改性硅藻岩增强橡胶复合材料的研究

硅藻岩是生物质沉积岩,因其具有质轻、大的比表面积、超强的吸附性、隔音、耐磨、耐热以及耐腐蚀等特点而被广泛应用于化工、石油、建材、生物医药卫生以及环保等众多领域,其与白炭黑成分结构类似,可作为白炭黑的替代品来增强橡胶材料。本文首先对黑龙江省黑河硅藻岩进行了改性,考察了不同改性剂的改性效果,结果表明偶联剂Si69的改性效果较好。采用机械共混法制备了改性硅藻岩/橡胶复合材料,通过力学性能测试和SEM分析确定了最适合硅藻岩增强的橡胶是氟橡胶、三元乙丙橡胶和丙烯酸酯橡胶,硅藻岩能均匀分散在这三种橡胶基体中,相容性良好且机械性能优异。     

干法改性玻纤对树脂基摩擦材料的性能影响

以复合摩擦材料中的玻璃纤维为研究对象,硅烷偶联剂KH-550作为改性剂,探究了干法改性玻璃纤维对树脂基摩擦材料摩擦性能的影响,并采用红外光谱测试、台架试验、扫描电镜(SEM)和热重-差示扫描量热(TG-DSC)检测等对玻璃纤维改性效果、摩擦性能、作用机理和耐热性能进行分析。结果表明,干法改性工艺能够较好地将硅烷偶联剂KH-550包覆在玻璃纤维表面,改性玻璃纤维有利于稳定摩擦因数,改善摩擦材料的热衰退和抗磨损性能。当硅烷偶联剂KH-550用量为1%时,摩擦材料的摩擦因数μ₁、μ_max和μ_min均得到提高,磨损量降低8%。KH-550增强了玻璃纤维与树脂的结合力,能较好地保持纤维在摩擦材料中完整形态,延缓了摩擦材料中树脂的分解,改善了摩擦材料的耐热性。     

锚注改性增强技术研究与应用

通过锚注支护技术原理和力学机制探索,优化了复杂变形机制软岩巷道锚注控制方案,采用浅部注浆,有效控制了围岩变形.     

阻燃玻纤增强尼龙6复合材料的制备及性能研究

制备了三聚氰胺磷酸盐(MP)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)以及改性三聚氰胺聚磷酸盐(mMPP), 并制得了添加mMPP的阻燃玻纤增强PA6复合材料。采用FTIR、SEM、XRD和TG对MPP和mMPP进行了表征, 采用万能拉伸试验机、氧指数仪和垂直燃烧仪对阻燃玻纤增强PA6复合材料的力学和阻燃性能进行了测试。结果表明, mMPP颗粒比MPP颗粒小, 呈斜方晶型结构; SiO₂溶胶对MPP实现了较好的改性。随着SiO₂溶胶添加量增加, mMPP热稳定性先增加后降低; 复合材料拉伸强度呈先增加后降低的趋势, 当SiO₂溶胶添加量为mMPP的6%时, 复合材料拉伸强度最大, 较MPP阻燃复合材料提高了7%; 冲击强度呈先减小后增加的趋势。当复合阻燃剂含量为18%时, 阻燃复合材料达到了UL 94-V0级, 极限氧指数均大于28。     

锚注改性增强技术研究与应用

通过锚注支护技术原理和力学机制探索，优化了复杂变形机制软岩巷道锚注控制方案，采用浅部注浆，有效控制了围岩变形。     

环氧树脂乳液改性水泥砂浆性能试验研究

对掺量分别为0%、3%、5%、7%、9%的环氧树脂对水泥砂浆抗压强度、抗折强度以及体积稳定性的影响进行了试验研究。并用ZEISS电子显微镜,观察各组水泥砂浆试块的微观结构,探究不同掺量环氧树脂对水泥砂浆微观结构的影响规律;尝试从微观结构上,探究环氧树脂改性机理。试验表明,环氧树脂掺量增加,水泥砂浆的抗压和抗折强度均先增大、后减小;环氧树脂能够提高水泥砂浆的早期强度;水泥砂浆体积收缩随着环氧树脂掺量的增加而减小,适量环氧树脂的掺入能够改善水泥砂浆的微观结构。环氧树脂材料对水泥砂浆性能的影响试验,对于配制高强度、高抗渗性、低收缩水泥砂浆,具有指导意义。     

改性粉煤灰与炭黑并用对硫化胶性能的影响

研究了改性粉煤灰与炭黑并用体系对硫化胶力学性能的影响。结果表明,改性粉煤灰/炭黑并用体系可提高补强效果,改性粉煤灰30%替代炭黑时,硫化胶的拉伸强度、抗疲劳性能和耐磨性最佳。     

低腐蚀级和通用级聚甲醛性能对比研究

采用热失重（TG）、偏光显微镜（PLM）、熔体流动速率（MFR）、核磁共振光谱分析（NMR）、不稳定端基含量、表面甲醛含量、力学性能、黄色指数分析和碳钢腐蚀等方法研究了通用级聚甲醛MC90产品和实验室自制低腐蚀级MC90-A聚甲醛的性能。结果表明：低腐蚀级MC90-A力学性能与通用级聚甲醛MC90产品相当,但具有更低的表面甲醛含量、不稳定端基含量和甲酸含量,因此能够更好地防止加工过程中对挤出设备和模具的腐蚀。     

凹凸棒石改性及对填充丁苯橡胶性能的影响

以双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物改性凹凸棒石纳米纤维为增强填料,研究改性凹凸棒石填充丁苯橡胶的性能与偶联改性的关系.通过正交试验,探讨偶联剂用量、研磨时间、球磨机转数、酸用量等参数对复合橡胶性能的影响,优化凹凸棒石粉体的改性和加工工艺;通过研究偶联剂用量对填充复合橡胶的力学性能、应力应变、交联密度以及凹凸棒石晶体结构的影响,探讨凹凸棒石补强橡胶的机理.结果表明,凹凸棒石表面接枝的有机官能团能促进复合橡胶交联密度提升,交联密度与复合橡胶的定伸应力成正相关性,与其扯断伸长率成反比.     

硅酸盐环氧树脂复合改性聚氨酯注浆材料力学性能的研究

在硅酸盐改性聚氨酯注浆材料配方的基础上加入一定比例的环氧树脂,制备了硅酸盐环氧树脂复合改性聚氨酯注浆材料。通过测定注浆材料的最高反应温度和相关力学性能,分析了不同比例环氧树脂对注浆材料性能的影响。结果表明,在硅酸盐改性聚氨酯注浆材料配方基础上加入一定比例的环氧树脂,可实现对材料最高反应温度产生很小影响的前提下,大幅提高材料的力学性能。     

聚丙烯纤维改性超细水泥复合注浆材料性能研究

为获得高性能矿用水泥基注浆材料,拓展短切纤维在全长锚固领域的应用,以超细硅酸盐水泥为胶凝材料,速凝剂、膨胀剂、聚羧酸减水剂作外加剂,基于单因素试验,探究聚丙烯纤维（PPF）掺量对水泥注浆材料的力学性能、可注性、泌水性、凝结时间、体积收缩性及微观结构的影响规律,并筛选PP改性超细水泥浆液作锚固剂,研究相似实验拉拔条件下全长锚固系统的力学承载性能与声发射特征。结果表明：PPF掺量对超细水泥注浆材料的浆液特性与力学性能具有显著影响,可明显改善超细水泥注浆材料的抗压性能,缩短终凝时间,减小流动度,尤其抗折强度与PPF掺量呈正相关关系。当PPF掺量0.1%时,复合注浆材料S1的综合性能最佳,硬化结石体3 d和28 d抗压强度为60.1 MPa和83.7 MPa,比未添加PPF的参照组S0提高23.4%和23.2%;XRD、SEM及FTIR微观表征证实,适宜PPF不仅能促进水化反应,而且可改善结石体内部裂隙,发挥桥连作用并传递应力,延缓裂纹扩展;拉拔试验表明,基于该复合注浆材料的全长锚固体系力学性能、残余承载能力和最大变形量显著增强,最高拉拔强度是参照组S0的1.356倍,推迟了声发射事件的发生,提升巷道围岩稳定性,为类似全长锚固提供借鉴。     

高岭土剥片改性研究及其在丁苯橡胶中的应用

以高岭土为原料，选取水合肼为插层剂，成功制备出片层厚度〈20nm的高岭土。采用硬脂酸对高岭土进行表面改性，增强了高岭土与聚合物基体的相容性、界面结合力，并制备了高岭土／丁苯橡胶纳米复合材料。研究了高岭土不同片层厚度、不同填充量对高岭土／丁苯橡胶复合材料力学性能的影响．确定了高岭土的最佳填充量为40％。     

矿物增强材料YNFWH101增强PP力学性能的研究

对矿物增强材料YNFWH101在聚丙烯（PP）中的应用性能进行了系统地研究和分析。研究了3种不同的挤出造粒工艺（螺杆组合工艺）、不同粒径矿物增强材料、不同用量增强材料等因素对矿物增强材料增强PP力学性能的影响。     

原位组合改性超细重钙/PVC复合材料性能与微观结构

研究了采用原位组合改性超细重钙不同填充量对复合材料力学性能的影响。研究表明：随改性超细重钙填充量的增加，PVC的抗冲击强度逐渐增强，肖氏硬度先降低后增大，但30份填充量时的抗冲击强度和肖氏硬度都最小。通过显微结构分析，探讨了原住组合改性超细重钙在PVC中的分布特征：20份和25份填充量超细重钙颗粒分布均匀、与PVC形成紧密的交联网状结构，进一步反映出填充量为25份时对增强PVC性能具有更好的效果。     

废弃PET降解产物改性PC复合材料的制备及其性能

为提高聚碳酸酯（PC）材料流动性,以乙二醇（EG）为溶剂降解废弃聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）得到的产物为改性剂,制备PET降解产物改性的PC复合材料,对测试结果进行分析讨论。结果表明,PET降解反应中产物主要BHET及其低聚物,降解产物的加入能够有效提高复合材料熔体质量流动速率,且熔体质量流动速率随着降解产物添加量的增加而增大．综合分析复合材料的力学性能及流动性,确定最佳实验用量为4%,降解体系为m(PET)∶m(EG)为1∶3．      

白云母粉的表面改性及应用研究

以白云母粉为研究对象,系统研究了白云母粉表面改性的药剂制度和工艺,通过填充天然橡胶/丁苯橡胶中的力学性能评价表面改性效果。结果表明,白云母粉适宜的表面改性条件为：改性剂WD-60用量1.5%,活化剂聚乙二醇（PEG）6000用量2.0%,活化剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）用量1.0%,稀释剂乙醇用量1.0%,硬脂酸用量2.0%,改性温度100℃,改性时间20 min。在此条件下制备的白云母/天然橡胶（NR）/丁苯橡胶（SBR）复合材料的抗拉强度、300%定伸应力、断裂伸长率、撕裂强度和硬度分别为14.82 MPa、2.35 MPa、614.32%、18.76 MPa和56 HA,各项力学性能均达到充气轮胎、力车轮胎、农业轮胎垫带和软质鞋底鞋跟的国标要求。     

改性膨润土处理养殖废水的性能研究

利用Al3+离子较易水解聚合的性质,合成了原位柱撑改性膨润土（PMCs）,通过单因素试验探讨了PMCs的用量及搅拌时间对水样的去除效果;并对比了PMCs与PAC（聚合氯化铝）及纳基膨润土对水样的处理效果。结果表明:当添加3 g/50 mL PMCs、搅拌时间为60 min时,对养殖废水的处理效果最优,此时,CODcr、总氮、总磷、氨氮的去除率分别为90.27%、90.21%、90.1%、90.5%,且在最佳用量下,PMCs处理养殖废水的效果明显优于钠基膨润土,与PAC比较也占有一定的优势,希望能在未来的工业发展中大范围使用,逐渐代替具有微毒性的聚合氯化铝。