凝胶注模多孔NiTi合金的固化工艺及动力学研究

以氢化脱氢钛粉和雾化镍粉为原始粉末,单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和交联剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)组成凝胶体系,采用凝胶注模法制备多孔NiTi合金。研究了引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯,TBPB)、催化剂(N,N-二甲基苯胺,DMA)、固化温度及固相体积分数对固化过程的影响。结果表明：随着引发剂及催化剂加入量的增加,固化时间降低,最佳的催化剂用量(质量分数)为1.5%,引发剂用量(质量分数)为2%;固化反应随着固化温度及固相体积分数的增加而加快;根据DSC测试结果,计算得到HEMA-HDDA-TBPB-DMA凝胶体系的固化反应表观活化能为60.15 kJ·mol^-1,反应级数为0.91。在最佳固化工艺条件下,利用固相体积分数为45%的NiTi浆料制备了孔隙率为43.87%、抗压强度为104 MPa,且具有三维连通双级孔隙结构的多孔NiTi合金。     

工艺参数对Mo/Cu粉末凝胶注模成形的影响（英文）

采用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)-1,6-己二醇二丙烯酸酯非水基凝胶注模体系制备了浓Mo/Cu粉末浆料。研究了分散剂用量、单体含量和固相体积分数对浆料流变行为的影响,并讨论了单体含量、单体/交联剂比例、引发剂用量、温度等工艺参数对固化行为和坯体抗弯强度的影响。结果表明,固相体积分数对浆料流变行为的影响最大,其次是引发剂用量和单体含量。随着单体含量的增加和单体/交联剂比例的减小,坯体抗弯强度增加;引发剂用量对坯体抗弯强度的影响较小。根据上述结果,Mo/Cu粉末非水基凝胶注模的合理工艺参数如下:HEMA含量为25%~30%(体积分数),单体/交联剂比例为10:1~15:1,引发剂用量为1.5%~2.5%(体积分数),固化温度在60~80℃之间。     

亲水性丙烯酸玻璃防雾膜的制备及其性能

利用溶胶凝胶法制备的亲水性丙烯酸共聚合树脂形成的亲水防雾膜具有玻璃表面防雾功效.研究了材料成分和制各工艺对该玻璃防雾膜性能的影响.结果表明,丙烯酸含量越高,树脂水溶性越好,固化膜的防雾性能越好,而耐水性下降.改变丙烯酸与甲基丙烯酸的配比对防雾膜性能也有影响,在适当范围内增加甲基丙烯酸量有助于提高共聚反应速度转化率及丙烯酸防雾树脂的亲水防雾性.同时采用所有单体半连续滴加和单取丙烯酸β-羟乙酯和丙烯酸滴加的方式,得到的产物分子组成较为均匀,性能也比较稳定.     

工艺参数对Mo/Cu粉末凝胶注模成形的影响

本文采用甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）-1,6-己二醇二丙烯酸酯非水基凝胶注模体系制备了浓Mo/Cu粉末浆料。研究了分散剂用量、单体含量和固相体积分数对浆料流变行为的影响。并研究了单体含量、单体/交联剂比例、引发剂用量、温度等工艺参数对固化行为和坯体抗弯强度的影响。结果表明,固相体积分数对浆料就变行为的影响最大,其次是引发剂用量和单体含量。随着单体含量的增加和单体/交联剂比例的减小,坯体抗弯强度增加;引发剂用量对坯体抗弯强度的影响较小。根据上述结果,Mo/Cu粉末非水基凝胶注模的合理工艺参数如下：HEMA含量为25 vol.% ~ 30 vol.%, 单体/交联剂比例为10：1 ～ 15：1,引发剂用量为1.5 vol.% ~ 2.5 vol.%,固化温度在60℃与80℃之间。     

低表面能改性聚丙烯酸酯的合成及防污性能研究

目的制备环境友好型的海洋防污涂料,即低表面能海洋防污涂料。方法以含氟单体甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)和含硅单体γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)为改性单体,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,通过自由基共聚合制得氟硅改性的聚丙烯酸酯树脂层,采用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法,分别对改性聚丙烯酸酯树脂的化学结构和热性能进行了分析表征。通过对改性聚丙烯酸酯树脂涂层的扫描电子电镜(SEM)分析、接触角测试、表面能计算、附着力测试、耐酸碱测试,防污性能测试等,探讨了FMA和KH570含量对树脂涂层性能的影响。结果当FMA、KH570的含量分别为15%、10%时,树脂涂层的接触角达到112.0°,表面能低至18.425 m J/m~2,附着力达到1级,具有良好的防污性能。结论氟单体和硅单体单独参与共聚改性均具有降低聚丙烯酸酯树脂表面能的作用,而氟单体和硅单体共同改性聚丙烯酸酯对树脂涂层表面能的降低更显著,可作为一种很有潜力的海洋低表面能防污涂料。     

透明耐磨疏水有机硅改性丙烯酸树脂的制备及性能

目的 研究不同丙烯酸类单体以及硅烷偶联剂配比对所制得的树脂涂层自清洁性能与机械性能的影响。方法 以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、丙烯酸丁酯（BA）3种丙烯酸类单体与硅烷偶联剂（KH570）为原材料,采用自由基聚合法制备了具有透明耐磨性质的疏水有机硅改性丙烯酸树脂,加入羟基硅油使其交联固化,增强机械性能。重点研究了树脂涂层的接触角、附着力、硬度、透光率及耐摩擦等性能。结果 有机硅单体成功与丙烯酸类单体发生共聚,单因素优化后的树脂涂层的接触角为106.7°,与基体结合力为0级,硬度为H,在可见光波段内,涂覆在玻璃基底上的树脂最高透光率为92.08%,同时涂层具有良好的致密性。结论 将硅烷偶联剂（KH570）与丙烯酸类单体进行共聚,硅烷偶联剂的长链明显提升了共聚物的疏水性与稳定性,经交联固化后涂层表现出良好的机械性能与稳定性,并且由于所加单体的折射率都<1.5,因而涂层表现出一定的增透效果。     

光催化剂载体— — —羧基氟碳共聚物纤维膜的制备及耐光降解性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DHFMA)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,通过溶液聚合制备出MAA含量不同的羧基氟碳共聚物(DHFMA-co-MAA),并通过静电纺丝装置制备了羧基氟碳共聚物纤维膜。研究了MAA含量和溶剂对纤维膜形貌的影响,分析了纤维膜的耐光降解性能,结果表明:MAA含量25%的DHFMA-co-MAA以DMF作为纺丝溶剂,MAA含量10%的DHFMA-co-MAA以丁酮+DMF(质量比为2∶8)作为纺丝溶剂,均可以制备出表面平滑、纤维直径较小、形态均一的纤维膜;MAA含量10%的DHFMA-co-MAA纤维膜的光稳定性能更好,更适合用作光催化剂载体。     

采用基于甲基丙烯酸羟乙酯-叔丁醇的凝胶注模体系制备多孔氧化铝陶瓷（英文）

为了获得高强度的多孔氧化铝陶瓷,研发一种基于甲基丙烯酸羟乙酯-叔丁醇(HEMA-TBA)的新型凝胶注模体系。采用流变仪、TG-DSC、SEM和弯曲强度测试等手段分别研究HEMA-TBA凝胶注模体系的聚合、坯体的热分解行为、烧结体的显微组织和力学性能。结果表明:(1)25℃时,适合该体系聚合的引发剂(过氧苯甲酰)的优化加入量为10 mg/mL;(2)含HEMA-TBA凝胶注模体系的氧化铝悬浮液表现为剪切变稀流变行为,且其黏度足够低至凝胶注模工艺要求;(3)多孔氧化铝试样的孔隙度为42%～56%,其相应的弯曲强度为(8±0.5)～(91±4.5)MPa。     

镁合金表面可降解涂层的制备及其性能

目的 研究生物医用镁合金表面可降解涂层的制备,并对其制备条件、防腐蚀性能,体外降解性、细胞毒性等进行表征。方法 首先合成功能单体7-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-4-甲基香豆素(MAC)和2-亚甲基-1,3-二氧杂环庚烷(MDO),选择乙酸乙烯酯(VAc)作为共聚单体,通过自由基开环聚合合成可降解聚合物P(MAC-VAc-MDO)(PMVO)。将PMVO溶于二氯甲烷中并利用浸涂法在AZ31镁合金表面制备可降解涂层,探究不同制备条件(不同浸涂次数、不同聚合物浓度和不同环境温度)对涂层的膜厚、单位面积膜重以及水接触角的影响,并选择最佳涂层制备条件。采用动电位极化曲线测试对涂层的防腐蚀性能进行表征,可降解涂层的体外降解性和细胞毒性通过模拟体外降解实验和细胞实验进行表征。结果 当浸涂次数为3次、聚合物质量浓度为30 mg/mL、环境温度为40 ℃时,浸涂法制备的涂层均匀致密,此时该涂层具有良好的防腐蚀性能,模拟体外降解实验证明涂层样品浸泡后的pH和镁离子浓度与裸镁相比均有所下降,浸提液细胞毒性实验证明涂层的降解产物无毒。结论 通过自由基开环聚合成功制备聚合物PMVO,并通过浸涂法制备镁合金表面可降解涂层,通过实验证明最佳条件下制备的涂层具有良好的防腐蚀性能、生物可降解性以及细胞毒性。     

防雾涂料

防雾涂料属于功能性涂层.它由三部分组成:即亲水高分子、交联剂和表面活性剂.这三部分的作用分别是:亲水高分子通过吸水达到防雾作用.如:甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、乙二醇二缩水甘油醚等等;交联剂通过交联形成三维网状结构,使耐获伤性和耐水性提高.如:乙烯     

钠钙硅渣常压脱碱同步制备硅酸钙粉体EI北大核心CSCD

以低温低钙烧结法处理赤泥产生的钠钙硅渣为原料,通过常压反应制备了硅酸钙粉体。利用XRD、XRF、PSD、SEM-EDS等检测手段,系统研究了不同反应条件对钠钙硅渣脱碱性能、物相转变和制备硅酸钙粉体的影响规律及其反应机理。结果表明:钠钙硅渣脱碱的最佳工艺条件为反应温度97℃、反应时间4 h、液固比10、苛碱质量浓度60 g/L,此时钠钙硅渣的脱碱率为94.67%,硅酸钙粉体的含水率和堆积密度分别为55.1%和0.31 g/cm^(3)。具有锡箔片状结构的C-S-H(I)型水化硅酸钙凝胶为硅酸钙粉体的主要物相。钠钙硅渣脱碱反应由内扩散控制,反应表观活化能为11.22 kJ/mol。     

不同掺铁方式对TiO2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶凝胶工艺在普通玻璃表面制备出表面掺铁与体相掺铁的TiO2 薄膜。运用SEM ,XRD和AES等技术研究了复合薄膜的表面特征。以光催化降解甲基橙溶液为模型反应 ,表征薄膜的光催化活性。结果表明 :体相掺铁时 ,薄膜的最佳n(Fe) /n(Ti)为 0 .12 %;表面掺铁时 ,薄膜的最佳n(Fe) /n(Ti)为 1.5 %。表面掺铁薄膜的最佳光催化表观速率常数比体相掺铁的最佳值要高 1.5倍。并从载流子分离效率等方面进行了机理探讨。     

氟改性丙烯酸酯共聚物的制备及其涂层表面疏水性能

使用含有不同长度全氟碳链的全氟烷基乙基醇分别与甲基丙烯酸氯和甲苯二异氰酸酯反应,制备了两种不同的含氟单体 TEMAc-n 和 FnTDI,然后分别通过自由基共聚合反应和对合成好的常规含羟基丙烯酸酯共聚物进行后改性两种路线,制备了两类含有相同全氟碳链结构的氟改性丙烯酸酯共聚物 xTEMAc-n 和 xFnTDI 及其涂层。 利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振(¹⁹F NMR)技术对单体和相应共聚物的化学结构进行了表征,用示差扫描量热法(DSC) 测试了共聚物的玻璃化转变温度,通过静态水接触角、X 射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对共聚物膜层的表面性能进行了表征。 结果表明,制备合成了预期的含氟单体和含氟共聚物。 随着含氟单体的引入,共聚物的玻璃化转变温度升高,涂层的疏水性能提高。 含氟链段的长度对涂层疏水性的贡献大于氟含量的影响,与自由基共聚合方法制备氟改性共聚物 xTEMAc-n 相比,使用异氰酸酯基含氟单体对常规含羟基丙烯酸酯共聚物进行后改性制备的氟改性共聚物 xFnTDI,成膜时含氟链段更容易向涂层表面迁移,引入较少的含氟单体就可以获得优异的疏水性能。     

具有氧化还原活性的杂化电泳涂料制备及其性能研究

目的 通过简单共混的方式在聚合物涂层中引入苯胺四聚体/碳纳米管（TC）复合材料,依靠复合材料本身的电化学活性,在金属表面形成钝化层,以此来改善涂层防腐性能。方法 以甲基丙烯酸二甲氨乙酯（DMAEMA）、N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、丙烯酸异辛酯（EHA）和苯乙烯（St）为原料,制备阴极电泳涂料。同时依靠π—π等相互作用,制备苯胺四聚体/碳纳米管复合材料,并将其引入上述电泳涂料中,通过电沉积在金属表面制备涂层。结果 电化学测试结果表明,当碳纳米管（CNTs）的添加量为苯胺四聚体（TANI）的0.5倍时,复合材料电化学活性最佳。当pH>4时,TANI电化学活性消失,而TC依旧保持一定的电化学活性。超景深显微镜照片表明,随着复合材料的添加量增多,团聚现象明显,当添加量为树脂质量的3%时,分散性最佳。极化曲线也表明,复合材料添加量为树脂的3%时所得涂层防腐性能最优。结论 制备的复合材料在宽的pH条件下均存在氧化还原活性。将其加入电泳涂料后,提升了涂料的防腐蚀性能,所得的涂层光滑平整。     

TiO2超疏水膜的制备及影响因素

采用溶胶-凝胶法于金属基片上制备了TiO2膜,经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)后,呈现良好的超疏水性能,通过实验优化确定了最佳实验条件,得到最佳TiO2超疏水表面,其与水的接触角达到173.7°。并研究了聚乙二醇(PEG)含量、TiO2纳米粒子含量和烧结温度和时间对超疏水性能的影响。     

K2La2Ti3O10的制备和光催化产氢性能

通过聚合-配合方法和溶胶-凝胶方法,制备了具有层状钙钛矿结构复合氧化物K2La2Ti3O10光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电镜(SEM)等手段进行表征;以I-为电子给体,比较了制备方法对K2La2Ti3O10分解水产氢活性的影响.研究结果表明,溶胶-凝胶法制备的K2La2Ti3O10比聚合-配合法制备的K2La2Ti3O10光催化产氢活性要高出1倍左右,且制备条件友好,所得K2La2Ti3O10具有较好的单相性;获得了以I-为电子给体,溶胶-凝胶法制备的K2La2Ti3O10分解水的最佳实验条件:产氢的最佳pH值为11.5,RuO2的负载量为0.2%～0.3%.     

铑(III)离子印迹聚合物的制备及其作为吸附材料的应用探索

以RhCl63-为模板,丙稀酰胺(AM)为功能单体,甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,采用分子印迹技术合成了一系列铑离子印迹聚合物(ⅡPs);研究了聚合条件和聚合方法对ⅡPs吸附性能的影响。结果发现,在模板、功能单体和交联剂的加入摩尔比为1:2:40时,用沉淀聚合法制备的铑离子印迹聚合物(ⅡP2)具有较高的吸附容量和最好的印迹效果。该印迹聚合物不仅可重复多次使用,而且在Rh(Ⅲ)与Pd(Ⅱ)、Pt(Ⅳ)、Ru(Ⅲ)、Ir(Ⅳ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)及Fe(Ⅲ)之间的吸附选择性系数均在10以上,将其作为吸附材料用于分离富集添加了Rh(Ⅲ)的河水样品中的Rh(Ⅲ),回收率在90%左右,相对标准偏差在5.0%以下。     

光固化复合电泳涂层材料的制备及其传感性能

目的 研究电泳沉积条件及光交联对氧化石墨烯与胶束共沉积制备的生物传感涂层形貌、性能的影响。方法 首先通过光敏单体甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）改性生物大分子γ-聚谷氨酸制备可光交联的大分子γ-PGA-HEMA。然后,将光敏大分子与辣根过氧化酶（HRP）在溶液中静电自组装制备功能性纳米粒子溶液,利用纳米粒度分析仪、透射电子显微镜（TEM）对纳米粒子的粒径和形貌进行表征。随后,诱导复合纳米组装体与前驱体氧化石墨烯（GO）共组装制备多组分复合沉积液。最后,在上述复合沉积液的基础上进行电化学还原GO,控制不同沉积条件,通过电泳沉积法在玻碳电极表面制备具有特异性识别功能的生物传感涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、电化学工作站等研究了电泳沉积条件及光交联对涂层形貌及性能的影响。结果 当沉积电压为1.5 V,沉积时间为120 s,GO质量浓度为0.1 mg/mL时,电泳沉积制备的涂层表面光滑,具有较好的致密性和均一性。光交联后,涂层的致密性和稳定性进一步提高,此时该涂层对过氧化氢（H2O2）具有良好的电流响应。结论 电泳沉积复合共组装胶束制备光交联涂层过程中,沉积时间、沉积电压、GO含量均存在最优值,最优值下制备的涂层结构完整,致密性最好。光交联可进一步提高涂层的稳定性,生物传感性能最好。     

环境因素对聚酰亚胺薄膜及涂层侵蚀效应分析

目的采用不同表面改性方法处理聚酰亚胺,研究温度、湿度、紫外辐照和原子氧等环境因素对聚酰亚胺基体及涂层的侵蚀效应。方法用碱性溶液(NaOH)、硅烷偶联剂(KH-550)分别在水热及溶剂热条件下处理聚酰亚胺薄膜。用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶,并在改性后的聚酰亚胺薄膜表面制备二氧化硅涂层。处理后样品的亲水性变化由接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,表面形貌用扫描电镜观察,表面结构变化由傅里叶变换红外光谱仪测定。环境效应试验用紫外老化箱和原子氧模拟试验装置进行评价,并用扫描电镜和材料显微镜表征环境因素对涂层产生的影响和破坏作用。结果实验得出的最佳表面处理条件为:(1)NaOH浓度0.1 mol/L,水热温度120℃,时间60 min;(2)20vol%KH-550+80vol%Et OH,溶剂热温度180℃,时间60 min。在此条件下处理后的聚酰亚胺基体与二氧化硅涂层界面结合较牢固。结论使用碱液水热处理与硅烷偶联剂溶剂热相结合的处理方法,可有效改善Si O2涂层与聚酰亚胺基体的界面粘附性。所制备的涂层均匀致密,具有很好的抗原子氧侵蚀能力,但在储运过程中必须注意环境湿度对涂层产生的破坏作用。     

环境友好型含辣椒素缔合物的缓蚀性能评价

目的 合成一种新型的环境友好型缓蚀剂,并研究缓蚀剂对Q235低碳钢在1 mol/L盐酸溶液(25 ℃)中的缓蚀性能。方法 将AM(丙烯酰胺)、MAA(甲基丙烯酸)、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、AMHB(3-(丙烯酰胺基甲基)-2-羟基苯甲酰胺)和SMA(甲基丙烯酸十八酯)按照一定配比,通过加热搅拌合成出一种新型含有辣椒素衍生单体的疏水缔合物PAMAAS。利用失重法、电化学方法、表面分析手段以及理论计算评估PAMAAS的缓蚀效率。结果 PAMAAS对低碳钢具有优异的缓蚀性能,当质量浓度为2 g/L时,失重缓蚀效率最高能达到92.56%。单体对照的失重实验结果表明,聚合物的缓蚀效率高于单体的缓蚀效率。电化学实验测试表明,当缓蚀剂质量浓度为2 g/L时,缓蚀效率可以达到92%左右。通过交流阻抗测试分析以及接触角测试可知,PAMAAS缓蚀剂在碳钢表面形成了一层高疏水性(141.2°)的吸附膜。扫描电镜和激光共聚焦显微镜发现,在有缓蚀剂存在下,碳钢表面得到了非常好的保护。通过吸附模型的拟合分析得知,缓蚀剂PAMAAS是以化学吸附为主的混合吸附方式吸附在低碳钢表面,并且其吸附模型遵循Langmuir吸附等温线,其拟合回归系数达到0.9999。对聚合物单体的量子化学计算表明,聚合物的缓蚀性能要优于单体的缓蚀性能,这与单体对照的失重实验结果相一致。结论 PAMAAS是一种高效环保的混合抑制型缓蚀剂。