聚氨酯／层状硅酸盐纳米复合材料的研究进展

综述了近年来国内外纳米层状硅酸盐改性聚氨酯的最新研究进展状况。介绍了层状硅酸盐的结构、聚氨酯／层状硅酸盐纳米复合材料的类型及其微观结构,并对聚氨酯／层状硅酸盐纳米复合材料的制备方法及其在弹性体、涂料、泡沫方面的应用进行了阐述,展望了未来发展趋势。     

硅基聚氨酯复合材料在桥梁加固工程中的应用

在国家推行“双碳”政策的大环境下,桥梁加固工程中采用新材料可以达到节省材料,增强加固效果,降低工程造价,提高施工效率的目的。该文从公路桥梁加固工程具体实际应用出发,总结了桥梁的常见结构形式以及常见病害类型,并从材料微观结构方面归纳了聚氨酯硅粉复合材料的材料特性及材料特性产生的机理,根据材料特性阐述了硅基聚氨酯复合材料在桥梁加固工程中的应用途径。     

专利专栏

专利名称:聚氨酯弹性体／蒙脱土纳米复合材料及其制备方法专利申请号:02129016.4公开号:1398921申请人:中国科学院长春应用化学研究所本发明属于聚氨酯弹性体／蒙脱土纳米复合材料及其制备方法。这类聚氨酯弹性体／蒙脱土纳米复合材料由聚氨酯弹性体、增容剂、有机化蒙脱土和功能性防老剂组成。其制备方法是将蒙脱土经过阳离子交换反应后,再与增容剂进行熔融插层,并借助增容剂增容聚氨酯弹性体和有机化蒙脱土。本发明的纳米复合材料不仅具有蒙脱土均匀分散在聚合物基质中的结构,而且力学性能相对于纯聚氨酯弹性体有明显提高。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料

综述了聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料的制备、结构表征和热力学性能，对制备过程进行了热力学分析，并对其发展前景进行了讨论。聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料是一种新型的有机／无机纳米复合材料。在无机材料含量远低于常规填充量的情况下复合材料就可以具有较好的力学性能、阻隔性，热稳定性能也显著提高。     

PUA／PVC复合乳液树脂的制备及表征

采用甲苯二异氰酸酯（TDI）、聚醚（PPG）和二羟甲基丙酸（DMPA）合成了自乳化阴离子水性聚氨酯（PU），以此为种子制备了聚氨酯／聚丙烯酸酯（PUA）复合乳液，接着在高压釜中进行氯乙烯原位接枝共聚，制备了聚氨酯／聚丙烯酸酯／聚氯乙烯（PUA／PVC）复合乳液树脂。采用激光粒度分析仪、透射电镜、动态热力学分析仪对复合材料的形态及动态力学性能进行了研究。结果表明：PUA／PVC复合胶乳粒子具有多核壳“海岛型”复合结构，经原位改性的PVC复合材料中的PUA橡胶相具有高度均匀的分散性。     

聚氨酯/石墨烯纳米复合材料的研究进展

石墨烯以其独特的结构和优异的性质,使其聚氨酯纳米复合材料成为重要的研究领域。介绍了石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备方法。讨论了石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的结构与性能。综述了石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的主要应用。     

聚氨酯(脲)有机-无机纳米复合材料的研究进展

对国内外聚氨酯(脲)有机-无机纳米复合材料的研究进展进行了综述,主要介绍聚氨酯(脲)/层状硅酸盐和聚氨酯(脲)/无机刚性粒子2类有机-无机纳米复合材料的制备原理、结构与性能表征及其在弹性体、胶黏剂、涂料、膜分离和生物医学等方面的应用。     

纤维增强复合材料在土建结构加固工程中的应用

在土建结构加固领域,相比传统的粘钢加固法、扩大截面法或体外预应力法等,纤维增强复合材料（FRP）加固法凭借施工简便、不破坏原结构、高度抗疲劳性以及耐久性好等应用优势,具备更好的实际适用性。为进一步促进纤维增强复合材料在土建结构加固工程中的深入发展与应用,基于纤维增强复合材料的概念与应用特点,从混凝土构件补强、损伤钢结构修复以及桥梁结构加固等方面,总结介绍了目前纤维增强复合材料的主要应用情况。针对目前FRP材料研究的不足和短板,探讨了未来纤维增强复合材料的发展方向,指出还需要在特殊结构加固适用性、黏结胶性能优化、黏结面破坏特性以及不同环境下的加固工艺等方面开展深入研究,以进一步拓宽FRP材料的应用场景。     

纳米蒙脱土有机改性及其在水性聚氨酯中的应用

介绍了纳米蒙脱土的结构、有机化改性剂的种类和有机改性纳米蒙脱土的制备方法;简述水性聚氨酯-蒙脱土纳米复合材料的制备,综述了有机化蒙脱土在改性水性聚氨酯中的应用,并对该类水性聚氨酯涂料的发展趋势和应用前景进行了展望。     

TiO2在聚氨酯复合材料中的应用

TiO2具有稳定性好、无毒和不产生二次污染等特点,有着广阔的应用前景。本文介绍了TiO2粒子在聚氨酯弹性体、皮革、涂料、泡沫等复合材料中的应用进展,研究结果显示TiO2粒子能提高聚氨酯复合材料的性能。并探讨了研究过程中存在的问题及发展前景。     

玻璃纤维复合材料用于桥梁的可行性

简述玻璃纤维复合材料的性能和发展现状等，给出了其在桥梁中的应用实例，提出了有关该类材料桥梁设计的一些看法，分析表明，玻璃纤维复合材料桥梁具有质量轻，结构的整体性和耐久性好，安全可靠，施工便利等优点，但价格和建筑成本等因素帛约了其在桥梁中的广泛应用，今后需要在桥梁的结构形式和材料的合成工艺等方面开展研究，以便使它具有与其它传统材料相当的价格和建筑成本；预测玻璃纤维复合材料将会在桥梁中得到广泛应用。     

钢板-GFRP组合桥面板受弯性能试验与理论分析

基于玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,简称"GFRP")具有轻质高强、耐腐蚀等优点,提出一种新型组合桥面板,即在钢板表面粘贴GFRP板,作为正交异性钢桥面板的防水和防腐蚀层,兼有增强钢板刚度的作用。在对组成材料材性测试的基础上,对组合桥面板试件在正弯矩和负弯矩作用下进行四点弯曲试验,测出各试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线;通过换算截面理论推导出钢板-GFRP组合桥面板的刚度、跨中挠度和应力计算公式,并与试验值对比;在四种铺装模型下运用有限元软件分别对正交异性钢板进位移和应力分析。研究结果表明:钢板表面粘贴GFRP板可以有效提高钢板的屈服承载能力和刚度,降低钢板表面应力和开裂风险;钢板-GFRP组合桥面板弯曲性能的理论计算值与试验值吻合性较好。     

格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板的制备与受弯分析

提出了一种新型格构腹板增强轻木夹芯复合材料桥面板,这种面板具有轻质高强、耐腐蚀、易拼装等特点,可用于军事舟桥等组合结构桥梁领域。该新型桥面板的复合材料面层、格构腹板与芯材在模具内通过真空导入工艺整体一次成型,利用格构腹板提高面层与芯材的整体性,可更大程度地发挥新型桥面板的受力性能。基于复合材料夹层结构经典理论,对该桥面板在典型轮式车辆和履带式车辆荷载作用下的性能进行了受力分析。结果表明:该桥面板的刚度满足设计要求;纤维面层正应力和轻木芯材剪应力均满足强度要求;与原同尺寸军用桥面板相比,减重57%。     

超高韧性聚氨酯复合材料性能影响因素

通过研究异氰酸酯指数(R值)、外加剂掺量、以及养护龄期对超高韧性聚氨酯复合材料性能的影响,优化材料制备技术,得到超高韧性聚氨酯复合材料的最佳制备技术.结果表明:R值决定着聚氨酯材料的软硬段比例,对力学性能影响较大,外加剂的掺入降低了材料的孔隙率,提高了材料致密度,聚氨酯材料的后熟化过程在7 d左右;超高韧性聚氨酯复合材...     

FRP-钢组合结构桥梁建造关键技术研究

对FRP-钢组合结构公路桥研制过程中的关键技术进行了研究,通过GFRP桥面板的设计与加工、有限元分析和试验研究,研制出适用于我国公路桥梁用的重型FRP桥面板。将GFRP桥面板与波形腹板H型钢梁组合起来,建成我国第一座FRP-钢组合结构公路桥。对GFRP-钢组合结构公路桥梁结构进行成桥荷载试验。试验结果表明,FRP-钢组合结构桥梁处于安全受力状态,满足设计荷载下的使用要求。     

One-step hydrothermal synthesis of 3D porous microspherical LiFePO4/graphene aerogel composite for lithium-ion batteries

Three-dimensional (3D) porous LiFePO₄/graphene aerogel (LFP/GA) composite was successfully prepared by an in-situ hydrothermal process. In this composite, the LiFePO₄ microspheres assembled by nanoparticles were embedded in a three-dimensional framework intertwined with the graphene sheets, which acts as a bridge for transfer of electron and diffusion of lithium ion. The large specific surface of the composite structure enables the increased infiltration area and utilization of the active material. The content of the graphene sheet is analyzed and is found important for the Li-storage characteristics of LiFePO₄. An aerogel composite with 10% of graphene displays the best electrochemical performance, with the specific discharge capacities of 168 mAh g⁻¹ and 155 mAh g⁻¹ at respectively 0.1C and 1C, and the capacity retains 96.3% for up to 800 cycles. This novel 3D porous aerogel composite is identified as a promising cathode material for the rechargeable Li battery, and the simple strategy may be applied to construct other high performing composite structure and materials.     

多向受力状态下复合材料预紧力齿连接接头应力分析

为了探究复合材料空间桁架桥中关键节点预紧力齿连接接头在多向受力状态下的应力分布,对复合材料空间桁架桥建立多尺度有限元模型。该多尺度模型不仅可以同时获得桁架桥整体结构性能与局部接头应力状态,还可以有效反映两者的相互作用关系。通过该模型,对接头在多向受力状态下的应力分布展开研究,研究表明:预紧力齿接头受力之后,齿面正应力较过盈装配完成时有5 MPa以内的衰减;且多向受力接头较单向受力接头衰减缓和,衰减后多向受力接头齿面正应力略高于单向受力接头齿面正应力;多向受力接头各齿荷载分配比例与单向受力基本一致,均为两侧高中间低;多向受力接头复合材料管横向剪切应力较单向受力接头有一定增大,但最不利荷载工况下的横向剪切应力为15.7 MPa,远小于材料横向剪切强度,接头处于安全状态。所得结果可为复合材料预紧力齿接头设计提供参考依据。     

鄂尔多斯盆地富县工区钻井堵漏技术措施

鄂尔多斯盆地富县工区钻井过程中遇到井漏难题,针对不同的漏失特点采用不同方法堵漏。第四系黄土层漏失采取控时钻进加短程起下钻方法;渗透性砂岩层漏失采用以预防为主,随钻加入单封堵漏方法;纵向裂隙层漏失采用复合堵漏材料方法,恶性漏失采用桥接材料+水泥封堵方法。实践证明,所采用的堵漏技术措施有效。     

Fracture Toughness Anisotropy and Toughening Mechanisms of a Hot-pressed Alumina Reinforced with Silicon Carbide Whiskers

The fracture toughness of a hot-pressed alumina and that of a hot-pressed alumina/SiC-whisker composite containing 33 vol% SiC whiskers were measured by four-point bending on single-edge precracked bend bars having sharp precracks created by "bridge indentation." Two batches of the composite were examined, one exhibiting a greater degree of whisker clustering than the other. The fracture toughness of the alumina was around 4 MN·m^-3/2 whereas that of the composite varied between 5 and 8 MN·m^-3/2 depending on microstructural uniformity and crack-propagation direction. Crack deflection in combination with a change in fracture from intergranular to transgranular fracture is proposed as an explanation of the superior fracture toughness of SiC-whisker-reinforced alumina as compared to unreinforced alumina. The composite exhibited a variation in fracture toughness with the crack-propagation direction in identical crack planes. This effect could with good accuracy be described in terms of crack deflection for the composite with uniform whisker distribution. However, in the material with whisker clustering the variation of the fracture toughness with crack-growth direction was greater and could not entirely be explained by crack deflection.     

In‐situ Preparation of a Porous Copper Based Nano‐Energetic Composite and Its Electrical Ignition Properties

In this paper, the in‐situ preparation and characterization of a porous copper‐sodium perchlorate energetic nano‐composite (PCu/NaClO₄) and its electrical ignition properties are presented. Porous copper was in‐situ produced by electro‐deposition on a Ni/Cr alloy wire, which acts as a cathode during the electro‐deposition. The PCu/NaClO₄ nano‐composite was produced by dipping the bridge with porous copper into a saturated sodium perchlorate acetone solution. SEM, EDS, and XRD were used to characterize the composite and DSC was used to study the thermal decomposition of the composite. The copper grain size was reduced by using additives such as CTAB in the electrolyte. The PCu/NaClO₄ nano‐composite on the bridge can be ignited by feeding a current through the bridge and the ignition delay time and electrical ignition sensitivity were measured.