溶胶-凝胶法制备防腐耐磨杂化涂层的研究进展

有机无机杂化涂层兼有机涂层和无机涂层的双重特点和性能,具有优良的机械性能和阻隔作用,成为材料防护涂层研究的热点。阐述了溶胶-凝胶法合成有机/无机杂化涂层材料的原理和步骤,介绍了有机/无机杂化涂层在材料防腐耐磨方面的研究现状,提出了利用溶胶-凝胶法制备防腐耐磨杂化涂层存在的一些问题。     

短切碳纤维对天然橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

以天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)为基料,以短切碳纤维(SCF)为添加剂,制备了SCF/NR/BR复合材料,考察了SCF用量对NR/BR的摩擦性能及力学性能的影响。结果表明,SCF可增强NR/BR基体的强度,增大其硬度。在NR/BR混合胶中加入15份SCF可以降低混合胶的摩擦系数,减少混合胶的磨损量,提高混合胶的耐磨性能。SCF增强的NR/BR在摩擦过程中发生了磨粒磨损和黏着磨损,形成了卷曲磨屑。     

面料防水整理工艺的实验研究

生产实践中防水整理的工艺对面料防水效果有较大的影响,现通过实验得出最佳的防水整理工艺:整理剂浓度为30g/L,烘焙时间3min,烘焙温度为170℃,优化工艺将对公司以后的生产实践有着重要的指导意义。     

纳米氧化锌填充丁腈橡胶摩擦磨损机制研究

利用机械共混与热模压工艺制备四针氧化锌与纳米氧化锌填充丁腈橡胶(NBR),采用硫化仪和硬度仪分析2种氧化锌填充NBR材料的特性,采用CFT-I型多功能表面综合测试仪研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,采用三维形貌仪、SEM/EDS联用对磨损后橡胶表面进行分析,探讨氧化锌在NBR中的摩擦磨损机制。结果表明:与四针氧化锌相比,添加纳米氧化锌可使胶料的焦烧时间与正硫化时间缩短,且可使胶料密度和硬度增大;添加纳米氧化锌的胶料表现出优异的耐摩擦磨损性能,与添加四针氧化锌的胶料相比,其磨损量减少了45.8%,平均摩擦因数降低了2.4%;摩擦过程中纳米氧化锌磨屑堆积能够抵抗外界载荷压入胶料表面,致使摩擦因数存在骤然减小现象;含纳米氧化锌胶料磨损机制为磨料磨损与轻微的黏着磨损,而含四针氧化锌胶料的磨损机制为严重的磨粒磨损与黏着磨损。磨损表面元素分析表明,纳米氧化锌在胶料中Zn元素分布得更为均匀,在摩擦过程形成了致密摩擦膜。     

煤系地层坍塌压力预测与井眼轨迹优化

由于煤岩割理交错发育,采用常规井眼坍塌压力预测模型不能准确指导钻井作业,甚至有可能引发井壁失稳事故。通过分析煤岩理化性能和微观结构,确定井壁失稳类型以力学失稳为主;结合弹性力学、岩石力学、单一弱面破坏准则等理论,建立了煤岩地层水平井坍塌压力计算模型;以DB-X01井、DB-X04井与红河油田煤层段为例,根据所建模型进行井眼轨迹优化,得出最佳钻进井斜角与方位角;结合DB-X01井J₂kz煤层,分析了割理产状、地应力机制以及井眼轨迹对坍塌压力的影响,为煤系地层水平井井眼轨迹优化研究提供参考。     

CuS-PAA-APS有机无机复合膜的制备及其摩擦学行为研究

采用SILAR(Successive Ionic Layer Absorption and Reaction)法,在硅基底上制备了CuS和CuS-PAA-APS有机无机复合膜。利用AFM、XRD、SEM和UMT-2摩擦实验仪对薄膜的表面形态、晶型和摩擦学特性进行了系统分析。结果表明,在PAA-APS模板的作用下,基底上被修饰了一层均匀致密的CuS纳米膜,经过热处理后,无定型CuS转化为六方晶型。宏观摩擦学研究发现,由于具有软相的PAA-APS层和作为硬相的CuS层,CuS-PAA-APS有机无机复合膜具有良好的减摩抗磨能力。     

一步法制备磷铜网超疏水表面及其在油水分离中的应用

针对超疏水材料制备过程耗时、耗力或成本高昂的问题,采用一步法制备了磷铜网基超疏水表面。室温下将磷铜网浸入到十二烷基硫醇乙醇溶液(0.01 mol/L)与蒸馏水的混合溶液(体积比1∶3)中反应12 h,制备了具有规整珊瑚状Cu_2O纳米结构的磷铜网基超疏水表面。结果表明,该表面呈现对水高的前进角(161.2°±0.7°)和后退角(160.2°±0.3°),极低的接触角滞后(1.1°±0.5°)。另外,该疏水性磷铜网对汽油、柴油、正己烷、氯仿4类油和有机物质分离效率均大于98%。对比传统的两步法合成过程,该方法具有操作简单、物料损耗少、反应时间短和效率高等优点。这表明该制备方法简单、廉价、节省时间,能够在磷铜网表面制备出规整的Cu_2O纳米结构,从而为超疏水表面的大规模实际应用提供了借鉴和参考。     

磷铜片表面构建超疏水Cu_2O纳米结构及其超疏水-亲水快速转变

针对热转变材料制备成本高昂的问题,用一种低成本的修饰-加热-再修饰的方法实现了磷铜片表面的浸润性的快速转变。用蒸馏水浸渍的方法在磷铜片表面制备了致密的Cu_2O纳米棒,经十二烷基硫醇表面改性后表现出优异的超疏水性能。同时,将制备好的磷铜片在160℃的烘箱保存30 min,该表面浸润性可实现从超疏水到亲水的快速转变,并且转变后的表面经十二烷基硫醇重新修饰后可恢复其超疏水特性。结果表明,制备好的磷铜片在加热过程中产生了大量的RS-SR化合物,RS-SR化合物经乙醇冲洗脱离磷铜片表面导致表面碳含量降低,最终导致表面浸润性的转变。该工作提供了一种制备热浸润性快速转变材料的简单方法,在微控制和智能器件领域具有潜在应用。     

玄武岩纤维/天然橡胶/顺丁橡胶复合材料的力学性能及摩擦性能研究

研究玄武岩纤维(BF)用量对BF/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)复合材料力学性能及摩擦性能的影响。结果表明:随着BF用量的增大,加入BF的复合材料的拉伸强度和拉断伸长率均先增大后减小,当BF用量为10份时,复合材料的拉伸性能和抗撕裂性能较好;加入BF的复合材料的摩擦因数减小,摩擦试样表面磨痕比较均匀、平整、光滑及深度小,其耐磨性能提高。