology, thermal properties and combustion enthalpies were characterized by SEM/EDX, TG/DTA and oxygen bomb calorimeter. The results showed that Fe/Al‐3Li composite powder presented obvious core‐shell structure and the outer iron film was very uniform and compact. Significantly enhanced thermal reactivities of Al‐3Li alloy powder and Fe/Al‐3Li composite powder were achieved compared with pure Al. In addition, aging studies indicated that, after coating, the reactivity decay rates of alloy powder decreased significantly, and the mass combustion enthalpies remained basically stable, which demonstrated that iron coating indeed prevented pre‐oxidation of the alloy powder and improved its aging stability.     

有机羧酸改性氮化铝粉体的抗水解性能

采用有机羧酸和PEG作为表面活性剂对工业AlN粉体进行表面改性处理,研究了改性前后AlN粉体的抗水解特性以及表面改性机制。研究结果表明,AlN表面与水分子发生化学反应,导致溶液的pH值迅速提高,表面包覆有机羧酸可有效地改善AlN粉体的抗水解性能;AlN粉体在水中浸泡48h后,氮含量基本保持不变,除了AlN晶相外,没有其他晶相出现,且改性粉体在高剪切应力的水基球磨介质中也保持较强的稳定性。     

Al@GAP复合粒子对LLM-105热分解性能的影响

为防止铝粉在存储中氧化失活,同时为含铝炸药配方设计提供借鉴,采用聚叠氮缩水甘油醚(GAP)对不同尺寸Al粉(平均粒径分别为50nm和1~2μm)进行包覆改性,获得Al@GAP复合粒子;采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征其形貌;用差示扫描量热法(DSC)对不同质量比的(Al@GAP)/LLM-105混合体系的热分解过程进行了研究。结果表明,采用两步包覆法获得了不同尺寸Al粉表面包覆GAP的核壳结构复合粒子;相较于包覆前的微米级Al粉,加入GAP包覆的纳米Al粉后混合体系的热分解峰温明显降低;当Al粉质量分数大于10%时,GAP包覆后的(Al@GAP)/LLM-105混合体系的熵变(ΔS~≠)和焓变(ΔH~≠)较Al/LLM-105混合体系有所减小;(Al@GAP)/LLM-105混合体系的活化能、热爆炸临界温度及热力学参数ΔS~≠和ΔH~≠随纳米Al粉含量的增加而降低,当Al粉质量分数为30%时,较LLM-105分别降低4kJ/mol、3℃、4.3J/(mol·K)、4.2kJ/mol。     

Modification of thermoplastic polyurethane nanofiber membranes by in situ polydopamine coating for tissue engineering

To improve the interaction between cells and scaffolds, the appropriate surface chemical property is very important for tissue engineering scaffolds. In this work, the dopamine (DA) was first introduced into thermoplastic polyurethane (TPU) matrix to obtain TPU/DA nanofibers by electrospinning. Subsequently, the TPU@polydopamine (PDA) composite nanofibers with core/shell structure were fabricated by in situ polymerization of PDA. In comparison with TPU nanofibers, the uniformization of PDA coating layer on the surface of TPU/DA composite nanofibers significantly increased due to the addition of DA, which used as the active sites to guide the PDA particles accumulated along with the fiber direction. The hydrophilicity and water uptake ability of TPU@PDA composite nanofibers were larger than those of TPU nanofibers. The TPU@PDA composite nanofibers possess excellent comprehensive mechanical properties of high strength, stiffness, elasticity, and recoverability because of the hydrogen bonding occurrence between PDA and DA, as well as between PDA and TPU matrix. The attachment and viability of mouse embryonic osteoblasts cells (MC3T3-E1) cultured on TPU@PDA composite nanofibers were obviously enhanced compared with TPU nanofibers. Those results suggested that the modified TPU@PDA composite nanofibers have superior mechanical and biological properties, which promoting them potentially useful for tissue engineering scaffolds.     

铝含量和含氟有机化合物对丁羟推进剂燃烧性能的影响

为进一步提高HTPB推进剂的能量并抑制铝粉在燃烧过程中的团聚,制备了铝粉质量分数为16%~22%的端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂,并分别加入含氟有机化合物(OF)作为铝燃烧促进剂,研究了铝含量和OF对HTPB推进剂燃烧性能的影响;使用氧弹量热仪测定了推进剂在氩气氛围下(3 MPa)的爆热;收集在3 MPa下推进剂燃烧的凝聚相产物,采用激光粒度仪、X射线光电子能谱仪(XPS)及X射线衍射仪(XRD)等分别对其进行粒度分布、元素和物相分析;通过线扫描摄像机和高压燃烧室系统测定推进剂的燃速;利用高速摄影系统观察推进剂燃面上熔铝粒子的团聚过程。结果表明,HTPB推进剂在铝粉质量分数为20%时实测爆热最大,含氟有机物OF的引入使得爆热有所下降;随着HTPB推进剂中铝含量的提高,燃面上熔铝粒子的团聚愈加严重,凝聚相燃烧产物的尺寸和残留铝含量均逐渐增加;加入含氟有机物OF能够促使-Al2O3和AlF3的生成,有效抑制铝颗粒在燃烧过程中的团聚,使凝聚相燃烧产物的尺寸和残留铝含量显著降低,当铝粉质量分数为20%时,OF的加入使得残留铝的生成率降低了50%;较低的铝含量和OF的添加有利于HTPB推进剂燃速的提高。     

环氧树脂/聚多巴胺改性铝粉导热绝缘复合材料的制备与性能研究

采用化学包覆的方法在平均粒径分别为4.5 μm和20 μm的铝(Al)粉上包覆一层有机聚多巴胺(PDA),以环氧树脂(EP)为基体,包覆改性后的铝粉（PDA@Al）为导热填料,采用浇铸法制备了高导热绝缘环氧基复合材料(EP/PDA@Al)。结果表明,PDA@Al的加入有利于提高EP的热稳定性以及热导率,且当PDA@(20 μm)Al的含量为20 %(质量分数,下同)时,复合材料的热导率为0.521 W/（m·K）,相比纯EP的热导率提高了184 %;相对纯Al填充的EP复合材料,EP/PDA@Al复合材料的绝缘性能显著提高。     

铝包膜TiO2的膜层结构对颜料性能的影响

以偏铝酸钠为包膜剂，采用液相沉淀法在TiO2粒子表面包覆Al2O3膜。采用TEM、SEM、XRF等手段表征无机膜层，通过测试包膜TiO2样品的耐候性、光泽度、亮度等评价其颜料性能。研究以HRTEM结合晶格计算分析膜层氧化铝晶型，并对包膜pH和温度对包膜TiO2的膜层结构和颜料性能的影响进行了实验研究。结果表明，酸性条件下包膜TiO2的膜层氧化铝为无定形，样品耐候性较优；pH=10时膜层氧化铝为勃姆石型和拜耳石型混合晶型，以勃姆石型为主，产品颜料性能优异；pH>11时膜层氧化铝为拜耳石型，产品颜料性能较差。温度升高会增加膜层氧化铝的结晶度，提高包膜TiO2产品的颜料性能。     

氟化物包覆对镁铝合金与水催化反应效率的影响

为了提高镁铝合金与水的反应效率,采用氟化物对镁铝合金粉进行表面包覆,利用扫描电镜、X射线衍射仪和粒度分析仪对合金粉与高温水反应产物进行表征,对比研究了高温下不同比例的氟化物对镁铝合金与水催化反应效率的影响。结果表明,包覆氟化物的镁铝合金与高温水反应产物的粒径减小,分散性明显改善;固相燃烧产物中主要包含Al_2MgO_4、MgO和Al,表明Al未完全反应;合金粉包覆氟化物后铝的反应效率明显提高,其中,包覆质量分数2%氟橡胶和2%有机氟化物的合金粉反应效率高达89.7%,与未包覆样品相比提高了14.6%。     

Investigation of aluminum particle combustion in the flame of solid rocket propellants

Aluminum is widely used in modern solid rocket propellants for many purposes, but mainly to increase the specific impulse by raising the flame temperature. Most of the aluminum present in the powder state in the propellant does not vaporize on the burning surface, tending later to agglomerate into large particles difficult to burn even in the flame. The aim of this work is to study the behavior of the aluminum particles on the burning surface and in the gaseous region of the propellant flame structure. Different diagnostic techniques have been used: SEM on the burning surface of extinguished samples, pictures taken during combustion by filtered still camera, and a newly developed laser diagnostic. By the use of an UV laser beam and a high-speed-shutter TV camera, the Al particles on the burning surface have been visualized. A suitable image processor to extract information from the frames has been adopted. Tests on an HTPB. 12/AP.68/Al.20 propellant in the pressure range 10–50 atm have been performed. Results show the reliability of the diagnostics used here and have contributed to a better characterization of the tested propellant.Published in Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 29, No. 3, pp. 115–119, May–June, 1993.