乳化沥青/地质聚合物复合材料的制备及力学性能研究

本文研究了乳化沥青/地质聚合物复合材料的不同成型工艺、不同养护温度以及不同乳化沥青掺量对材料性能的影响。以复合材料的抗压强度、抗折强度和弹性模量为指标,并采用了SEM、XRD对试件断面以及样品进行了分析。结果表明复合材料最佳养护温为60℃,随着乳化沥青掺量的提高,复合材料的抗压强度有所降低,抗折强度先小幅升高,后下降并趋于一个平稳值,材料的弹性模量降低明显;通过断裂曲线,结合SEM、XRD,对复合材料的成型工艺和断裂机理进行了简单分析,可发现复合材料的断裂模式由原来的脆性断裂变为假塑性断裂模式。结果表明该材料具有凝结硬化时间合适、力学性能好,制备的复合材料最高抗压强度超过普通沥青混凝土、抗折强度可达17.9 MPa、弹性模量最低可至400 MPa。     

不同初始pH值对α-磷酸三钙水化产物的影响

方向二维择优生长,针状水化产物沿c轴择优取向生长。X射线衍射和Fourier红外光谱测试结果表明：初始pH值大于5时,水化产物为缺钙型羟基磷灰石,含有少量CO32-和HPO42-,且HPO42-含量随初始pH值的升高而降低。     

高温润湿特性对玻璃/陶瓷复相体系烧结特性和微观结构的影响

重点研究了Al2O3、金红石TiO2陶瓷相与BaO-B2O3-SiO2玻璃相之间的高温润湿特性及其对玻璃/陶瓷复相材料烧结特性和微观结构的影响.研究表明BaO-B2O3-SiO2/Al2O3之间的接触角大约只有24,两者之间良好的润湿性使玻璃相更容易填满氧化铝之间的孔隙而使致密度提高;而BaO-B2O-SiO2/TiO2之间的接触角大约为124,两者之间不好的润湿性使玻璃相不容易填满金红石之间的孔隙而使致密度难以提高;玻璃与陶瓷之间不同的润湿特性造成玻璃/陶瓷复相材料烧结驱动力的差异,从而导致烧结特性和微观结构明显不同.     

LTCC水基流延生带材料的制备与叠层性能

利用硼硅酸盐玻璃和氧化铝陶瓷复合制备了相对介电常数为7～9的LTCC材料粉体,利用苯丙乳液作为粘结剂,甘油作为增塑剂,成功制备出了浆料固含量高、稳定性好的水基流延浆料; 该工艺制备的生带材料表面光滑,强度高,且容易在室温下叠层,经过850～900 ℃烧结,其相对体积密度最高可以达到96%以上;以上述LTCC生带为原材料,在室温条件下制备了烧结性能良好的叠层器件,具有很好的应用前景.     

水基流延工艺制备氧化铝生带材料研究

利用水基流延法,选用纯丙乳液作为粘结剂,成功制备出表面光滑、结构均匀、柔韧性良好、强度较高的Al2O3生带材料,并发现当分散剂聚丙烯酸铵(PAA-NH4)含量为2.5%(质量分数)、粘结剂纯丙乳液用量为27%～28%(体积分数)、pH值为9.5～10时可制备出稳定性良好、流动性适宜的α-Al2O3的水基流延浆料.对纯丙乳液进行了DTA和TGA热分析,在此基础上确定流延素片的排胶温度在500℃;将该工艺制备的α-Al2O3流延素片在1650℃并保温2 h的烧结条件下,获得了强度和致密度都较高的烧结体,其中烧结较好的流延片的相对密度达到94.5%.     

地质聚合物微球的制备及对染料的吸附

以偏高岭土和改性水玻璃为原料，采用分散悬浮固化法制备偏高岭土基地质聚合物微球（GM）。使用扫描电子显微镜、比表面积及孔径分布测试仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线粉末衍射仪对其进行结构表征，并研究了GM对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明：GM对亚甲基蓝的吸附基本符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型，333 K时最大理论吸附量为100.1 mg/g。GM对亚甲基蓝的吸附是自发吸热过程。使用后的GM在5次循环利用后，GM对MB的去除率仍然可达81.56%，易于回收和再生。分析了GM对不同阴阳离子型染料的吸附效果，结果表明，GM对阳离子型染料具有选择性吸附。GM是一种低价、有效、绿色、可循环利用的吸附剂，可用于去除水中阳离子型染料污染物。     

晶须形中空多孔氮掺杂复合碳电极材料的制备及电化学性能研究

中空多孔碳因其低密度、大孔容、高比表面积以及优良的电导率,被视为一种理想的电负极材料。以纳米碳酸钙晶须为模板剂,负载聚多巴胺薄膜与氧化石墨烯,作为碳源与氮源,制备出晶须形中空多孔碳材料(Cw-GO),应用于锂离子电池负极。碳化过程中,碳酸钙晶须经高温分解释放出大量二氧化碳,刺破碳前体壳层,具有高效扩孔功能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附仪对样品形貌和结构进行了表征,利用循环伏安(CV)、阻抗谱(EIS)、循环充放电(GCD)对样品进行电化学性能检测。结果表明,复合材料Cw-GO在500 mA·g~(-1)的电流密度下,其初始放电比容量可达到1185.9 mA·h·g~(-1),在循环200次后,比容量为921.8mA·h·g~(-1),库仑效率基本保持在99.4%,表现出优异的电化学性能。     

疏水SiO2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯（PVDF）为支撑层,选用疏水性纳米SiO₂粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO₂在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO₂添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO₂添加量为4%（质量）时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m^-2·h^-1和542。     

地质聚合物原位合成八面沸石膜及其渗透汽化性能

以煅烧高岭土和水玻璃为原料制备地质聚合物,采用水热合成法原位合成了自支撑八面沸石(简称FAU型)膜。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、万能压力试验机表征了沸石膜材料的抗压强度和微观结构,通过渗透汽化实验及数学模型考察了乙醇/水混合物体系进料组成和温度对沸石膜的渗透通量以及分离因数的影响。结果表明:该沸石膜表面的晶粒细小,膜覆盖完全且连续致密;提高养护时间有利于提高地质聚合物的压缩强度,提高水热时间有利于改善FAU型沸石膜表面形貌和相组成。在进料温度为50℃、原料中乙醇的含量为70%的优化条件下,FAU型沸石膜具有较高的渗透通量和分离因数,其渗透通量和分离因数分别达到1.41kg/(h m2)和16.8。     

有机蒙脱土协同卤锑阻燃剂阻燃HDPE研究

针对高密度聚乙烯(HDPE)的易燃性,以高密度聚乙烯与有机蒙脱土(OMMT)、卤锑阻燃剂(DBDPE/Sb2O3)熔融共混制成HDPE/有机蒙脱土阻燃复合材料,研究了有机蒙脱土(OMMT)与卤锑阻燃剂在复合材料中的阻燃协效性,并对复合材料进行了极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级(UL-94)、力学性能和热稳定性测试。结果表明:有机蒙脱土与卤锑阻燃剂对HDPE具有良好的阻燃协效作用。HDPE/OMMT阻燃复合材料的LOI由纯HDPE的19.6%提高至27.8%,垂直燃烧等级则由"完全燃烧"逐渐提高至V-0级,且燃烧时不产生熔滴,具有良好的成炭效应;其拉伸强度由13.24MPa提高至24.53MPa,力学性能表现良好;其失重率由纯HDPE的96.17%降至90.37%,热稳定性得到提高。HDPE/OMM4阻燃复合材料也有类似情况,且其各项性能指标表现更好。