KCC-1/PVDF超疏水与超滑表面的制备及其性能研究

目的将海胆状纳米二氧化硅(KCC-1)微球掺入聚偏氟乙烯(PVDF)中,制备出KCC-1/PVDF超疏水涂层,并在此基础上利用不同涂层修饰剂修饰,进一步制备出超滑涂层。方法以溴化十六烷基吡啶作为模板,结合煅烧法合成了海胆状KCC-1微球,分散到PVDF溶液中,在镁合金表面制备KCC-1/PVDF涂层,并进一步用不同修饰剂(全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTES)和二甲基硅油)对涂层表面进行改性。结果经过十六烷基三甲氧基硅烷改性,得到水接触角为155°的超疏水涂层,而灌注二甲基硅油后得到滑动角为4.5°的超滑表面。摩擦磨损实验中,超滑表面的耐磨性优于超疏水表面,优于空白镁合金;防覆冰实验结果表明超疏水和超滑表面能有效延缓液滴在表面结冰。结论KCC-1/PVDF超疏水与超滑涂层能有效地保护镁合金基底,且超滑涂层的防腐蚀性优于超疏水涂层,其腐蚀抑制效率IE分别为100%和98.28%。     

改善SiO2涂层与聚酰亚胺基体界面结合性能的研究

目的 利用硅烷偶联剂(SCA)有机官能基对有机物具有反应性或相容性的特点,探讨通过SCA改善SiO2涂层与聚酰亚胺(PI,Kapton)基体界面粘附力的实验方法,提高SiO2涂层与PI基体的结合强度,同时削弱因温度变化而引起的内应力.方法 水热条件下,用低浓度碱液对PI表面进行处理,选取γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)等三种不同的SCA,在溶剂热环境中与碱处理后的PI表面进行作用.用水汽辐照试验评价SCA与PI的结合状况.样品表面形貌用SEM扫描电镜和材料分析显微镜表征,表面润湿性用接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征.结果 经0.1 mol/L NaOH水热处理后,Kapton表面的水接触角由77°下降为53°.KH-550溶剂热环境下,在Kapton表面形成均匀的水解层.水汽辐照试验后,该水解层依然保持完整,透光率没有下降.但KH-560和KH-570水解层出现脱落,透光率分别下降了4.4％和9.3％.结论 SCA虽然可以有效改善聚合物基体的润湿性,提高无机涂层与基体的界面粘附性,但在SCA选取上,必须考虑其与聚合物表面的相互作用.若SCA与聚合物基体的结合不牢固,反而更易造成涂层开裂、脱落,成为潜在的不稳定因素.     

430不锈钢表面GPTMS/PFDS自组装双层膜的制备及缓蚀性能

在430不锈钢表面制备了γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)/全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)自组装双层膜。采用傅里叶变换红外光谱、电化学测试、接触角和SEM研究了自组装膜的吸附及对不锈钢电极的缓蚀性能。结果表明,GPTMS/PFDS双层膜比GPTMS单层膜和PFDS单层膜具有更优异的抗腐蚀性能。     

溶胶-凝胶法制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯杂化材料研究

采用溶胶-凝胶工艺制备γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷/正硅酸乙酯(GPTMS/TEOS)杂化材料,用热失重(TGA)和动电位扫描(PDS)法研究了该材料的结构、耐热及防腐保护性能.结果表明：当GPTMS/TEOS=1/3(摩尔比)时,随H2O/Si摩尔比的增加,该材料的耐热性及防腐保护性能提高;用X射线衍射分析表明:该材料结构为非晶态结构.     

溶胶凝胶法制备光学透明的含氟超疏水复合涂层（英文）

以正硅酸乙酯(TEOS)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)和十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)为前驱体,通过溶胶凝胶法分别独立制备3种特性不同的溶胶。然后,通过逐次浸涂,依次构筑涂层的基底层、结构层和修饰层。最后,经过一次热处理工艺制备出复合超疏水涂层。采用扫描电镜,原子力显微镜对涂层的表观形貌进行表征,紫外-可见光谱和水接触角测量仪表征涂层的可见光透过率和疏水性能,同时测试了涂层的硬度,附着力等机械性能。结果表明,涂层对水接触角可达155°,可见光透过率高于70%。     

基于磁控溅射–氟化改性的新型ZnO/SiO2复合超疏水涂层防冰性能研究

目的 通过磁控溅射及表面氟化修饰不同纳米尺度的氧化锌(ZnO)和二氧化硅(SiO2)粒子,获得一种新型的ZnO/SiO2复合超疏水涂层。方法 研究不同氟化修饰剂对新型ZnO/SiO2复合超疏水涂层防冰性能的影响。采用光学接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对涂层的水接触角(CA)、滚动角(SA)、微观膜层形貌以及氟化前后化学键的改变进行分析。采用自制结冰装置及数显拉力计对涂层在高湿低温环境中的结冰时间和冰层在涂层表面的黏附强度进行测试。结果 磁控溅射ZnO和SiO2纳米粒子复合制膜得到的粒子排列状态规则,并且两种不同尺寸粒子的掺混使得涂层表面呈多簇状微纳米二级结构,能够很好地降低液滴与表面的附着力;分别选用十七氟癸基三乙氧基硅烷(FAS-17)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(G502)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)4种氟化修饰剂对涂层表面进行整体修饰,其中,FAS-17修饰后的涂层表面防冰效果最好,其液–气复合接触面积比例达到了94.38%,接触角和滚动角达到最佳,分别为164.7°和3°,且冰在表面的黏附强度降低至3.8 kPa;在湿度为60%,温度分别为–2、–10及–20 ℃的条件下,涂层延缓结冰时间分别为244 6、160 4、137 s。结论 采用不同纳米尺度的ZnO和SiO2纳米粒子,经过磁控溅射和整体表面改性可以得到簇状结构的新型复合超疏水涂层。通过FAS-17乙醇溶液进行表面氟化修饰,更加显著地提高了涂层的超疏水性能。     

聚合物/达克罗复合涂层体系在3.5%NaCl中耐蚀性能的EIS研究

通过EIS研究了以碳钢为基体的醇酸、聚氨酯、苯丙乳液以及氟树脂4种有机聚合物/达克罗复合涂层体系在3.5%NaCl中的防护性能.结果表明,氟树脂/达克罗复合体系表现出最好的防护性能,水性的苯丙乳液体系次之,聚氨酯体系居中,醇酸体系最差.γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)对达克罗涂层表面进行预处理可较大程度地提高醇酸、聚氨酯复合体系的耐蚀性能,但降低了水性的苯丙乳液体系的防护性能,对氟树脂体系的影响不明显.     

铝合金表面不同硅烷化预处理的耐蚀性研究

采用浸涂工艺,用pH=4～5,体积分数＜3%的3种硅溶胶即γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）、双-（三乙氧基硅）乙烷（BTSE）和双-[γ-（三乙氧基硅）丙基]四硫化物（BTSPS）对YL12铝合金表面进行处理,GPTMS和双硅烷膜层分别采用100℃×60min和130℃×60min工艺固化,并用动电位（PDS）和电化学阻抗谱（EIS）测试了不同硅烷化膜层在3.5mass% NaCl溶液中的耐蚀性并与铬酸盐处理的耐蚀性进行了比较.结果表明,双功能硅烷化膜层的耐蚀性优于功能性硅烷化膜层的耐蚀性,BTSPS硅烷化膜层的耐蚀性最优.     

TiO2超疏水膜的制备及影响因素

采用溶胶-凝胶法于金属基片上制备了TiO2膜,经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)后,呈现良好的超疏水性能,通过实验优化确定了最佳实验条件,得到最佳TiO2超疏水表面,其与水的接触角达到173.7°。并研究了聚乙二醇(PEG)含量、TiO2纳米粒子含量和烧结温度和时间对超疏水性能的影响。     

氧化铝包覆SrTiO3纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料的制备与介电储能性能

目的 通过开发出工作场强更高、储能效率更高的电介质储能材料,从而提高电力设备的性能、减小电力设备体积。方法 采用静电纺丝工艺结合溶胶凝胶工艺制备具有一维核壳结构的SrTiO3@Al2O3纳米纤维填料,并结合流延成型工艺制备出聚偏氟乙烯(PVDF)电介质复合材料。系统地研究了SrTiO3纳米纤维填料表面包覆Al2O3对PVDF电介质复合材料界面极化、介电性能、储能性能的影响。结果 制备的一维纳米填料具有良好的核壳结构,其中芯层为SrTiO3,壳层为Al2O3, Al2O3包覆厚度为6 nm。低填充量下,一维核壳结构SrTiO3@Al2O3纳米纤维填料均匀地分散在PVDF基体中。在相同的体积分数填料填充下,SrTiO3@Al2O3纳米纤维/PVDF复合材料表现出更低的介电损耗和漏电流、更强的耐击穿场强、以及更高的储能密度和放电效率。SrTiO3@Al2O3纳米纤维/PVDF电介质复合材料的最大储能密度达到8.9 J/cm³。结论 Al2O3包覆层可以阻止SrTiO3纳米纤维填料在复合材料中的接触,减小Maxwell-Wagner-Sillars界面极化,降低漏电流,进而提高复合材料薄膜的击穿强度和储能性能。     

基于提高BT/PVDF复合材料介电常数的材料结构设计与性能研究

从增加界面极化的角度出发,设计了两层和三层的钛酸钡/聚偏氟乙烯(BT/PVDF)复合材料,分别表示为PVDF||BT/PVDF和PVDF||BT/PVDF||PVDF,并通过溶液浇铸法结合旋涂法来制备这些层状复合材料。对复合材料中BT含量分别为7 vol%~45 vol%的复合材料进行了介电性能测量,结果表明,当总材料厚度相同时,一层、两层及三层复合材料介电常数分别为7~39、13~50和14~79,且都随BT含量和材料层数的增加逐步增大。多层BT/PVDF复合材料在40~1000 Hz范围内的介频谱测量结果显示,所制备的复合材料(BT,15 vol%)表现出强烈的极化弛豫现象,两层和三层材料表现更强,说明所设计材料的界面极化强度随结构的复杂程度而增强,由此导致复合材料介电常数的提高。本研究还测量了BT含量为7 vol%~45 vol%的3种复合材料的击穿性能,结果发现,当BT含量从7%增加到23%时,复合材料的击穿场强虽然呈下降趋势,但整体保持在100~45 k V/mm范围内。三层BT/PVDF复合材料击穿性能优于两层材料,说明所设计的多层结构对击穿性能影响较小。     

镀锌钢板的硅烷复合膜表面改性

通过将镀锌钢板先后浸入γ-氨丙基三乙氧基硅烷（γ-APS）溶液和双-［3-(三乙氧基)硅丙基］四硫化物（BTESPT）硅烷溶液,在其表面形成致密的硅烷复合膜.析氢、碱浸失重、盐雾实验均表明硅烷复合膜的耐蚀性明显优于单一硅烷膜,甚至超过某些铬酸盐转化膜.电化学实验表明复合膜的存在阻碍了锌电化学腐蚀中的阳极氧化反应,从而显著地降低了锌的腐蚀速率.SEM显示硅烷复合膜结构完整,对基体覆盖度高.EDX分析表明复合膜物相组成以C、O、Si、S为主,γ-APS膜对BTESPT的成膜起到促进作用.     

新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15对U(VI)的吸附机理

采用啤酒酵母菌为生物大孔模板,三嵌段聚合物(P123)为介孔相模板制备合成介孔氧化硅SBA-15。再采用Fe3O4为铁源,二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为有机改性基团,通过后嫁接法使有机改性基团对介孔氧化硅SBA-15进行功能化改性,得到新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15,并通过扫描电镜、粉末X射线衍射和比表面分析仪分别表征吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15的结构。考察溶液p H值、吸附时间、铀初始浓度和温度等因素对吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15吸附铀的影响。结果表明:吸附剂G-PA-SBA-15直径均匀分布、孔径均一,吸附铀的最佳条件是p H值为6.0、吸附时间为1.0 h、铀初始浓度为20 mg/L和吸附反应温度为25℃。对吸附动力学模型和吸附等温模型进行分析,G-PA-SBA-15对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型(相关系数R2均大于0.99),吸附等温线符合BET等温线模型,说明该吸附体系是一个多层吸附过程。     

聚偏二氟乙烯及其制品

1 聚偏二氟乙烯 聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,简称PVDF或F),六十年代美国潘斯华尔特公司(Pennswalt)以kynar商品名问世,世界年产量1万吨,该企业占9000吨。 PVDF是氟塑料综合性能较佳的一个品种,被誉为合成树脂中的“贵金属”。其成型制品早在七十年代已被广泛应用,八十年代欧美形成PVDF热,它的优点在于:比聚四氟乙烯(F_4)容易加工。可以注射、挤出、喷涂等方法成型,比聚三氟乙烯(F_3)或聚全氟乙丙烯(F_(46))的机械性能好,比聚氟     

疏水二氧化硅涂层对石材的抗酸保护性能

采用溶胶-凝胶法、辅以超声的作用,制备疏水二氧化硅粒子:所用的前躯体为端羟基的聚二甲基硅氧烷(PDMS-OH)和正硅酸乙酯(TEOS)、催化剂为氨水(NH3.H2O),制备过程中添加或不添加修饰剂3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷(GPTMS).其反应物的摩尔比为(TEOS):(乙醇):(H2O):(NH3.H2O):(PDMS-OH)=1:73:192:7.6:0.27～0.675.扫描电镜观察表明,所制备的二氧化硅粒子平均粒径为167 nm.GPTMS的修饰通过FT-IR证实,它的添加导致疏水二氧化硅复合物的稳定性下降.以(PDMS-OH):(TEOS)=0.675时制得的疏水二氧化硅配制的涂料施涂于石材表面,所形成涂层的接触角最高达152°、有良好的耐酸性能.     

溶胶凝胶法制备TiO2薄膜及其润湿性研究

采用溶胶凝胶法,于金属基片上构筑TiO2薄膜,通过修饰1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷后,薄膜显示疏水性.对TiO2凝胶的热稳定性进行分析,结果显示,在450℃及以上的温度进行热处理,有机成分可被全部除掉.对所制备薄膜的物相组成和显微结构进行表征,并考察热处理温度对薄膜表面形貌及润湿性能的影响,结果表明,热处理温度为550℃时,疏水性能最好,达到超疏水性.     

镀锌钢板表面硅烷膜的制备及性能研究

目的提高镀锌钢板的耐腐蚀性能。方法在镀锌钢表面制备双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(BTESPT)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)单一硅烷膜和双硅烷膜,并掺杂缓蚀剂和稀土盐改性制备复合膜,用动电位极化曲线测试研究各种硅烷膜在3.5%Na Cl溶液中对镀锌钢的腐蚀防护性能。结果 VTES硅烷膜的最佳工艺条件为:V(VTES):V(乙醇):V(水)=7:30:70,p H=4.5,水解2 d,成膜时间20 min,固化温度100℃,固化时间30 min,VTES硅烷膜耐蚀性比BTESPT硅烷膜略差,但更经济。双层硅烷膜能够提高物理屏障作用,可以进一步增加耐蚀性。当铈盐和硅烷混合水解再成膜时,硅烷膜的耐蚀性最好。在硅烷水解溶液中加入0.01 mol/L的吡咯,可以制得耐蚀性优良的缓蚀剂掺杂硅烷摸。结论铈盐和吡咯改性硅烷膜对镀锌钢具有良好的保护作用。     

KH570对PZN-PZT/PVDF压电复合材料性能的影响

采用丙烯酰氧基的硅烷偶联剂(KH570)对压电陶瓷锌铌锆钛酸铅(PZN-PZT)进行表面改性.然后将改性后的PZN-PZT陶瓷粉体与聚偏二氟乙烯(PVDF)复合,制备出PZN-PZT/PVDF 0-3型压电复合材料,研究了KH570含量对压电复合材料铁电性、介电性及压电性能的影响.结果表明:KH570的加入有效地改善了复合材料的压电性,当KH570含量为1.2%时压电复合材料的d33达到29.8pC/N.     

微观结构对聚偏氟乙烯/炭黑导电复合材料气敏响应性能的影响

制备了一种新型的炭黑(CB)填充聚偏氟乙烯(PVDF)的导电复合传感材料(PVDF/CB),通过研究辉光放电等离子体对PVDF/CB导电复合薄膜的修饰改性,阐明了复合膜微观结构与气敏响应行为的关系.实验结果表明:O2等离子体放电处理改善导电薄膜表面微观结构形态,增强导电薄膜的气敏响应性能,提高响应速度.同时采用FT-I...     

铝合金表面复合硅烷化膜层的制备及分析

为了提高铝合金表面的耐蚀性和与有机涂层的粘结耐久性,对铝合金进行水煮(65 ℃×15 min)处理,在其表面形成富含羟基氢氧化物层,然后经两步浸涂后再高温固化(100 ℃×60 min),在被氧化的铝合金表面形成双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化物(BTSPS)和γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)复合硅烷化膜.用反射吸收红外光谱、俄歇电子能谱仪(AES)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜层进行了分析和表征.结果表明,在富含羟基氢氧化物的铝合金表面与BTSPS内膜层形成Al-O-Si共价键网络,BTSPS内层与GPTMS外层形成Si-O-Si共价键网络,环氧乙基位于复合膜层最外层.