非离子表面活性剂在低阶煤表面的吸附特性及其对润湿性的影响

针对低阶煤泥表面含氧官能团多、亲水性强、可浮性差的难题,采用聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂(NP-10)对神东矿业集团大柳塔选煤厂的低阶煤泥进行表面改性机理研究。吸附热力学研究表明,NP-10在煤泥表面的吸附符合Langmuir吸附特征,属物理吸附,吸附过程为焓熵双驱动。吸附动力学过程符合准二级动力学方程,控制机制为颗粒内扩散和液膜扩散共同作用。X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)检测结果表明,低阶煤泥表面的含氧官能团被NP-10显著覆盖,尤其易与C—O(羟基、醚基)官能团以氢键方式结合。NP-10在煤泥表面吸附后,接触角由46.28°提高至55.32°,说明煤泥表面疏水性显著增强,有效提高了低阶煤泥的可浮性。     

低阶煤颗粒-气泡诱导时间测试及表面改性

低阶煤由于表面含有大量极性含氧官能团,孔隙发达,导致浮选效率低。通过表面改性提高煤表面的疏水性是改善浮选性能的关键。采用扫描电子显微镜分析了低阶煤的表面形貌,通过改变煤样表面粗糙度以及使用酸碱溶液浸泡对煤样进行改性,并采用接触角测试表征煤样改性后表面润湿性的变化,借助诱导时间测量装置研究了煤样改性后颗粒-气泡粘附特性,通过浮选试验验证改性后煤样表面可浮性的变化。结果表明,低阶煤表面粗糙,孔隙和裂隙较发达,有较多细小颗粒附着在表面。改变煤样表面粗糙度并测量诱导时间发现,煤片的接触角越大,煤样-气泡间诱导时间越小。采用pH=1的盐酸对煤样进行改性,随着浸泡时间的增加,煤样-气泡间诱导时间逐渐减小。将煤样置于不同pH值溶液中浸泡,随着溶液pH值的增加,在酸性溶液中煤样接触角逐渐增加,诱导时间逐渐减小;在碱性溶液中,煤样接触角先增加后减小,诱导时间呈现先减小后增加的趋势。不同pH值溶液对煤样改性后浮选试验结果与诱导时间测试结果一致,表明酸溶液以及适当浓度的碱溶液改性可以提高煤样疏水性,提高精煤可燃体回收率,改善浮选性能。     

等离子体处理木塑复合材的胶结耐水失效机制

利用等离子体处理技术,对木粉/聚乙烯复合材料进行表面处理以改善其胶结性能.研究了等离子体处理后该木塑复合材料胶结接头的耐水性能,并利用接触角测试,SEM,FT-IR等分析手段对其表面性质进行了研究,探讨了胶结接头在水环境中的耐久失效机制.结果表明:随着水浸时间的延长,等离子体处理木粉/聚乙烯复合材料表面接触角先升高而后降低,吸水量增加,且越来越粗糙,而表面的—OH,C—O,CO基团含量先降低而后增加;等离子体处理木粉/聚乙烯材料表面粗糙度、化学基团的变化以及材料的吸水均会对胶结接头水环境中的耐久性产生影响.     

聚乙烯木塑复合材料的异氰酸酯表面处理与胶接

采用异氰酸酯对聚乙烯木塑复合材料进行表面涂覆处理,利用接触角测试、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及胶接强度测试等方法对处理后聚乙烯木塑复合材料的表面性质与胶接性能进行了表征.结果表明:经打磨并用异氰酸酯涂覆处理后,材料表面的粗糙度增加,表面润湿性得以改善;且材料表面的O元素含量相对增加,表面出现—OH,—C=O和—O—C等极性基团,且引入了异氰酸酯的—N=C=O基团.材料表面性质的改变有利于胶黏剂的润湿与胶接,而异氰酸酯基团的引入又能大幅提高丙烯酸酯胶黏剂与材料的胶接强度,从而实现聚乙烯木塑复合材料的快速胶接.     

基于表面能的氧化石墨烯改性沥青黏附性

为了研究氧化石墨烯(GO)对沥青黏附性能的影响,在基质沥青和SBS改性沥青中添加0.5％GO粉末和GO分散液来制备GO改性沥青并对其进行接触角试验.基于表面自由能理论,计算GO改性沥青的黏附功、黏聚功和剥落功等参数来评价其黏附性能,同时通过浸水马歇尔和冻融劈裂试验对GO改性沥青混合料的水稳定性进行验证.结果表明:GO提高了沥青和集料体系的表面能,增加了表面能中色散成分的比例;GO分散液比GO粉末在沥青中的分散程度更好;GO分散液对基质沥青和SBS改性沥青的黏聚功、黏附功及剥落功有明显的提升;SBS?2#GO改性沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比最大,表明GO增强了沥青混合料的抗水损害性能.     

聚硅氧烷改性氧化石墨烯/PMMA复合乳液的合成及性能研究

利用强氧化剂对石墨进行氧化,再通过氨基封端聚二乙烯基硅氧烷(AP)改性,得到表面带有碳碳双键以及含氧官能团的改性氧化石墨烯。采用乳液聚合法,将改性氧化石墨烯与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行聚合,并对影响复合乳液性能的因素进行了探讨。通过FT-IR、TEM等对氧化石墨烯的分子结构、微观形貌进行表征,并考察氧化石墨烯在水中的分散稳定性;分析了复合乳液体系的综合性能。结果表明:以高锰酸钾等强氧化剂对石墨进行氧化,可制备出表面含有大量羟基、羧基等官能团的氧化石墨烯,且所制的氧化石墨烯能在水中稳定分散;AP改性氧化石墨烯与MMA单体聚合制备出稳定的复合乳液体系,随着改性剂AP用量的增加,导热系数先增大后减小,当用量为3%时达到最大值[0.108 W/(m·K)],同时AP用量增加有利于提高乳液的最低成膜温度和体系黏度。     

再生剂对老化沥青流变性能和微观结构的影响

采用动态剪切流变(DSR)、弯曲梁流变(BBR)试验,研究了再生剂对老化沥青高温抗车辙和低温抗开裂能力的影响,并以红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)研究了原样、老化和再生沥青的官能团组成及微观结构.结果表明:再生剂能增强老化沥青的低温抗开裂能力,但同时会降低其高温抗车辙能力;再生剂A主要成分为富含芳烃的轻质组分,而再生剂B是包含多种极性官能团的复杂混合物,可与老化沥青发生化学反应,使老化沥青某些特定官能团的吸收峰强度降低;沥青老化后极性成分聚集受阻,加入再生剂可增强沥青分子运动能力,促进极性成分聚集,使蜂状结构尺寸变大、数量减小,面积比例和高度增大,这些微观结构的改变可能是沥青老化和再生过程中流变性能发生变化的内在原因.     

表面亲水改性对液滴斜面滚动性能的影响

为了解表面亲水性改变对液滴在斜面上的滚动性能影响,本文选取荷叶作为疏水材料,通过溅射不同厚度金属铂的方式对表面进行处理,模拟表面疏水性的退化,随后实验研究了不同倾角斜面上液滴的滚动规律。结果表明,液滴以匀加速的形式在各表面上滚动,且随喷铂时长增加静态接触角减小,加速度减小,阻力增加。随倾角增加,液滴接触长度增加、阻力增加,且与倾角都有线性关系。另外,通过建立滚动阻力模型,确定了阻力与接触宽度和接触角的关系式。随后又推导了滚动加速度的表达式,显示其可由静态接触角和斜面倾角直接计算,进而预测疏水表面上液滴滚动能力。     

长期老化对沥青表面能及其与集料黏附性的影响

为了研究长期老化对沥青表面能及其与集料黏附性的影响,选取基质沥青(BA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青(SBS-MA)、橡胶沥青(RA)、高黏沥青(HVA)4种沥青和石灰岩、玄武岩、辉绿岩3种岩性集料,通过接触角试验和表面能理论计算,分析了长期老化前后不同类型沥青的表面能及其与不同集料的黏附功变化...     

电膜耦合工艺电生氧化物对芳香聚酰胺膜的影响

电膜耦合工艺产生的电生氧化物(活性氯和臭氧)对芳香聚酰胺纳滤膜性能有影响。通过膜通量、截留率、接触角、红外光谱、XPS和SEM等表征,结果表明芳香聚酰胺纳滤膜对臭氧有较好的耐氧化性能,但是不耐活性氯。臭氧氧化强度为0~100 mg·h/L时,芳香聚酰胺纳滤膜表现出了良好的抗臭氧氧化性。次氯酸根对纳滤膜的影响随Cl O-浓度与浸泡时间的增加而加剧。膜表面红外对比分析显示,碱性条件下,Cl O-通过吸附作用影响芳香聚酰胺膜表面结构,强化膜面亲水性,增大膜通量,但降低了膜截留率。