二氧化锰氧化法合成聚苯胺/二氧化硅复合粒子用于防腐涂料的研究

以二氧化锰代替过硫酸铵氧化苯胺单体,并在聚合反应体系中添加适当比例的二氧化硅粒子,制备出不同酸掺杂的聚苯胺包覆二氧化硅复合粒子.扫描电子显微镜(SEM)观察表明,二氧化硅表面及其粒子之间明显包覆一层聚苯胺(PANI);并比较不同酸掺杂的聚苯胺复合粒子的傅里叶变换红外光谱(FT-IR),证明了掺杂的有效性.将合成的聚苯胺复合粒子作为防腐填料,加入环氧树脂作为成膜物,制备出的聚苯胺/环氧树脂复合涂料涂覆在碳钢基体上,采用加速浸泡实验、开路电位法、Tafel极化曲线研究其防腐性能.实验结果表明:H2SO4掺杂的聚苯胺复合涂层具有优良的防腐性能,该复合涂层的腐蚀电位较环氧树脂涂层提高400 mV,腐蚀电流下降4～5个数鼍级,是一种低成本、高性能防腐涂料.     

水性聚苯胺防腐涂料研究

将聚苯胺水性微乳液和环氧树脂共混作为底漆、与环氧树脂面漆复合制成防腐涂料，采用开路电位法评价复合涂层的防腐性能。结果表明，合成聚苯胺水性微乳液所使用的酸介质、聚苯胺乳液的用量和腐蚀介质等对涂层的防腐性能均有影响。以十二烷基苯磺酸(DBSA)为酸性介质合成的聚苯胺水性微乳液，当其用量为50％时，复合涂料的防腐性能最佳，与裸露钢板相比，该复合涂层的平衡开路电位可提高245mV左右。该复合涂料不使用任何有机溶剂，是一种环境友好型绿色涂料。     

聚苯胺复合涂料红外与吸波性能研究

采用化学镀制备镍钴磷合金包覆盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体和本征态聚苯胺粉体复合材料.分别以盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体、本征态聚苯胺粉体以及化学镀复合粉体作为吸波剂,醇酸清漆为基料,制备了吸波涂层,并测定涂层微波反射率.分别以盐酸掺杂聚苯胺、高氯酸掺杂聚苯胺、本征态聚苯胺粉体为填料,聚氨酯为基料,制备红外涂层,并测试涂层的红外发射率.研究结果表明,本征态聚苯胺化学镀复合粉体吸波性能有较大提高,在15.5 GHz,反射率为-7.5 dB;盐酸掺杂聚苯胺粉呈现微波和红外兼容特性,对于雷达红外复合隐身涂料开发具有应用前景.     

功能酸二次掺杂聚苯胺的防腐蚀性能

聚苯胺具有独特的掺杂脱掺杂特性,能在特定的反应条件下合成出形貌较好的纳米纤维,使得通过脱掺杂和二次掺杂能制备出拥有特殊防腐官能团的新型纳米材料。将硫酸体系中合成的聚苯胺纳米纤维经氨水脱掺杂,再用磷酸、对甲苯磺酸和酒石酸等功能酸在脱掺杂态聚苯胺基础上制备出二次掺杂态聚苯胺,测试了聚苯胺/环氧树脂复合涂层的防腐蚀性能,并与功能酸一次掺杂态聚苯胺进行了对比。结果表明,功能酸掺杂的聚苯胺都有一定的防腐蚀效果;功能酸二次掺杂态聚苯胺比一次掺杂态聚苯胺有更好的防腐蚀性能,二次掺杂态聚苯胺涂层拥有更高的阻抗,其中酒石酸二次掺杂态聚苯胺涂层的阻抗最高,浸泡120 d后为3.48×10⁷ Ω·cm²,较其一次掺杂态聚苯胺涂层高出一个数量级。     

功能酸二次掺杂聚苯胺的防腐蚀性能

聚苯胺具有独特的掺杂脱掺杂特性,能在特定的反应条件下合成出形貌较好的纳米纤维,使得通过脱掺杂和二次掺杂能制备出拥有特殊防腐官能团的新型纳米材料。将硫酸体系中合成的聚苯胺纳米纤维经氨水脱掺杂,再用磷酸、对甲苯磺酸和酒石酸等功能酸在脱掺杂态聚苯胺基础上制备出二次掺杂态聚苯胺,测试了聚苯胺/环氧树脂复合涂层的防腐蚀性能,并与功能酸一次掺杂态聚苯胺进行了对比。结果表明,功能酸掺杂的聚苯胺都有一定的防腐蚀效果;功能酸二次掺杂态聚苯胺比一次掺杂态聚苯胺有更好的防腐蚀性能,二次掺杂态聚苯胺涂层拥有更高的阻抗,其中酒石酸二次掺杂态聚苯胺涂层的阻抗最高,浸泡120 d后为3.48×107?·cm2,较其一次掺杂态聚苯胺涂层高出一个数量级。     

盐酸掺杂聚苯胺/炭黑作填料的导电涂料制备及其防腐蚀性能研究

采用共混法,以盐酸掺杂聚苯胺(HCl PANI)和炭黑(CB)为混合导电填料,环氧树脂E-44和107胶为粘合剂制备了导电涂料,将其涂覆于Q235钢基片上制备了防腐蚀涂层。采用电化学、耐酸性和中性盐雾试验等手段评价了涂层的防腐蚀性能。实验结果表明:导电涂层附着力较好,具有良好的耐酸性和耐中性盐雾性能;在3.5%Na Cl水溶液中以盐酸掺杂聚苯胺/炭黑(HCl PANI/CB)为混合填料制备的涂层使裸钢的开路电位从-0.849 V正移至-0.482 V,说明涂层对钢基片具有良好的防腐蚀性。     

聚苯胺在环氧树脂涂层中防蚀性能研究

采用直接混合氧化法分别在磷酸和硫酸体系中制备了掺杂态聚苯胺,通过研磨把聚苯胺分散到环氧树脂中制备复合涂层,研究了不同酸掺杂的聚苯胺在环氧树脂中的耐蚀性能以及聚苯胺用量对耐蚀性能影响.电化学阻抗谱研究发现,聚苯胺的加入提高了环氧涂层屏蔽保护效果并能提供钝化保护作用,合适的添加量为0.6％;盐雾试验结果表明,磷酸掺杂的聚苯胺在环氧树脂涂层中可以对基体提供较好的保护,而硫酸掺杂的聚苯胺保护效果较差.     

聚苯胺/纳米碳酸钙复合物的制备及其防腐性能

以苯胺单体为原料、过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化法制备了本征态聚苯胺,将其与纳米CaCO3通过溶液共混法制备了聚苯胺/CaCO3复合物。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外–可见光谱(UV–Vis)和红外光谱(IR)对聚苯胺/CaCO3复合物进行了形貌观察和结构表征。分别以聚苯胺、聚苯胺/CaCO3复合物为填料,加入到环氧树脂(EP)/聚酰胺固化剂体系中,在碳钢表面制备了EP/聚苯胺和EP/聚苯胺/CaCO3复合涂层,通过开路电位、极化曲线和交流阻抗谱等电化学方法对比研究了裸钢以及含EP涂层、EP/聚苯胺涂层、EP/聚苯胺/CaCO3复合涂层的碳钢试片在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的腐蚀行为。结果表明,聚苯胺膜较好地包覆在CaCO3纳米粒子表面;CaCO3的加入增强了涂层的致密性,提高了聚苯胺分子对金属基体的粘附力。含有聚苯胺/纳米CaCO3复合物的环氧涂层具有最强的抗腐蚀能力,其次为环氧/聚苯胺涂层;两者相比,EP/聚苯胺/CaCO3复合涂层的腐蚀电位正移了59 mV,腐蚀电流密度降低了63%。     

聚苯胺/凹凸棒土环氧复合防腐涂料的制备及性能研究

以聚苯胺/凹凸棒土纳米复合材料(PANI/ATP)作为填料,以环氧树脂为成膜物质,制备了PANI/ATP环氧复合防腐涂料.研究了PANI/ATP的状态、PANI/ATP的添加量、固化比等对涂层的防腐性能的影响.采用傅里叶红外光谱(Fr-IR)、开路电位(OCP)及极化曲线(Tafel)等测试手段对复合涂层进行了结构表征和防腐性能研究.Tafel极化曲线和开路电位显示,在填料量为5%的情况下,复合涂层的防腐性能较佳,腐蚀电位为-1.098 V,较纯环氧涂层高327 mY;添加了PANI/ATP的涂层较纯环氧涂层的力学性能有很大的提高.     

N-乙基苯胺/苯胺共聚物在稀酸环境中的防腐性

利用开路电位法详细研究了化学氧化合成的去掺杂态N-乙基苯胺与苯胺（EA／AN）共聚物的涂装方式和共聚单体物质的量比对其涂层在弱酸性介质中的防腐性能。结果表明．以去掺杂态EA／AN共聚物涂层为底漆，环氧树脂为面漆的复合涂层具有最佳的防腐效果。该复合涂层钢板在pH值为4．5的弱酸性盐酸介质浸泡50h后。由于渗透酸的掺杂作用，开路电位开始稳步上升，上升幅度约50mV。最终所达平衡开路电位远高于单层环氧树脂。其中．单体n（EA）：n（AV）为20：80的去掺杂态共聚物表现出最优防腐效果．其与环氧树脂形成的复合涂层平衡开路电位最终可达-380～-390mV。较裸露钢板相应提高约455mV，在长达8个月的浸泡过程中，开路电位维持恒定不变．涂层平整不脱落，不起泡,也无锈点出现。     

聚苯胺包覆二氧化硅电流变液的介电弛豫谱研究

低温包覆聚苯胺的方法对球形二氧化硅粒子进行了表面改性,利用介电弛豫谱分析了聚苯胺包覆后的二氧化硅电流变液介电性质的变化。结果表明包覆聚苯胺后,电流变液的介电增量显著提高,弛豫频率向高频移动。两种变化均对体系的电流变效果起到积极的作用。另外还发现可以通过调整碱液的pH值改变电流变液的弛豫频率,从而提高改变电流变的电场响应能力。     

改性二氧化硅／环氧树脂体系的制备

用带不饱和双键的硅烷偶联剂与SiO2表面的羟基反应导入双键，进而加入有机单体丙烯酸缩水甘油醚进行自由基共聚，达到了对SiO2表面的复合改性。根据改性前后SiO2表面的接触角、含水率、吸油值的测定结果，表明复合改性后SiO2的憎水性和亲油性得到改善；把改性前后的SiO2样品与环氧树脂混合固化，测试了复合材料的力学性能，发现改性SiO2复合材料的拉伸强度增加了35％，弯曲强度增加了42％；同时用SEM对复合材料的断面观察发现：改性SiO2颗粒与环氧树脂问无明显的界面，其亲合性优于未改性SiO2。     

单分散性SiO2的制备与应用

系统地介绍了单分散性二氧化硅的制备方法及其优缺点，列举了单分散性二氧化硅在有关方面的应用；最后在归纳前人研究成果的基础上，提出了超临界流体快速膨胀法制备单分散性二氧化硅的设想。     

铝酸锶荧光粉的表面包覆

本实验用Na2SiO3对铝酸锶进行二氧化硅包膜以改善其耐水性。检测结果表明,产品被二氧化硅完整紧密包覆,表现出优良的耐水性能。在纯水中,原样6小时内即完全水解,而包覆后的产品在48小时后无水解。同时,包膜对颜料的发光性能影响很小,发射光和激发光强度损失在1％左右。     

硅铝二元包膜金红石型二氧化钛的研究

采用正交实验法,利用高分辨透射电镜及光电子能谱仪等检测手段对包膜后二氧化钛的白度、消色力及吸油量进行分析,对影响硅铝包膜的几个主要因素进行研究,得到了二氧化钛表面包覆SiO2及Al2O3的最优实验条件。研究结果表明:硅包膜时搅拌速度450 r/min,反应温度75~80℃,中和时间80~100 min,熟化时间90 min;铝包膜时搅拌速度500 r/min,反应温度60~65℃,终点pH 7~8,中和时间150~180 min,可以得到均匀、致密的硅铝氧化物包膜层。     

原位生成纳米SiO2及其作为填料对聚氨酯硬质泡沫塑料性能的影响

通过选择适当的乳化剂和水解温度以及控制水对于乳化剂的摩尔比,采用油包水微乳液法在聚醚多元醇中原位合成了纳米SiO2,然后该聚醚多元醇进一步与TDI反应制备出聚氨酯硬质泡沫塑料。TEM照片显示原位合成的SiO2微粒呈球状且分散,粒径分布在50nm-70nm。该聚氨酯硬质泡沫塑料的吸水率,随着SiO2填加量的增加,先升高随后又降低。因为原位生成纳米SiO2的加入,聚氨酯硬质泡沫塑料的拉伸强度得到显著提高,冲击强度缓慢增大,而对于压缩强度则先轻微降低,一直到SiO2的含量为0.9wt%时才开始急剧增大。     

疏水型二氧化硅粒子对泡沫体系稳定性的影响

本文对市售二氧化硅粒子进行疏水改性,分别用改性前和改性后的二氧化硅粒子与十二烷基硫酸钠制备泡沫分散液,探讨了二氧化硅粒子亲、疏水性,粒子浓度,粒子在气/液界面膜上的吸附量以及动态拉伸条件下的液膜稳定性的变化规律。研究结果表明,在搅拌条件下,与改性后粒子相比,改性前粒子对维持泡沫体系的起泡性和稳定性作用较强。泡沫稳定性随二氧化硅粒子质量分数的增加而增大,在粒子浓度为0.05%时达到最大值。在拉伸条件下,改性后粒子对液膜稳定性的增强效果优于改性前粒子的作用。改性后二氧化硅粒子质量分数为0.05%的分散液的液膜拉伸最长。     

非水环境中球磨作用对改性SiO2晶体结构、粒度和Zeta电位的影响

以市售SiO2粉体为主要研究对象,采用X射线衍射线形分析、激光粒度分析和Zeta电位分析等表征手段,研究了球磨作用对改性SiO2晶体结构、粒度和Zeta电位的影响. 结果表明,SiO2分别经空气气氛中干磨、以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为球磨分散介质的湿磨、以二甲基甲酰胺(DMF)为球磨分散介质和以硅烷偶联剂KH-560为改性剂的湿磨后,其结构性质有显著差异,分别经过3 h球磨后,干磨、湿磨、添加10%硅烷偶联剂并湿磨和添加20%硅烷偶联剂并湿磨后SiO2平均晶粒尺寸分别为46.9, 31.4, 24.5和75.9 nm,其平均晶格畸变率分别为0.0253%, 0.0871%, 0.117%和0.063%,中位粒径分别为4.241, 1.586, 1.321和5.092 mm.     

Synthesis and electrorheological properties of polyaniline‐coated barium titanate composite particles

Polyaniline‐coated barium titanate composite particles were synthesized by surface grafting polymerization, in which five silane coupling agents with different terminal groups were used. The structure of composite particles was characterized by SEM, XRD, FTIR, and TGA, and the electrorheological properties were tested by rotational rheometer. The results show that polyaniline was coated on the surface of barium titanate particles to form the shell‐core structure. The yield stress of the electrorheological fluids based on polyaniline‐coated barium titanate composite particles is higher than that of polyaniline and barium titanate. Compared with PANI‐based electrorheological fluids (ERFs), the composite particles‐based ERFs have lower field‐off viscosity due to the molecular interaction. The yield stress of the ERFs, as well as density of the composite particles, was affected by the groups at terminal of silane coupling agents. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

Processing and kinetics studies on the alumina enrichment of coal fly ash by fractionating silicon dioxide as nano particles

Coal fly ash produced in the northern China is a potential bauxite substitute for aluminum production because of its high alumina content. However, this industrial application has been limited for its high silicon content. Alumina enrichment by removing silicon becomes a key technology for its utilization. A novel process was developed to fractionate the coal fly ash into high purity nano silicon particles and aluminum enriched residual ash. The procedure has major steps as sodium silicate dissolution with sodium hydroxide, first carbonation to remove impurities, second carbonation to precipitate silicon, and silicon precipitate recovery as a mesospheric nano particles product. Morphological and X-ray diffraction evidences indicated the glassy amorphous silicon content of the ash was dissolved in the sodium hydroxide solution whereas mullite remained in the residue. Kinetics study indicated that the second carbonation was a kinetically second order medium fast multi-phase reaction in which sodium silicate was precipitated as silicic acid. It was found that the reaction was controlled by the mass transferring resistance in the liquid membrane. These nano silicon dioxide particles were in size of 50 nm with a purity of 96%. Alumina content in process residue was slightly increased from 42.00 to 49.20%. Silicon dioxide content was reduced from 48.89 to 30.26%. Ratio of alumina/silica was increased from 0.86 to 1.63.