硼化钛耐磨涂层对织物性能的影响

硼化钛具有较高的硬度和良好的耐磨性,而有机硅树脂的成膜性、疏水性、光泽性、耐刮擦性以及耐腐蚀性能皆优异。将硼化钛与有机硅树脂混合制成耐磨涂层,浸渍、喷涂于棉织物及涤纶织物表面,测试其一系列物理力学性能。实验结果表明,硼化钛可以显著提高棉织物和涤纶织物的耐磨性能;有机硅树脂含量的增加直接影响涂层织物耐磨性能的提高,涂层织物拉伸断裂强力的提高以及涂层织物疏水性能的提高;当有机硅树脂质量分数低于50%时,涤纶织物的耐磨性能远高于棉织物,当有机硅树脂质量分数高于75%时,棉织物的耐磨性能高于涤纶织物;有机硅树脂质量分数为75%的涂层棉织物疏水性能最优,水接触角达到143.4°;有机硅树脂质量分数为100%的涂层涤纶织物疏水性能最优,水接触角达到152.1°。     

纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层的制备及性能研究

以有机硅聚丙烯酸为成膜物质,经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)表面化学改性后的纳米SiO_2粒子(经甲苯-2,4-二异氰酸酯活化)为无机填料,制备纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层。利用红外测试(FT-IR)、热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)等研究了纳米SiO_2表面化学改性的机制,探讨了纳米SiO_2用量对涂层表面形貌、浸润性及涂层与冰层之间粘附性能的影响。结果表明,KH-570化学改性提高了纳米SiO_2在涂层中的分散性并有效地提高了涂层表面的疏水性能,当KH-570化学改性后的纳米SiO_2用量为8%时,涂层表面水的接触角为150°,呈现超疏水特性;涂层与冰层之间粘附力随纳米SiO_2用量增加呈现下降趋势,当纳米SiO_2用量为8%时,涂层与冰层之间的粘附力仅为树脂涂膜的30%左右。KH-570化学改性后的纳米SiO_2与低表面能有机硅聚丙烯酸树脂的协同效应使涂层具有了良好的疏水防冰性能。     

超双疏耐磨PPS基涂层的制备与性能

以NH_4HCO_3为造孔剂,碳纳米管(CNTs)为纳米级纤维填料,采用简单的喷涂工艺制备出超双疏耐磨聚苯硫醚(PPS)基涂层。采用扫描电镜(SEM)、接触角测量仪分析涂层的表面形貌和疏水、疏油性能。采用定载砂纸打磨法测试双疏涂层的耐磨损性能。结果表明:造孔后的涂层表面粗糙,表面的多孔结构和CNTs构成了特殊的微纳二元复合网络结构。当NH_4HCO_3的含量为5%(质量分数)时,涂层实现超疏水和超疏油,对水、甘油和乙二醇的接触角分别为162°,158°和152°。用砂纸反复打磨10000次后,涂层表面轻微磨损,仍保持了高疏水效果,具有良好的耐磨性能。     

环保型耐高温涂层织物的制备与性能研究

为制备受热熔融或分解后放出毒害气体低于致毒量的高性能热防护织物,通过在苯甲基有机硅树脂溶液中添加多种填料,利用改性的复合有机硅树脂溶液制备了玻璃纤维涂层织物.探讨了填料粒径及偶联剂等对涂层液存贮稳定性的影响,并对涂层织物的热防护性能和物理性能进行测试.结果表明:涂层后织物的烧蚀隔热性能显著提高,涂层织物为不燃材料;在不超过600℃受热30 min,其性能稳定;遇热释放的烟气中仅有少量的CO和NO_x,其含量远远低于制毒量;涂层后织物具有良好的强力、拒水、拒油及抗静电性能.该涂层织物在产业用和建筑领域将具有广阔的应用前景.     

有机硅柔软剂对夜光涂层织物的影响

以有机硅柔软剂配成涂层浆,对织物进行夜光涂层,讨论了有机硅柔软剂的添加量对夜光涂层织物发光性能、耐磨性能和织物风格的影响。结果表明:随着有机硅柔软剂添加量的增多,涂层织物的发光性能减小,其耐磨性能也有稍许的下降,但其拉伸特性及弯曲特性变大,对织物的柔软作用较显著。当有机硅柔软剂添加量在3%时,涂层各方面性能比较优异。     

仿生超疏水二氧化硅/聚氨酯复合涂层的制备及性能

以纳米二氧化硅(SiO2)和不同有机硅含量改性的聚氨酯(PU)为原料,以乙酸乙酯为分散剂,采用简单的喷涂工艺,通过仿生的方法制备出与荷叶表面结构相似的SiO2/PU微-纳米复合涂层。用扫描电镜(SEM)对涂层表面进行了表征,研究了SiO2与PU的质量比以及有机硅含量对涂层表面结构及接触角的影响,并考察了涂层结构的稳定性,分析了涂层的形成机理和结构特点。结果表明,涂层表面具有与荷叶表面相似的微-纳米结构,SiO2与PU的质量比在4∶5至3∶5之间,有机硅质量分数大于15%时,涂层的水接触角为158°,滚动角为3°,具有超疏水特性,并且结构稳定,测试胶带剥离6次后,涂层仍具有超疏水特性。     

纳米SiO_2/改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是船舶涂料的一个重要分支。利用有机硅改性的丙烯酸树脂作为成膜物质,纳米SiO2为填料,制备了低表面能纳米复合防污涂料。考察了有机硅单体对改性丙烯酸树脂性能的影响,发现随着有机硅含量的增加,改性后的树脂粘度减小,水接触角增加。研究了氟硅烷改性纳米SiO2含量对涂层形貌和水接触角的影响。结果表明,添加少量的氟硅烷处理的纳米SiO2(1%和3%)可显著增大涂层的水接触角,提高涂层的防污性能。添加纳米SiO2浆的涂层的水接触角要高于添加接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层,而后者要高于添加未接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层。当纳米SiO2的添加量在1%和3%时,涂层的水接触角分别达到101.8°和103°。采用纳米浓缩浆工艺分散后的纳米SiO2可以使涂层的表面形成微米-纳米的特征形貌,从而实现防污的目的。     

棉织物表面的超疏水功能改性整理与性能表征

采用新的方法制备超疏水棉织物,突破了传统使用额外纳米粒子构造粗糙表面结构制备超疏水纺织品的局限性。首先采用有机硅树脂在织物表面形成一层疏水性薄膜,然后借助硅树脂的黏附性将十八胺牢固地固着在织物表面,以此达到构造粗糙表面结构和降低织物表面能的目的。实验结果表明,整理后的棉织物与水的接触角高达154.4°±0.6°,经、纬向强力分别下降了6.2%和8.3%,而白度增加了1.3%。棉织物表面经过30次机械摩擦后,其接触角为151.5°±0.4°。最后对改性前后棉织物的表面形貌和超疏水机理进行了深入分析。     

低温固化有机硅耐高温涂层织物的制备

为降低有机硅树脂固化的温度和时间,利用环氧树脂对自制有机硅低聚物进行改性,并进一步在改性硅树脂中添加铝粉、高岭土及白炭黑等功能填料制备复合有硅树脂溶液,将其涂覆在玻璃纤维织物表面,最终制备出具有低温固化功能的隔热涂层玻璃纤维织物.结果表明:环氧树脂分子侧链上的仲羟基与有机硅低聚物发生了接枝反应,环氧基团的保留也为涂层过程中实现低温固化提供了条件;改性硅树脂在700℃时的残留质量为66.2%,具有良好的热稳定性;复合有机硅树脂涂层后的织物可在60℃下烘10 min,完成固化过程,烧蚀试验表明涂层后织物的隔热性能显著提高.     

超疏水复合涂层的制备和性能研究

采用大气等离子喷涂工艺(APS)制备了双层Al_2O_3/PTFE复合涂层和单层Al_2O_3-PTFE复合涂层两种涂层结构体系的疏水复合涂层,使用扫描电子显微镜(SEM)、3D表面形貌仪、显微硬度计、接触角测试仪和摩擦磨损试验机分别表征了复合涂层的微观形貌、相组成、粗糙度、硬度、疏水性能以及耐磨性能。评价复合涂层的性能并进而研究了Al_2O_3陶瓷作为粘结层和硬质颗粒填充相以及工艺参数对复合涂层的疏水性能和耐磨性能的影响。结果表明:无论Al_2O_3陶瓷作为粘结层还是硬质填充相添加到涂层中,都显著提高了单一PTFE涂层的摩擦学性能。Al_2O_3-PTFE复合涂层的耐磨性能优于Al_2O_3/PTFE复合涂层,两复合涂层的磨损率和摩擦系数依次为2.84×10~(-5)mm~3/N·m、9.97×10~(-5)mm~3/N·m和0.51、0.38;复合涂层的表面都具有良好的疏水性能,与水的静态接触角分别为155.4°和148.9°。良好的疏水性能源于表面粗糙的微纳米级突起结构和表面存在密集分布的低表面能氟化物的协同作用。进行摩擦磨损试验后表面的突起结构受到一定的破坏,涂层的疏水性能有所下降,但是Al_2O_3/PTFE复合涂层仍然具有超疏水性。     

磁控溅射工艺参数对涤纶织物表面沉积铜膜性能的影响

在室温条件下采用射频磁控溅射法在涤纶平纹机织物表面沉积纳米Cu薄膜,借助原子力显微镜(AFM)观察镀膜前后样品表面变化。通过分别改变镀膜时间、溅射功率和气体压强,研究其对样品透光性和导电性的影响。实验结果表明,经Cu镀层处理的涤纶平纹织物对紫外光和可见光的吸收能力明显优于原样。溅射压强增加,透光性能增强,铜膜方块电阻增加,导电性能减弱;镀膜时间延长和溅射功率增加,样品透射率降低,屏蔽紫外线和可见光效果明显,在溅射时间接近15min和溅射功率增加到120W后,样品屏蔽效果不明显,铜膜方块电阻随溅射功率增加而减小,导电性能增强。     

煤制油碱性水储罐内表面无溶剂改性环氧防腐蚀涂料涂层的制备及其性能

煤直接液化制油工艺碱性含硫污水储罐内壁的腐蚀特征复杂,内防腐蚀涂层脱落问题是储罐设备安全的隐患,同时也是制约装置长周期运行的瓶颈。以纳米二氧化硅改性环氧树脂、有机硅环氧杂化树脂与双酚A环氧树脂复配,制备无溶剂改性环氧涂料,用于直接液化制油工艺碱性含硫污水储罐内壁的防腐蚀,并在A3钢表面制备无溶剂改性环氧防腐蚀涂层,采用相关标准测试其性能。结果表明:采用纳米二氧化硅改性环氧树脂可以明显改善无溶剂防腐蚀涂料涂层的耐冲击强度、柔韧性以及交联度;硅烷偶联剂与二氧化硅改性环氧涂料使涂层附着力保持时间明显延长;有机硅环氧杂化树脂可以有效改善涂层抗腐蚀介质渗透能力,有机硅环氧杂化树脂与纳米二氧化硅改性环氧树脂则可以极大地减轻涂层表面和涂层本体在腐蚀性介质中的破坏程度,延长防腐蚀涂层使用寿命,满足煤制油工艺中碱性水储罐的防腐蚀要求。     

The effect of thermoplastic coating on the mechanical properties of woven fabric carbon/epoxy composites

The effect of a polyetherimide (PEI) coating on the mechanical properties of woven fabric carbon/epoxy composites was investigated by thermal mechanical analysis, fractographical analysis and mechanical properties measurements. PEI coating enhanced the mechanical properties of carbon/epoxy composites mainly through the improvement of matrix properties. This was because most of the PEI coated on the carbon fiber diffused into the bulk of epoxy matrix due to its good miscibility with epoxy resin. As for mechanical properties of woven fabric carbon/epoxy composites, the extent of improvement by PEI coating highly depended on the applied stress state. Among the mechanical properties, mode II delamination resistance of carbon/epoxy composites showed the highest increment because matrix shear property played an important role in delamination resistance of woven fabric carbon/epoxy composite. Because of the woven geometry of carbon fiber, the improvement in impact property of carbon/epoxy composite was trivial except the large amount of PEI coated case.     

硅树脂基复合材料的制备及耐热性能和弯曲强度

以氯硅烷为原料合成了一种新型的甲基苯基硅树脂,并制备了复合材料。通过热重分析、扫描电镜研究了复合材料的热性能和填料分布,分析了影响复合材料弯曲强度的可能因素。实验结果表明,复合材料的热稳定性优良,在N2气氛下升温至800℃时,热失重仅为4.4%;复合材料截面为连续相,填料在硅树脂中分散均匀,两者相容性较好;填料的添加量、硅树脂的苯基含量及凝胶化时间是材料弯曲强度的三个主要影响因素。     

PVDF/SiO2/PDMS涂层超疏水纺织品性能

目的 针对普通纺织品材料防水性和防污性较差的问题,制备具有自清洁功能的超疏水涂层纺织品,并研究其性能.方法 以涤纶织物为基材,通过非溶剂诱导相分离法,使用聚偏氟乙烯和疏水纳米二氧化硅复合液在纺织品表面构筑微纳粗糙结构,采用聚二甲基硅氧烷对其进行疏水化处理,获得自清洁超疏水涂层纺织品.采用扫描电子显微镜、X射线能量散射光谱和视频光学接触角测量仪等对其结构和性能进行表征,并通过机械摩擦、洗涤、酸/碱/盐溶液浸渍和紫外光照等方法对其表面超疏水稳定性进行考察.结果 当聚偏氟乙烯质量分数为2％,疏水纳米二氧化硅质量分数为0.4％,聚二甲基硅氧烷质量分数为1％时,制备的纺织品的表面接触角可达(162.2°±0.8°),滚动角达(2.0°±0.4°),具有优异的超疏水自清洁效应;经72 h酸/碱/盐溶液浸渍、196 h紫外光照、2500次摩擦和120次家庭水洗后,其表面接触角仍大于150°,表现出优异的超疏水稳定性.结论 采用简便的非溶剂相分离法制备的涂层纺织品具有优异的自清洁性能,并且其超疏水性能具有机械耐久性和化学稳定性,有望应用于纺织材料包装领域.     

含涤废弃织物增强水泥基透水砖的制备及表征

采用涤棉混纺(P/C)和涤纶(PE)废弃织物增强水泥基透水混凝土砖,分析织物含量和织物尺寸等因素对复合透水砖(CPB)抗压性能、透水性和保水性的影响。结果表明:随着织物掺加体积分数的增加,CPB的抗压强度、压缩韧性指数和所消耗能量先增大后减小,透水系数和保水系数增加;随着织物尺寸增大,CPB的抗压强度、透水系数和保水系数逐渐减小,压缩韧性指数增加,耗能变化幅度不大;在织物和纤维掺加量较小且掺加质量相同的条件下,与废弃织物CPB相比,再生纤维CPB的抗压强度较小,而压缩韧性指数、耗能和透水系数较大;当织物掺加体积分数≤2%时,涤棉复合透水砖(PC-CPB)的抗压强度优于涤纶复合透水砖(P-CPB),透水系数、保水系数和P-CPB接近,当织物掺加体积分数>2%时则相反,而PC-CPB的压缩韧性指数和耗能始终优于P-CPB;织物掺加体积分数为2%的3 mm×3 mm P/C织物所制备的CPB抗压强度为28.20 MPa,耗能为1097.55 N·m,透水系数为0.267 mm/s,保水系数为43.40 g/cm2,与普通透水砖相比,分别提高了21.8%、55.8%、115.3%和33.3%。      

纳米SiO2疏水涂层对纸和纸板性能的影响

目的对牛皮纸及瓦楞纸板进行纳米SiO_2疏水涂层处理后,探讨其对纸或纸板性能的影响。方法将纳米SiO_2和有机硅树脂混合制成疏水涂层,浸渍、喷涂于牛皮纸及瓦楞纸板表面,通过测试纸张接触角及可勃吸水值检验疏水效果,并测试纸张的抗张强度、耐折度、撕裂度、耐破度及检验瓦楞纸板的边压强度、平压强度、戳穿强度等物理性能。结果经表面混合树脂处理的疏水纸张的接触角为88.6°,可勃吸水值大大降低。随着涂层层数的增加,牛皮纸耐破度及瓦楞纸板平压强度均整体随之增长。经双涂层涂饰处理后瓦楞纸板的各物理性能均有较大提高,纳米SiO_2双涂层瓦楞纸板较单涂层瓦楞纸板力学性能更优良。结论纸张及纸板经纳米SiO_2疏水涂层处理后,不仅在一定程度上提高了纸张与纸板的疏水性能,对纸张与纸板的物理性能也有一定程度的改良,为实现纸或纸板的防水包装提供了一定的理论基础与处理方法。     

含磷石墨烯的制备及复合涂层的耐蚀性能

以植酸(PhA)为原料,采用热解法制备含磷石墨烯(PhA-G),并以硅树脂(SiR)为成膜物制备含磷石墨烯/硅树脂(PhA-G/SiR)复合防腐蚀涂层。通过拉曼光谱和XPS分析含磷石墨烯的结构,通过SEM、TEM和AFM观察含磷石墨烯的形貌,通过接触角、吸水率、电化学阻抗谱、极化曲线和盐雾实验等研究复合涂层的耐蚀性能。结果表明：相比于纯SiR涂层和氧化石墨烯/硅树脂(GO/SiR)复合涂层,PhA-G/SiR复合涂层对金属的保护作用更好;当含磷石墨烯添加量为3%(质量分数)时,PhA-G/SiR复合涂层表现出较好的疏水性和优异的防腐蚀性能,其接触角为103.5°,吸水率为3.72%;腐蚀电流密度为3.53×10^-10 A/cm²,电化学阻抗值达到3.82×10⁷ Ω·cm²,耐盐雾达到960 h。     

高温导热绝缘涂料

以环氧改性有机硅树脂为基体, 氮化硅、 氧化铝混合填料为导热粒子制备了导热绝缘涂料。研究了涂料力学性能、 热导率、 电绝缘性、 热稳定性等性能。结果表明: 在填料质量分数40％及较佳的氧化铝与氮化硅质量比时, 涂层拉伸强度为8.02MPa, 断裂延伸率为1.27％, 附着力达到572.2N · cm-2, 热导率高达1.25W · (m · K)-1, 介电常数5.7, 体、 表电阻率分别为3×1013Ω · cm与4.3×1013Ω, 可长期在200℃下使用。与不使用导热填料的环氧改性有机硅树脂涂层相比具有较高的传热能力。