聚合物基MXene复合材料的光热性能研究进展

MXene是一种新兴的二维纳米材料,具有组成可调、结构可控的特性和优异光热性能。MXene可吸收入射光并将其高效转换为热能,这为太阳能的有效利用提供了新途径。将MXene加入聚合物基体中,可赋予聚合物基复合材料优异光热性能,并拓宽复合材料应用范围,因而被广泛研究。具有光热性能的聚合物基MXene复合材料在海水淡化、个人热管理、光热抗菌和光热治疗肿瘤等方面有着广泛的应用前景。本文总结了MXene及聚合物基MXene复合材料的制备方法,介绍了光热材料的光热转换机理,综述了聚合物基MXene复合材料在光热转换方面的研究进展,展望了具有光热性能的聚合物基MXene复合材料在应用中存在的挑战和未来的发展方向。     

MXene@PAN复合材料的制备及其在环氧涂层中的应用

将二维片层材料钛碳化合物Ti₃C₂(MXene)与聚苯胺(PANI)采用原位聚合法合成MXene@PANI复合材料,改变MXene与苯胺(An)质量比,对复合材料的化学结构、光学特性、光热转换性能进行表征,确定最佳合成比例。制备MXene@PANI含量不同的环氧树脂样条,探究MXene@PANI含量对环氧树脂自修复性能的影响。在环氧树脂中分别添加MXene、MXene@PANI制备涂层,通过电化学阻抗和扫描电镜分析涂层防腐性能。结果表明：当MXene与An的质量比为1∶3时,在MXene表面负载的PANI覆盖均匀,并且复合材料具有良好的光热转换性能。随着环氧复合样条中MXene@PANI含量的增加,自修复率显著提高;经过功率为2 W/cm²的近红外光照射60 s后,自修复率都在97%以上。MXene和MXene@PANI的加入均可改善环氧涂层的防腐性能,MXene@PANI/EP复合涂层对金属的保护效果更优。     

植酸改性石墨烯的制备及其在防腐涂层中的应用

石墨烯作为一种新型的二维片层材料在防腐涂料中具有很好的应用前景,然而石墨烯分散性差易团聚,且一般只具有物理防腐功能。针对这些问题,本文以一种成本较低的生物基原料——植酸(PA)对石墨烯进行共价改性,利用其结构中的磷酸基团与氧化石墨烯表面的羟基反应共价接枝到石墨烯表面,制备得到了一种分散性良好的植酸改性石墨烯(PA-rGO),植酸对石墨烯改性不仅可提高石墨烯在树脂中的分散性,还可以与金属基材螯合起到化学防腐的效果。将PA-rGO添加到水性环氧树脂中制备了一种具备"物理+化学"双重防腐效果的水性防腐涂料。通过红外光谱以及X射线光电子能谱对PA-rGO的结构进行了表征,通过电化学阻抗及极化曲线研究了不同PA改性程度的石墨烯对涂层防腐性能的影响。结果表明:当PA体积浓度为1.6%时,PA-rGO在涂层中的分散性最好,且所得涂层(PA-rGO/WEP)具有最佳的防腐效果,25 d后其阻抗模值能够达到106Ω·cm²,比纯环氧涂层(WEP)以及添加还原氧化石墨烯的环氧涂层(rGO/WEP)高1～2个数量级,自腐蚀电流(Icorr)最小,数值为9.85×10-9A/cm     

相变微胶囊改性及其在光热转换中的应用

相变材料微胶囊化为相变材料提供良好密封保护,有效地解决了相变时的体积变化和泄漏问题。但相变微胶囊热导率低、机械强度和热稳定性差、功能单一等问题不容忽视。相变微胶囊改性是解决这些问题的有效途径。本文首先对相变微胶囊的组成、结构及制备方法进行介绍。重点综述了多芯材、多壳层和杂化壳等改性方式的原理及研究进展,概述了不同改性方式和改性材料对相变微胶囊的性能提升和功能拓展,主要包括增强其导热、蓄热能力、热稳定性、力学性能等,并使其多功能化。在此基础上,对改性相变微胶囊在光热转换中的发展做了详细阐述,对光热转换相变微胶囊的光热材料、工作原理和最新进展进行总结。最后讨论了相变微胶囊改性的现存问题和未来发展方向,指出应简化改性过程,加大多功能型相变微胶囊的开发力度,加快推进光热转换相变微胶囊的实际应用。     

羟基磷酸钙防锈填料的改性及其在涂层中的应用研究

在羟基磷酸钙表面接枝硅烷偶联剂,提高其在涂层中的分散性,从而增强涂层的致密性和防腐性。首先探讨了反应温度和反应时间对接枝率的影响规律,采用红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)及扫描电镜(SEM)对接枝产物进行表征;然后研究了改性羟基磷酸钙对涂层吸水率及涂层内部微观结构等的影响,同时对比羟基磷酸盐改性前后涂层耐盐雾性、电化学阻抗等防腐性能的变化。结果表明:(1)当反应温度为80℃、反应时间为5 h,反应产物的接枝率最大,达到30%左右;(2)当羟基磷酸钙改性后添加清漆中时,涂层的饱和吸水率可降低80%,达到1.5%左右;同时扫描电镜结果表明涂层内部改性磷酸钙的分散性明显提高,涂层的致密性增强,且盐雾及电化学结果表明涂层的防腐性能有明显提高。     

改性碳酸钙在PVC涂层织物中的应用研究

研究了采用JL-G01改性剂改性处理后的碳酸钙在聚氯乙烯(PVC)涂层织物中的应用情况。研究结果表明,这种改性碳酸钙能够改善聚氯乙烯糊树脂配混料体系的相容性,在与普通重钙同等使用量的情况下,能够获得比较低的粘度,增强与聚酯基布的粘合作用,可以减少粘接剂的用量,同时能够改善涂层材料的手感,在增加40％使用量的情况下,对材料的加工性能、物理机械性能、热焊接性能没有不利的影响。     

表面改性技术的陶瓷材料中的应用

本文从陶瓷本身及陶瓷涂层两个方面综述了表面改性技术在陶瓷材料中的应用。讨论了陶瓷涂层的制备技术。     

激光表面改性在金属基陶瓷涂层制备中的应用

概述了激光表面改性技术的基本原理,综述了激光表面合金化、激光熔覆、激光重熔和激光沉积等激光表面改性技术在金属基陶瓷涂层制备中的应用,对各项技术的原理、特点和国内外研究现状分别加以描述,最后指出激光表面改性技术在未来领域的发展方向。     

改性涤纶的开发及其在功能纺织品中的应用进展

针对普通涤纶存在染色、吸湿性差以及易起毛起球等多种弊端,为进一步改善其性能,通常对涤纶或织物采用各类改性技术。综述了化学改性、等离子处理等改性涤纶开发方法及其研究现状,并分析讨论了功能改性涤纶在抗菌阻燃型、远红外型等纺织品上的主要应用进展,为其进一步研究提供参考依据与实例。     

马来酸酐改性超支化聚酯及其在紫外光固化涂层中的应用

以马来酸酐改性末端为羟基的超支化聚酯,得到链段中含大量不饱和双键的超支化马来酸酯,分析表征了不同改性度的超支化马来酸酯黏度、热稳定性及Tg的变化。以超支化马来酸酯为预聚物应用于紫外光固化涂层,考察了改性度对光固化膜附着力、冲击强度、柔韧性、硬度及耐溶剂性能的影响。实验表明,超支化马来酸酯是一种低黏度、热稳定性好、Tg易调节的高分子材料。当改性度为80%时,光固化涂层性能最佳,其光固化时间可达3s,膜附着力为1级,耐冲击强度为48kgf.cm,柔韧性>7cm,硬度达5H,同时具有优良的耐溶剂性能。     

无机纳米材料在涂料中的应用

综述了无机纳米材料在涂料中的应用及研究状况，着重介绍了纳米TiO2,SiO2,ZnO,CaCO3,FeO4等纳米颗粒的特征及制备防老化，隐身，抗静电，光催化，随角异色效应等5种涂料的应用及其进展，介绍了无机纳米材料在有机介质中的物理分散和化学分散方法，纳米材料在涂料中的应用前景广阔。     

Novel Ti3C2Tx MXene/epoxy intumescent fire-retardant coatings for ancient wooden architectures

Most of the ancient buildings are made of inflammable wooden structures, which have serious potential safety hazards. Applying fire-retardant coating is one of the simplest and most effective means of fire prevention in ancient wooden buildings. In this work, we have demonstrated that the Ti₃C₂T_x transition metal carbide/carbonitride (MXene) was applied as the synergetic agent, waterborne epoxy resin as the film-forming agent, ammonium polyphosphate, dipentaerythritol, and melamine (P-C-N system) as the intumescent fire-retardant system to prepare Ti₃C₂T_x/epoxy intumescent fire-retardant coating (TEIFC). The results showed that MXene has significantly improved the fire-retardant performance of the coating. By incorporating 3 wt% Ti₃C₂T_x (TEIFC-3, with 62 wt% P-C-N system), the coating displayed UL-94 V-0 rating with the limiting oxygen index value of 38%. In addition, the combination of Ti₃C₂T_x and P-C-N system enhanced the Shore hardness of the coating to 95 SHD (TEIFC-3). Furthermore, TEIFC-3 presented high thermal stability with the T_HRI of 177.0°C and T_dmax of 380.5°C. This work provides a novel strategy for the design and preparation of intumescent fire-retardant coating, which will greatly broaden the industrial applications of MXene-based polymer composites in the field of fire prevention of ancient buildings.     

纳米材料在涂料中的应用进展

综述了纳米材料在涂料中的应用及其表现的优异性能(光催化、耐老化、隐身等),介绍了纳米涂料制备中纳米材料的分散方式,指出了纳米材料在涂料中应用的一些难点。     

纳米材料在水性涂料中的应用

本文简要介绍了纳米材料在水性涂料中的应用形式和效果，并对目前存在的一些问题进行了探讨。     

特殊功能涂料及发展趋势

论述了特殊功能涂料的范畴、应用、发展背景及发展趋势。同时强调了创新思维和特殊功能涂料研发中的管理,尤其是风险管理,以提高效率和成功率。     

石墨烯在功能涂料中的应用概述

石墨烯具有优异的热性能、力学性能以及电学性能,已有研究人员将石墨烯应用于涂料中,并探讨了其在涂料中表现出的独特作用。对石墨烯的结构性能、制备及改性方法等进行了概述,介绍了石墨烯在导电涂料、防腐涂料、建筑涂料及其他功能性涂料中的应用方式及效果,并展望了石墨烯的发展前景。     

几类重要功能性涂料的研究进展

本文介绍了几类重要功能性涂料的作用机理和研究进展,并指出了提高涂料功能的思路。     

环氧改性丙烯酸自清洁防腐涂料制备与应用研究

采用E10环氧改性丙烯酸树脂为基料、N75聚氨酯为固化剂,HT助剂高光疏水物、偶联剂改性滑石粉为疏水功能性填料,偶联剂改性无定型SiO2为粗糙度调节剂,锐钛型纳米TiO2为光催化剂,制备了具有良好耐酸、耐碱的自清洁防腐涂料。涂层表面接触角可达109°,具有优良的疏水特性;涂层的污染率可降低至2%以下;现场的工业试验样品抗污性能良好。     

淀粉基胶粘剂在建筑涂料中的应用

介绍了氧化淀粉、交联淀粉、多孔淀粉等几种淀粉衍生物在建筑涂料中的使用方法及其性能,并对淀粉胶粘剂在建筑涂料中的应用现状和发展前景做了概述。