分子结构对含氟丙烯酸酯嵌段聚合物/环氧树脂自分层涂料的影响

利用电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET-ATRP)合成了一系列不同共聚组成及相对分子质量的聚甲基丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯(PBMA-b-PDFHMA)嵌段共聚物,并将其与环氧树脂E-20共用制备了混合涂料.基于各个组分及基材的表面能对混合涂料的分层行为进行了理论预测.通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜证实了部分涂料在固化阶段发生了明显的分层行为.当相对分子质量较小时,含氟链段的含量对分层行为影响不大;当相对分子质量较大,含氟链段含量高时,自分层行为才容易发生.当合氟嵌段聚合物相对分子质量为1×104,含氟链段占嵌段共聚物质量的20％时,自分层涂料漆膜分层情况最好且水接触角达到108°.当含氟嵌段聚合物相对分子质量为3×104,含氟链段含量为20％时,其综合性能最优.     

45钢离子氮碳氧三元共渗与QPQ处理对比研究EI北大核心CSCD

盐浴复合(QPQ)技术为公认的能同时提高金属材料耐腐蚀性和耐磨性的表面改性技术,但其推广使用受到环保制约。为开发绿色高效表面改性技术,探索了离子氮碳氧三元共渗(PNCO)技术,并与QPQ技术改性效果进行了对比研究。选择45钢为原材料,分别采用PNCO技术和QPQ技术进行表面改性。利用光学显微镜及扫描电子显微镜、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机、浸泡腐蚀实验对两种表面处理试样的截面显微组织、物相、表面及截面硬度、耐磨性和耐腐蚀性进行测试和分析。结果表明,在510℃×4 h工艺条件下,PNCO处理获得的化合物层厚度为20.14μm,有效硬化层厚度为59μm,截面最高硬度为760HV_(0.05),磨损率为1.39×10^(-3)g·N^(-1)·m^(-1),腐蚀失重率为0.39%。XRD结果分析表明,PNCO处理后渗层形成了Fe_(x)N化合物和以Fe_(3)O_(4)为主的氧化物相。PNCO和QPQ对比研究发现,两者表层硬度、耐磨性及耐腐蚀性均相近。本研究为绿色高效表面改性技术提供了可行的研究方向。     

单活性中心氧化还原体系引发N-异丙基丙烯酰胺在凹凸棒土表面的高效接枝聚合

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰凹凸棒土(ATP),然后分别与硝酸铈铵(CAN)和过硫酸铵(APS)构建单活性和双活性中心氧化还原引发体系,引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)接枝聚合制备杂化粒子。通过红外光谱、X射线光电子能谱、热失重分析和透射电镜等方法对杂化粒子进行了表征,比较了2种引发体系下的接枝效率,并详细研究了单活性中心引发体系下氧化剂和氢离子浓度及聚合温度对接枝率的影响。结果表明,单活性中心引发体系较适宜的聚合温度为30℃,氧化剂浓度为4 mmol/L,氢离子浓度为1.5 mol/L,聚合过程中的接枝效率远高于双活性中心引发体系,此条件下制得的杂化粒子的接枝率为33.3%,且具有明显的温度响应性。     

离子氮铝共渗方法及对42CrMo钢组织性能的影响

目的 研发离子氮铝共渗试验方法,达到不影响42CrMo钢基体组织性能前提下,显著提高试样表面硬度和耐磨性效果。方法 采用电解法在42CrMo钢表面沉积氢氧化铝膜,再在520 ℃/4 h工艺下进行离子氮铝共渗处理,并在相同工艺参数条件与传统离子渗氮进行对比。用光学显微镜、维氏显微硬度计、摩擦磨损测试机、X射线衍射仪及SEM对截面显微组织、截面硬度、耐磨性及物相等进行了测试和分析。结果 获得了离子氮铝共渗试验方法,在520 ℃/4 h相同工艺参数下,离子氮铝共渗形成的化合物层和有效硬化层厚度比常规离子渗氮显著增加,其中,化合物层厚度由17.24 μm增加到52.13 μm,有效扩散层从175 μm增加到1 050 μm,相当于等离子处理效率提升6倍;同时,渗层形成了AlN及FexAl强化相,大幅度提高了渗层的硬度及耐磨性能。表面硬度由750HV0.025提高到1 250HV0.025,摩擦因数由常规离子渗氮0.52下降到0.29,磨损率由常规离子渗氮3.22×10^?5 g/(m.N)下降到1.21×10^?5 g/(m.N),磨痕明显减轻。结论 采用电解硝酸铝生成氢氧化铝沉淀附着在工件表面作为预处理,获得了离子氮铝共渗试验方法,与常规离子渗氮相比,离子氮铝共渗形成了多层次渗层结构,大幅度提高常规离子处理效率、表面硬度及耐磨性。     

离子铝氮复合渗对渗层组织性能的影响

为解决高温渗铝存在的基体组织粗化及离子渗氮效率低等问题,研发离子铝氮复合渗。以调质态42CrMo钢为材料,先采用电解硝酸铝法在工件表面沉积氢氧化铝膜,然后进行离子渗氮处理,在不影响基体组织性能的前提下,研发离子铝氮复合渗创新技术。采用SEM、光学显微镜、EDS、XRD、显微硬度计、电化学工作站、摩擦磨损测试机及三维轮廓仪等测试手段,对离子铝氮复合渗层进行测试分析。研究结果表明,离子铝氮复合渗处理后,试样表层高效形成多层次化合物渗层,在（520℃/4 h）工艺条件下,化合物层由17.24μm增加到51.23μm,提升约3倍;有效硬化层由175μm增加到1 050μm,提升约6倍。同时,化合物层中形成高硬度AlN及FexAl相;表面硬度由离子渗氮750 HV0.025提高到1 250 HV0.025;渗层耐蚀耐磨性比离子渗氮大幅度改善,腐蚀速率由5.42μm/a降低到1.23μm/a;摩擦因数由5.2降低到2.9,磨痕明显变窄变浅,表面未有明显磨损裂纹。首次采用沉积氢氧化铝膜作为预处理,成功研发高性能离子铝氮复合渗技术。     

Al-3P变质Al-18Si合金的显微组织与力学性能

用Al-3P作为变质剂对Al-18Si合金进行变质处理,利用光学显微镜、Image Pro Plus 6.0软件、扫描电镜和万能电子试验机等研究变质剂加入量w(Al-3P)(0~1.0%)和变质温度(750~850℃)对合金显微组织与拉伸性能的影响。结果表明,变质处理后,初晶硅的尺寸减小,面积分数增大。当变质温度为800℃时,随w(Al-3P)增加,初晶硅的尺寸先减小后增大,初晶硅的面积分数先增大后减小,w(Al-3P)为0.6%时初晶硅尺寸最小,平均尺寸为14μm,w(Al-3P)为0.8%时初晶硅面积分数达到最大值14.4%。当w(Al-3P)为0.8%时,随变质温度升高,Al-18Si合金中的初晶硅面积分数减小,初晶硅尺寸先减小后增大,变质温度为800℃时初晶硅尺寸最小,约为15μm。与未变质的Al-18Si合金相比,在800℃加入0.8%Al-3P变质处理后,合金的抗拉强度和伸长率分别提高17.6%和109%,拉伸断口呈现明显的韧性断裂特征。     

正反向同时引发ATRP制备凹凸棒土/聚苯乙烯杂化粒子

通过脱醇法在凹凸棒土（ATP）表面接枝γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）实现氨基化（ATP-APTES）,再经酰胺化反应接枝α-溴代异丁酰溴,从而在ATP表面固载ATRP引发基团（ATP-Br）;最后以2,2-偶氮二异丁腈（AIBN）和ATP-Br为双组分引发体系进行正反向同时引发原子转移自由基聚合（SR&NI ATRP）制备ATP接枝聚苯乙烯杂化粒子（ATP@PS）。结果表明AIBN结合ATP-Br引发体系进行SR&NI ATRP具有活性/可控聚合的特征,随催化剂用量增大,体系过早偏离一级动力学行为。聚合温度在80℃,投料比为单体/催化剂/AIBN/ATP-Br=200/0.3/0.05/0.5的条件下,接枝聚合物和游离聚合物分子量差异随转化率（c）增大逐渐增加,转化率为31.1%时,两者分子量分布（PDI）均保持在1.54以下,ATP-Br表面ATRP引发基团的引发效率为6.3%。杂化粒子在PS基体中分散得到明显改善。     

含氟丙烯酸酯聚合物微球填充环氧树脂涂料的结构及性能EI北大核心CSCD

通过分散聚合制备了聚甲基丙烯酸十二氟庚酯和(甲基丙烯酸十二氟庚酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)共聚物微球,将其填入环氧树脂中得到聚合物微球/环氧树脂复合涂料。采用傅里叶变换红外光谱表征共聚微球表面的化学组成,通过扫描电子显微镜及激光粒度分析仪表征微球微观结构及粒径分布。通过电化学交流阻抗法测试复合涂层的耐腐蚀性能,经过60 d的测试,填入含氟聚合物微球漆膜的阻抗值依旧保持在10^(9)Ω·cm^(2),表明聚合物微球能够有效阻碍腐蚀介质的渗透使涂层达到长期耐腐蚀的效果,并且吸水率测试结果表明微球的填入可以将漆膜的吸水率从1.75%降低至0.7%。此外,通过紫外老化分析证明了含氟聚合物的加入能够改善漆膜的耐紫外老化性能。     

丙烯酸酯改性胺固化剂对环氧树脂防火涂料玻璃化转变温度及性能的调控EI北大核心CSCD

文中利用Michael加成反应得到了不同碳链长度的丙烯酸酯改性三乙烯四胺固化剂,并将其用于制备环氧树脂基膨胀防火涂料。采用核磁共振氢谱对所得改性固化剂进行了表征;差示扫描量热分析证明,将不同碳链长度的丙烯酸酯结构引入固化剂分子中可以有效对环氧树脂交联体系的玻璃化转变温度进行调节(玻璃化转变温度在41.4~101.5℃之间变化);采用热失重分析和极限耐火测试对防火涂料的防火效果进行了测试;采用扫描电镜对耐火测试后炭层的微观形貌进行了分析。结果表明,涂料的防火性能与固化剂的种类即固化体系的玻璃化转变温度密切相关,当采用丙烯酸十二烷基酯改性三乙烯四胺为固化剂时,固化环氧树脂的玻璃化转变温度为87.6℃,其防火涂料的极限耐火时间最长,达到43.2min,膨胀倍率为12,拥有致密、连续的炭层结构,其平均孔径为1.75μm。同时,丙烯酸酯改性三乙烯四胺制备的环氧漆膜的耐紫外老化性能和韧性都得到了提高。     

含氟丙烯酸酯聚合物微球填充环氧树脂涂料的结构及性能

通过分散聚合制备了聚甲基丙烯酸十二氟庚酯和(甲基丙烯酸十二氟庚酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)共聚物微球，将其填入环氧树脂中得到聚合物微球/环氧树脂复合涂料。采用傅里叶变换红外光谱表征共聚微球表面的化学组成，通过扫描电子显微镜及激光粒度分析仪表征微球微观结构及粒径分布。通过电化学交流阻抗法测试复合涂层的耐腐蚀性能，经过60 d的测试，填入含氟聚合物微球漆膜的阻抗值依旧保持在109Ω·cm2，表明聚合物微球能够有效阻碍腐蚀介质的渗透使涂层达到长期耐腐蚀的效果，并且吸水率测试结果表明微球的填入可以将漆膜的吸水率从1.75%降低至0.7%。此外，通过紫外老化分析证明了含氟聚合物的加入能够改善漆膜的耐紫外老化性能。