AZ31镁合金表面亲水薄膜的制备与腐蚀性能研究

在AZ31镁合金表面制备了具有亲水性功能的薄膜.室温下以不同外加电位、时间为条件对镁合金表面进行恒电位法有机镀膜,采用循环伏安法研究了镁合金表面有机膜的生长机理,并结合电化学特性曲线和盐雾腐蚀试验,通过分析镀膜时间和镀膜电位对有机薄膜耐腐蚀性能的影响,确定最佳有机镀膜时间为10min,镀膜电位为1.0 V.     

PET表面SiO2-AgCl复合薄膜制备及其性能研究

以正硅酸乙酯和AgNO3为主要原料,采用溶胶-凝胶分步水解法,引入有机γ-氯丙基三乙氧基硅烷(CPTES)和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP),在PET基体上制备了抗菌SiO2-AgCl复合薄膜.通过对薄膜进行表面接触角测量、摩擦磨损性能检测、折叠实验及耐水性和抗菌实验,研究了不同分散剂对所制备复合薄膜的表面形貌、膜基结合力、耐水性、耐摩擦磨损性、防雾化及抗菌性能的影响.结果表明:以CTAB或PVP为分散剂的复合薄膜均获得了均匀的表面形貌和较好的抗菌性能,但前者具有更好的膜基结合力、耐水性、耐摩擦磨损性和防雾化性能.     

氯化亚锡和纳米二氧化硅对PET材料表面亲水性影响

目的 提高PET材料的表面亲水性.方法 氯化亚锡与PET共混成膜后,采用共混接枝法,在共混膜表面接枝氨基化改性的纳米二氧化硅,制备出强亲水的PET材料.采用静态接触角、傅里叶变换红外光谱仪、原子力显微镜测试手段对PET材料表面进行表征.结果 氨基化改性的纳米二氧化硅能够成功接枝在氯化亚锡与PET共混材料表面.当氯化亚锡质量分数为0.3%时,共混膜接触角由98°下降到74.5°.共混膜接枝氨基化改性的纳米二氧化硅溶液20 h时,PET材料表面接触角由74.5°下降到7.8°,亲水性得到了极大提高.接枝膜浸泡于蒸馏水10 d后,PET材料表面接触角由7.8°上升至34.9°.结论 氯化亚锡与PET材料共混,接枝氨基化改性的纳米二氧化硅后极大地提高了PET材料表面的亲水性.     

IBAD技术制备薄膜改性碳钢的耐蚀性研究

利用IBAD技术在核材料模拟基体(A3钢)上制备ZrN和ZrC薄膜,为作对比又用射频溅射法制备Teflon薄膜.对不同条件下获得的镀膜试样进行耐腐蚀性能测试.结果表明:各种膜层的耐腐蚀性能都较好;对同种材料其膜层的耐腐蚀性能随厚度的增加而增强;ZrC膜层的耐腐蚀性能远好于ZrN和Teflon膜层.     

微波等离子体改性对金刚石薄膜表面亲水性的影响

采用微波等离子体法,分别使用H和O等离子体对金刚石薄膜表面进行改性处理.通过扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),X射线光电子能谱(XPS),并结合接触角随时间变化的曲线,初步评价了改性前后薄膜表面显微结构和成分的变化对亲水性的影响.结果表明:同一条件下制备的金刚石薄膜表面形貌、粗糙度差异不会影响表面亲水性;改性前金刚石薄膜亲水性差,H、O等离子体改性后薄膜表面接触角由原来的81°下降到20°以下,形成了亲水性良好的表面;暴露在空气中后,接触角在前3天的变化很大,这种变化与薄膜表面成分的改变密切相关.     

聚乙烯表面接枝改性及应用的研究进展

聚乙烯是常用的热塑性工程材料,具有良好的物理化学性能和加工性能,被广泛应用于各个领域。但是其独特的线性分子结构,使得聚乙烯呈现出低表面能、低润湿性、弱粘结等特点,限制了应用的扩展。表面接枝技术,能够在聚乙烯材料表面引入功能基团,改善表面性能进而拓展其功能及应用。本文介绍了用于聚乙烯材料表面接枝改性的常用技术,包括紫外光辐照接枝、电子束辐照接枝、等离子体接枝、高能γ射线辐照接枝和可逆失活自由基聚合等,并详细阐述了每种接枝技术的基本机理。介绍和讨论了接枝改性聚乙烯材料的多种性能,如摩擦学性能、生物相容性、抗菌性、抗冲击性能、离子导电性及其他性能。在此基础上,对改性聚乙烯材料的相关应用领域进行了综述。最后,提出接枝改性聚乙烯研究中存在的问题,并针对其应用前景进行展望。     

PET薄膜涂附磨具的研制

本文针对某些高新产品零部件日益向高精密、高光洁、稳定耐用方向发展,我们成功研制出一种专用于抛光的ＰＥＴ薄膜涂附磨具,同时对生产工艺过程作了详细说明,对结果作了全面而有价值的讨论,并提出最优方案。     

PET基复合材料薄膜激光切割工艺试验研究

PET基复合材料薄膜高质量加工是制约其更广泛应用的主要因素之一,研究不同类型PET基薄膜的高效加工具有重要意义.通过构建不同功率激光器、传动机构及控制方式组合的试验模块,开展了PET基薄膜CO2激光切割工艺研究,探索不同工艺参数对PET基薄膜切割质量的影响,为薄膜材料的激光切割工艺参数选择提供参考.     

碳等离子体诱导柔性PET薄膜表面原位生长非晶碳薄膜

等离子体改性由于效果持久、环境友好而备受关注,其中碳等离子体改性不仅具有轰击效应,同时还具有沉积效应,然而碳等离子体对柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜改性研究较少。柔性PET薄膜在使用过程中常因磨损和降解等原因,其光学透过性能以及力学性能受到影响。研究不同碳等离子体轰击电流（0.5 A、1.0 A、1.5 A、2.0 A）对柔性PET薄膜结构及性能的影响。通过FTIR、Raman光谱、双光束扫描电子显微镜（FIB-SEM）、扫描探针显微镜（SPM）、接触角测量仪、UV-Vis、氙灯老化试验箱、多功能摩擦磨损试验机等分析手段对薄膜的表截面结构、润湿性能、透光性、耐老化性、耐磨防护性及柔性的变化进行表征,并分析其生长机理。结果表明：低电流（0.5A）下碳等离子体主要起到轰击效应,使得PET薄膜表面有机碳质结构发生断裂重排,样品透光率与基底相比仅下降0.439%,同时该电流下制得的样品具有疏水性、耐老化性及韧性。而高电流下制得的样品的硬度显著提升,具有良好的耐磨性能,表面薄膜在弯曲过程中因应力的释放出现裂纹,但薄膜并未剥落。非晶碳薄膜与柔性PET薄膜具有良好结合力。通过碳等离子体诱导法...     

脉冲等离子体对PTFE薄膜的表面改性研究

通过ＡＴＲ衰减全反的红外光谱分析和对蒸馏水接触角的测定表明,经脉冲辉光放电等离子体的作用,ＰＴＦＥ薄膜表面的组分结构发生了变化,主要表现为薄膜表面氧基团的含量由无到有,并形成了Ｃ＝Ｃ不饱和基因,表面由完全非极性变成表现出部分极性,亲水性大为增强,可粘必也得到很大改善。     

阳极氧化铝膜的表面接枝改性及润湿行为

目的通过对阳极氧化铝膜(AAO)表面化学接枝甲基丙烯酸甲酯,改变其表面的粗糙度和分子结构,从而实现AAO膜表面润湿行为的可控。方法采用二步阳极氧化法制备六方柱形的多孔AAO膜,结构高度有序,并对AAO膜表面进行硅烷化(KH-570)处理,采用活性聚合的方法在其表面接枝上甲基丙烯酸甲酯。采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和接触角测定仪对AAO膜及改性后的AAO膜进行了结构表征和润湿行为研究。探讨了阳极氧化的工艺条件及接枝甲基丙烯酸甲酯对AAO膜的形貌和润湿性能的影响。结果 AAO膜孔径在100 nm左右,六边形孔洞分布均匀,并且六边形孔洞垂直于AAO膜表面,孔洞与孔洞平行,通过对其表面接枝甲基丙烯酸甲酯,使得AAO膜的表面水接触角先增大后减小。结论 AAO膜表面的润湿行为,可以通过AAO膜表面化学改性和表面粗糙度共同作用而得以调控。     

等离子体处理对石墨膜表面亲水性的影响

目的通过等离子体处理石墨膜,提高石墨膜表面的亲水性。方法采用不同的工艺条件对石墨膜进行等离子体处理,测试石墨膜的表面接触角。利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察石墨膜处理前后表面形貌的变化,通过X射线光电子能谱分析石墨膜处理前后表面成分的变化。采用万能材料试验机测试镀铜样品的剥离强度,评价铜镀层与石墨膜的结合力。结果采用空气处理气氛时,在气体流量为0.4 L/min、功率为60 W的条件下,处理30 s,石墨膜的接触角从处理前的93.41°降至4.49°;表面均方根粗糙度由952.10pm提高到12.54 nm,最大高低差从10.81 nm升至72.70 nm。由X射线光电子能谱分析可知,石墨膜经等离子体处理后,碳元素的原子数分数由未处理的98.37%下降到83.13%,氧元素的原子数分数由未处理的1.63%升高到16.87%,氧碳含量比则由起初的1.66%升高到20.29%。结论石墨膜经等离子体处理后,表面被刻蚀并且引入含氧极性基团,等离子体处理显著提高了石墨膜表面的亲水性。     

聚乙烯膜表面能提升改性的研究进展

聚乙烯膜表面改性的目的是在膜表面引入极性基团,提高膜表面的粗糙度,消除弱界面层,提高膜表面能.综述了聚乙烯膜的几种表面改性方法,包括化学改性法、火焰及热处理法、表面接枝法、等离子体处理法、电晕处理法、共混改性法、共同作用法等,并对比了各改性方法的优缺点.聚乙烯是非极性材料,表面能比较低(30～32 dynes/cm),...     

厘米尺度亲疏水间隔表面水下气膜维持效果及机理研究

目的 面向水下航行器减阻技术挑战,克服现有全超疏水表面气膜维持效果较差的问题,提出了厘米尺度的亲疏水间隔表面水下气膜维持思路,以获得更高的水下减阻性能。方法 采用k-ω湍流模型对厘米尺度的亲疏水间隔表面、全超疏水表面进行了流速0.5 m/s的水流冲刷模拟仿真,其中亲疏水间隔表面设定凹槽中的超疏水表面接触角为165°,亲水间隙接触角为45°;全超疏水表面的接触角均为165°。随后基于仿真结果,对厘米尺度的2种表面在不同水流速度和供气条件下进行水流冲刷实验,研究了这2种表面在不同实验条件下的气膜形状变化。结果 仿真结果显示亲水间隙的存在使凹槽内的气体受到钉扎束缚作用,可以实现气膜维持。实验结果显示在厘米尺度下,全超疏水表面在流速为0.55 m/s的条件下气膜维持情况较好,但在流速达到0.94 m/s,雷诺数为Re=14 030时,实验部分的流动状态为湍流状态,凹槽内气膜覆盖的面积时有变化,能覆盖的面积一般不超过凹槽面积的50%,很难维持完整的气膜;而在0～1.2 m/s的流速范围内,亲疏水间隔表面能够在超疏水区域始终维持稳定气膜表面,具有好的气膜维持效果。结论 相比均匀的全超疏水表面,亲疏...     

预烘烤对镀锡板表面膜层和润湿性的影响

目的 提高镀锡板与涂料匹配性,研究预烘烤消除缩孔对镀锡板表面膜层和润湿性能的影响。方法 采用计时电位曲线、X光电子能谱仪、热重差热测试及表面接触角方法,分别评价烘烤处理前后的镀锡板表面钝化膜、氧化膜成分含量变化,并通过表面能对表面润湿性变化进行分析。结果 120 ℃烘烤不同时间下,钝化膜铬含量由4.30 μg/cm²增至5.16 μg/cm²,膜层中的Cr(OH)3/Cr2O3含量比例显著下降,使Cr(OH)3脱水缩合生成电活性的Cr2O3被检出。氧化膜含量(库伦法计算)由1.5 mC/cm²以上降至0.6 mC/cm²左右,其组成进一步被氧化生成SnO2,无法被阴极还原,降低了可被检出的氧化膜含量。水接触角由86°快速降至65°左右稳定,表面能值由37.5 mN/m最高增至50 mN/m,说明烘烤处理大幅提高了材料表面被水极性介质的润湿作用。结论 通过镀锡板涂膜前预烘烤处理,改变了镀锡板表面钝化膜和氧化膜组成以及含量比例,降低了水接触角,提高了表面能值,增强了材料对涂料表面张力适配范围,有利于漆膜稳定铺展,为涂料端配方优化,实现镀锡板缩孔控制提供了技术方向。     

氧化锆粉末的表面改性研究

采用表面改性剂C对ZrO2粉末表面进行改性处理,制备出了有机/无机包覆的陶瓷粉末。研究了表面改性对粉末粒度和粒度分布的影响,利用SEM观察了表面改性前后粉末的团聚和微观形貌,测试了不同改性剂含量粉末的沉降时间和润湿接触角。研究结果表明:(1)超声波分散时间越长,粉末的中位径粒度越小;(2)改性粉末在二甲苯溶液中的粒度减小,团聚度降低;(3)粉末在二甲苯溶液中的沉降时间快慢为:to<>θ0.5%C>θ3%C≈θ5%C,改性粉末在非极性溶液中的分散性、稳定性和润湿性得到明显提高。     

聚酰亚胺薄膜表面改性处理方法研究

目的利用聚酰亚胺(PI)可溶解于碱性溶液的特性,探究碱溶液改性处理PI基材表面的实验方法。研究NH_3·H_2O、NaOH和KOH等碱溶液的浓度、温度、时间和处理条件的不同与PI表面改性效果之间的关系,确定最佳改性处理方法。方法用不同浓度的NH_3·H_2O、NaOH和KOH溶液在室温或水热条件下处理PI基材。用正交试验确定水热条件的最佳碱浓度、温度和处理时间。样品处理前后的接触角变化用接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,拉伸强度和断裂伸长率用智能电子拉力机测定。结果实验得出的最佳表面处理条件为:25μm厚度的PI基材采用1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液,室温下处理30 min;50μm厚度的PI基材采用0.05 mol/L NaOH溶液,水热温度120℃,时间90 min。结论对于厚度为25μm的PI基材,1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液处理后,表面接触角降低至45°,说明NH_3·H_2O溶液可有效提高较薄PI基材的表面亲水性。KOH处理后的PI基材亲水性显著提高,但碱液浓度不易控制。采用NaOH水热表面改性方法,能较好地改善PI基材的表面亲水性,从而提高基材与无机涂层之间的界面粘附性。     

Effect of humid air exposure between successive helium plasma treatments on PET foils

It is well known that helium plasmas can successfully alter the surface properties of polyethylene terephthalate (PET). However, the influence of humid (atmospheric) air exposure between successive helium plasma treatment steps has not been previously examined. In this work, PET foils are treated in successive short treatment steps of 5 s with a DBD operating in helium at medium pressure (5.0 kPa). Between every plasma treatment step, the samples are either kept in the plasma chamber at 5.0 kPa under helium atmosphere or are exposed to humid air at atmospheric pressure. The plasma-treated samples are examined using contact angle measurements and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Results clearly show that exposure to humid air between successive helium plasma treatment steps leads to a larger decrease in water contact angle and a more pronounced oxygen incorporation. XPS results have shown that during each helium plasma treatment, O-C═O groups are introduced on the PET surfaces. However, when the samples are exposed to humid air between plasma treatments, also C-O groups are created on the PET surfaces. These C-O groups are mainly introduced during exposure to humid air: every helium plasma treatment creates surface radicals, which can in turn react with oxygen species present in the atmosphere during subsequent humid air exposure, leading to the incorporation of C-O groups.