砂岩石质文物灌浆材料的成分设计及多场景应用研究

为了制备出性能可调且满足多场景应用的砂岩石质文物灌浆材料,采用四角配料法,以水硬性石灰(NHL2)、硫铝酸盐水泥(SAC)、偏高岭土(MK)和水性环氧树脂(WER)为原料,制备出不同配方的灌浆材料,并对其力学性能、凝结时间、流动性、粘接强度等进行测试分析。结果表明,NHL2和MK含量较高的灌浆材料,抗压强度和粘接强度较低,适用于修复壁画或镶嵌图案。SAC和WER含量较高的灌浆材料,抗压强度和粘接强度较高,适用于修复断崖、悬岩型砂岩石质文物。WER和MK含量较高的灌浆材料,韧性和变形能力良好,适用于修复易受外界应力的砂岩石质文物。     

氧化锌/聚苯乙烯超疏水复合涂层的制备及其性能

通过十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷对ZnO粒子进行改性,使ZnO表面由亲水性变为疏水性,然后将改性ZnO粒子与低表面能的热塑性树脂聚苯乙烯杂合,于160°C下烘烤25min,在钢片上制得改性ZnO/聚苯乙烯复合超疏水涂层。采用红外光谱、扫描电镜和接触角分析仪对涂层表面结构和疏水性进行了研究。结果表明,改性后的ZnO粒子表面引入了疏水性的─CH3和─CF2─,形成微/纳米双重粗糙结构。当改性ZnO和聚苯乙烯的质量比为7∶3时,所得复合涂层表面与水的静态接触角为156°,滚动角8°,与钢片的附着力为2级,硬度B～H,冲击强度大于50kgcm,吸水率为7.3%,具有良好的应用前景。     

TiO2/含氟树脂复合超疏水涂层的制备

采用自由基溶液聚合法与共混法制备Ti O2/含氟树脂（FA）超疏水涂层。分别以甲基丙烯酸丁酯（BA）和苯乙烯（ST）为软硬单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为低表面能单体,丙烯酸（AA）为功能单体,甲苯（MB）为溶剂,通过自由基溶液聚合法制备含氟树脂（FA）。将无机纳米TiO2粒子均匀分散于含氟树脂中,然后以提拉法涂覆于基质表面即得TiO2/含氟树脂复合涂层。用接触角仪、紫外可见光光度计、红外光谱、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了测试表征。实验结果表明：当DFMA含量为15%,含氟树脂涂层与水的接触角为105°,涂层在310℃以下可基本保持稳定结构。当TiO2（60nm）粒子的掺杂质量分数为15%时,所制备复合涂层的疏水角为151°,透过率可达65-75%。     

道路排水板用超疏水性聚氯乙烯复合材料的制备及性能研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）对纳米氧化锌颗粒进行有机改性,以聚氯乙烯为基体,通过热塑法制备复合材料,研究了不同VTES改性纳米氧化锌添加量对复合材料疏水性能、力学性能及稳定性的影响。结果表明：经过硅烷偶联剂VTES改性纳米氧化锌颗粒制备的聚氯乙烯复合材料,表现出优秀的超疏水性能和机械破坏稳定性。在VTES改性纳米氧化锌添加量为3%时,聚氯乙烯超疏水复合材料的性能达到最佳,复合材料的接触角为156°,蠕变柔量最低,应力松弛模量最高,经历1 kPa磨损、弯折等机械破坏后,接触角仍然超过150°,表现出优秀的稳定性。因此,通过3%VTES改性纳米氧化锌颗粒制备的聚氯乙烯超疏水复合材料能够用于道路排水板。     

水性环氧树脂/纳米SiO2复合疏水涂层的制备及性能研究

用氨基硅油（ APDMS）改性水性环氧树脂（ EP）得到疏水性的环氧树脂乳液（ APDMS-EP）;用 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（ FAS）与纳米 SiO₂反应得到氟改性纳米 SiO₂（F-SiO₂）。采用不同比例的 F-SiO₂与 APDMS-EP进行复配,室温固化制备疏水涂层,并对 F-SiO₂的结构进行了表征,研究了 F-SiO₂用量对涂层的接触角、铅笔硬度、附着力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响。结果表明： APDMS的引入使水性环氧树脂涂层的水接触角从 47.3°提高到 97.7°;加入 F-SiO₂后涂层疏水性进一步提高,当加入 15%的 F-SiO₂时,涂层对水和丙三醇的接触角分别为 120.3°和 104.5°,F-SiO₂的加入也增强了涂层的防腐性能。     

纳米SiO2复合粒子/有机硅低聚物透明超疏水复合涂层的制备及其性能

本文以Stober法制备的胶体SiO2粒子与粉体SiO2粒子结合的SiO2复合粒子在玻璃基底构建粗糙表面,以三乙氧基甲基硅烷（MTES）与正硅酸乙酯（TEOS）为前聚体制备的酸性有机硅低聚物作为粘接剂,使用偶联剂KH540与氟硅烷PFDT进行改性,通过喷涂法在玻璃基底上制备出SiO2复合粒子/酸性有机硅低聚物复合透明超疏水涂层,然后探究SiO2复合粒子、酸性有机硅低聚物、偶联剂KH540以及氟硅烷PFDT对复合涂层的影响。研究表明：当SiO2复合粒子由粒径为110 nm的胶体SiO2粒子与粒径为50 nm的粉体SiO2粒子两种粒子组成,SiO2复合粒子溶液与酸性有机硅稀释液的混合质量比为4:1,添加偶联剂KH540与氟硅烷PFDT的质量比为混合液的1%时,复合涂层在可见光波长范围内透光率可达88%,静态接触角能达155°,在800目砂纸上磨损60 cm后仍能保持超疏水性能,具有良好的自清洁性,为透明超疏水涂层的制备提供一种简便、低成本方案。     

一种磁性-超疏水棉纤维的制备及性能

首先,将棉纤维浸泡在含有盐酸多巴胺(DA)和纳米Fe3O4的Tris-HCl缓冲溶液中制备得到聚多巴胺(PDA)-Fe3O4磁性棉纤维.其次,用十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)在碱性的乙醇水溶液中对PDA-Fe3O4磁性棉纤维进一步改性,得到DTES-PDA-Fe3O4磁性-超疏水棉纤维.采用FTIR、XRD、TG、SEM、EDS、AFM、水接触角测量仪对改性前后棉纤维的化学组成、表面微观结构、疏水性能进行表征;测试了改性棉纤维分离效率、吸附性能.结果表明:DTES-PDA-Fe3O4改性棉纤维具有微/纳米尺寸粗糙结构;具有优异的超疏水性和磁性,水接触角大于160°;该棉纤维可重复使用且具有超高选择吸附性能和油水分离性能,可吸附自身质量8.96倍的氯仿,对氯仿油水混合液分离效率大于98.90％,可应用于生产生活中含油废水的处理.     

溶胶浓度对TiO2－SiO2纳米薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶（Sol-Gel）法,以正硅酸乙酯（TEOS）和甲基三乙氧基硅烷（MTES）为前驱体,制备出含纳米TiO2的复合薄膜,并研究了溶胶浓度对薄膜色度、光泽、憎水、耐酸碱等性能的影响。对实验结果进行正交评价,甄选出溶胶豹最佳浓度。结论：对于注重图案和光泽保护的器物,建议溶胶浓度选取30％左右：对于注重防水防潮保护的器物,建议浓度在50％～70％区间进行选择：当溶胶浓度选取50％以上时,材料耐酸碱性能优越：综上,当杂化材料浓度为50％时,综合性能最佳。     

超疏水PDA@SiO2-聚酯复合涂层的防冷凝水性能

冷凝水在材料表面的形成对日常生产和生活造成了很大的影响。为缓解或延迟冷凝水的形成,本文通过简易、低成本的喷涂方法制备出了超疏水PDA@SiO₂-聚酯复合涂层,并与亲水/疏水性表面进行对比分析,以研究涂层表面润湿性和不同过冷度对防冷凝性能的影响。研究结果表明,PDA@SiO₂-聚酯复合涂层表面不仅有效延迟了冷凝水的形成,还可以抑制冷凝水滴的长大。此外,通过观察不同润湿性表面冷凝水的动态生长行为发现,超疏水表面上冷凝液滴合并诱导的自发跳跃/滑动行为是抑制冷凝水形成与长大的重要机制。     

透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能

以疏水纳米SiO_2和中性硅酮结构胶为主要原料,采用喷涂法在玻璃表面制备出透明超疏水SiO_2/硅酮胶复合涂层。采用FTIR、SEM、接触角测量仪和紫外-可见分光光度计对复合涂层的分子结构、微观形貌、润湿性和透光率进行表征。讨论了纳米SiO_2的添加量与涂层表面微结构、水接触角、透明性三者的关系,考察了复合涂层的耐水冲击性能和耐水稳定性能。结果表明:SiO_2/硅酮胶复合涂层表面呈连续的多孔网络状,团聚的SiO_2纳米粒子分散在作为骨架的亚微米级硅酮胶周围,构成了微纳米双尺度的复合粗糙结构。当SiO_2质量分数为2.0%时,复合涂层的水接触角达到最大为169.8°±0.7°,在380～760nm可见光范围内的平均透光率为82.9%;当硅酮胶质量分数为4%时,复合涂层分别经5 h水冲击以及10 d水浸泡后,水接触角仍保持在140°以上。     

响应面优化核-壳结构TiO2@SiO2的制备工艺

以金红石二氧化钛为核、硅酸钠作为包覆剂,并流法制备核-壳结构TiO₂@SiO₂。采用单因素实验探究pH、温度、搅拌速率、包覆时间、二氧化钛初始浓度、包覆剂用量及陈化时间7个因素对产品酸溶率的影响,响应面实验优化制备工艺,用TEM、XPS、SEM、XRD、FT-IR、UV-vis等手段对产物进行表征。结果表明,固定搅拌速率为300 r/min、包覆时间为60 min、二氧化钛初始质量浓度为200 g/L,各因素对酸溶率的影响次序由大到小为：包覆剂用量、温度、pH、陈化时间,在较优工艺条件包覆剂用量为4.41%、温度为83.65 ℃、pH为9.59、陈化时间为25.62 h下,产物的酸溶率为3.43%。壳层为无定形二氧化硅、厚度约为5 nm左右的致密膜,以Ti—O—Si化学键合在二氧化钛核的表面,核-壳结构的TiO₂@SiO₂具有更高的紫外屏蔽能力。     

TiO2溶胶的制备及其性能研究

本文以水为主要溶剂,通过溶胶-凝胶法制得了性能良好的TiO2溶胶,并对溶胶颗粒的粒度及其分布、溶胶性能的影响因素以及凝胶的晶相、尺寸进行了研究,得出了最佳的工艺参数。     

(Zn-Co)-TiO2复合电镀的工艺研究

研究了微酸性氯化物体系中（Ｚｎ－Ｃｏ）－ＴｉＯ２复合电镀的工艺,探讨了镀液组成及工艺条件对复合镀层中Ｃｏ及ＴｉＯ２含量的影响,得到了（Ｚｎ－Ｃｏ）－ＴｉＯ２复合电镀的最佳工艺。并对（Ｚｎ－Ｃｏ）－ＴｉＯ２复合镀层的耐蚀性进行了考察,与Ｚｎ－Ｃｏ合金镀层和锌镀层的耐蚀性进行了对比。     

AI2O3溶胶的体积分数对Zn-Ni-AI2O3复合镀层性能的影响

向Zn-Ni合金镀液中加入AI2O3溶胶,获得了Zn-Ni-AI2O3复合镀层。研究了A12O3溶胶的体积分数对镀层的相结构、表面形貌、横截面形貌、显微硬度、耐磨性及耐蚀性的影响。结果表明:当A12O3溶胶的体积分数低于6 mL/L时,不会对镀层的相结构产生影响。但当A12O3溶胶的体积分数较高时,会改变镀层的相结构,并影响镀层的致密性。当AI2O3溶胶的体积分数为6 mL/L时,镀层的耐磨性和耐蚀性均最佳。     

表面活性剂对Cu-SiO_2复合镀层性能的影响

分别添加十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇,制备Cu-SiO2复合镀层。考察了表面活性剂的带电性质与添加量对Cu-SiO2复合镀层的显微硬度及耐磨性的影响。结果表明:添加十二烷基硫酸钠获得的Cu-SiO2复合镀层的显微硬度相对较高且耐磨性较好。     

硅溶胶对无机磷酸铝涂料防腐性能的影响

采用化学合成法制备磷酸铝粘结剂,以球形铝粉为骨料,添加不同含量的硅溶胶,制备磷酸铝涂料,再经过热处理制备磷酸铝涂层。通过X射线衍射分析(XRD)表征粘结剂和涂层物相结构,采用扫描电子显微镜(SEM)表征涂层形貌,通过电化学测试和浸泡试验对比研究涂层腐蚀行为。分析结果表明:在磷酸铝涂层中添加适量硅溶胶可以改善涂层表面质量和耐腐蚀性能,从而使涂层腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,阻抗值增大。添加10%硅溶胶的涂层质量最佳,耐腐蚀性能最优。     

用于复合型薄膜电极的TiO2-ZnO复合溶胶的研究

为了制备TiO2-ZnO复合型薄膜电极,本研究采用了不同Ti/Zn摩尔比,探讨TiO2与ZnO溶胶混合方法对TiO2-ZnO复合型薄膜结构与性能的影响.溶胶制备方法为溶胶-凝胶法( sol-gel),两种复合溶胶的Ti/Zn摩尔比为3∶1及1∶1.对两种混合溶胶分别进行了差热-热重分析(TG-DTA)及XRD分析.测试结果表明:Ti/Zn(摩尔比)=3∶1复合溶胶的差热-热重曲线在370℃和415℃两个温度点出现较为明显的放热峰.对应XRD分析中也显示热处理后的溶胶中出现了锐钛矿和偏钛酸锌这两种晶相,Ti/Zn(摩尔比)=1∶1复合溶胶的差热-热重曲线仅在450℃出现一个明显放热峰,其对应XRD分析显示,在各个热处理温度下,该复合溶胶仅含有唯一晶相偏钛酸锌.两种混合溶胶测试分析表明,以直接混合TiO2及ZnO溶胶的方式,薄膜中将会出现偏钛酸锌,偏钛酸锌具有高介电常数,即具有较低的绝缘性能和较高的导电性能,用于半导体薄膜中可能会有益于光电性能的提高.本文还采用Ti/Zn(摩尔比)=3∶1混合溶胶在未腐蚀和已腐蚀玻璃载体上进行了镀膜实验,对热处理后的样品进行了表面及断面的SEM研究,发现采用分步热处理方式,可以得到较为理想的薄膜,基体腐蚀与否对薄膜和基体的结合性甚微.     

溶胶—凝胶法制备TiO2—CeO2电致变色离子贮存层的性能

采用钛本丁酯和硝酸亚铈为前驱物制备出性能较好、可用于电致变色装置的离子贮存电极材料,分析了薄膜材料制备条件对其电化学性能的影响。结果表明该材料克隆了纯氧化铈材料对电化学响应速率低的不足,具有可逆的电化学离子注入及在可见光范围内保持透明的特性。