新型陶瓷基复合超疏水涂层的制备及其性能

为了研究开发新型超疏水涂层的制备方法,改善涂层的结构与性能,以Al₂O₃-40%TiO₂(AT40)、PFA(全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)粉末为原始材料,采用大气等离子喷涂(APS)技术,并调整电流、氩气流量等喷涂参数,在铝合金基体表面制备了两种不同的AT40/PFA复合超疏水涂层。利用相对应的测试仪器及分析手段对喷涂态涂层的相组成、显微结构、摩擦系数及基本性能等进行了表征分析。结果表明,两种涂层的相组成均为C₂₀F₄₂、Al₂TiO₅及少量的γ-Al₂O₃、α-Al₂O₃相;涂层表面均为圆形和椭圆形的粒状突起结构,其中突起结构的表面均存在类似荷叶表面结构的二元微纳米乳突结构,其表面粗糙度为9.3 μm和12.41 μm;所得涂层具有良好的综合性能,与水的静态接触角均达到了150°以上,滚动角为4~5°;在其他参数不变的情况下,随着电流的增大及氩气流量的减小,涂层中的陶瓷相含量增加,涂层的粗糙度、摩擦系数、显微硬度及结合强度均增大。     

双疏表面的制备及性能研究新进展

表面润湿性是自然界最常见的现象之一。作为润湿的一种特殊状态,近年来双疏表面的研究已成为研究的新热点。双疏表面在疏水、疏油、防污染、自清洁、低摩擦性等方面表现出巨大的应用潜力。本文系统归纳了双疏表面的制备方法,综述了双疏表面的研究新进展,并对其今后的发展进行了展望。     

透明超疏水疏油涂层的制备及性能

以纳米SiO2和聚合物为原料,采用喷涂的方法,在不同基材的复杂工件表面形成均一涂层,并研究了SiO2含量对涂层性能的影响。结果表明,所得涂层与水接触角>150°,与油的接触角超过90°,具有超疏水性和疏油性。此外,涂层具有很好的透明性,涂层硬度高达6H,附着力达到5B。适当添加纳米SiO2,涂层的疏水性、疏油性以及透过率均得到增强。     

超浸润性可逆切换的超双疏复合海绵材料的制备及油水分离应用

通过简单的溶胶-凝胶法制备了全氟癸基三甲氧基硅烷(PFDMS)-正癸酸(DA)-TiO2溶液,经浸泡后得到PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵.PFDMS-DA-TiO2超双疏海绵在质量分数为25wt％～28wt％的氨气诱导下,表面浸润性由超双疏切换为超亲水-空气中超疏油.利用FTIR和SEM对改性前后PFDMS-DA...     

陶瓷基双疏膜的制备及其氨氮废水处理性能

开发有效处理氨氮废水的高效膜技术具有重要的研究意义,本研究以尖晶石(Spinel)陶瓷膜为载体,通过二氧化硅纳米颗粒(Nano-SiO₂)负载和长链氟硅烷修饰,形成低表面能和多级凹入表面结构的陶瓷基双疏膜(F-SiO₂-spinel),水和油的接触角分别为163.2°±6.8°和122.4°±2.8°.进而研究了陶瓷基双疏膜在直接接触膜蒸馏过程处理氨氮废水的性能,重点探究了不同运行条件下的传质分离性能.结果表明,降低进料液温度能有效提高选择性,而提高进料液pH值对选择性和传质过程都具有促进作用.当进料液温度为30℃,pH值为12时,F-SiO₂-spinel陶瓷基双疏膜的传质系数达到4.8×10^-5 m/s,选择性达到34.14,优于氟化陶瓷膜(F-spinel).本研究制备的陶瓷基双疏膜在氨氮废水处理应用中显示出一定的潜力,可为膜法氨氮废水的高效处理提供一种新途径.     

用于纤维材料表面耐磨涂层的制备与性能表征

为使涤纶织物应用范围更广,更耐磨,本文制备了一种有机硅树脂基纳米硼化钛碳化钛复合涂层,通过正交实验法得到最佳的涂层方案,并尝试将其应用于涤纶织物,以改善涤纶织物的表面结构,进而实现涤纶织物表面优异的耐磨性能.为测试涂层对涤纶织物性能的影响, 采用泰伯式耐磨仪、液滴形状分析仪、电子织物强力机、扫描电子显微镜(SEM)研究了涂层织物的耐磨性能、疏水性能、物理机械性能和磨损织物的表面微观形态.研究表明：当有机硅树脂与无水乙醇质量比为75: 25,含量(质量分数)为93%;超分散剂含量为1.5%;乙醇增稠剂含量为1.5%;纳米硼化钛和碳化钛质量比为2: 1,含量为4%时,所得涂层溶液应用于涤纶织物后会形成一层包覆层,耐磨性能最优.对于涂覆量为15 g/m²的涤纶,拉伸断裂强力由573.92 N提高到620.48 N,顶破强力由652.34 N提高到790.07 N,撕裂强力由9.87 N降低到5.78 N,疏水性能有较大提高,接触角可达到120°以上.     

纳米耐磨复合涂层研究进展

纳米耐磨复合涂层是在纳米聚合物复合材料基础上发展起来的一种新型涂层。文中重点介绍了纳米材料减摩抗磨机理,概述了纳米粒子对耐磨复合材料的影响因素、纳米耐磨涂层的制备方法及应用,指出了纳米耐磨复合涂层存在的问题和发展方向。     

制备工艺对工业纯铜表面陶瓷渗铝复合涂层组织及性能的影响

分别采用固体渗铝、热喷涂渗铝工艺制备陶瓷渗铝复合涂层,比较制备工艺对复合涂层形貌、物相、热震、结合强度和耐磨性的影响。实验结果显示,采用热喷涂渗铝工艺制备的陶瓷渗铝复合涂层由于渗铝温度远高于固体渗铝工艺,因此新相种类多,同时其涂层结合强度、热震性能和耐磨性较固体渗铝复合涂层也有显著提高;其耐磨粒磨损性能较基体提高至6.176倍,耐粘着磨损性能(干磨/油磨)较基体提高至6.244倍和10.000倍,均优于固体渗铝复合涂层的4.271倍、3.697倍和9.333倍。     

纳米SiO2/聚苯硫醚和SiO2-玻璃纤维/聚苯硫醚复合材料的性能

利用纳米SiO₂改性聚苯硫醚（PPS）树脂及玻璃纤维（GF）/PPS复合材料,探究纳米SiO₂对PPS树脂及GF/PPS复合材料性能的影响规律。采用熔融共混工艺制备纳米SiO₂/PPS树脂,并采用热压成型方法制备纳米SiO₂-GF/PPS复合材料,利用SEM、DSC、DMA和力学测试表征不同纳米SiO₂含量的SiO₂/PPS和SiO₂-GF/PPS复合材料。结果表明：纳米SiO₂通过熔融共混工艺能够均匀分散在PPS基体中,并提高PPS结晶度和弯曲性能。添加1wt%纳米SiO₂有效提高了GF/PPS复合材料的力学性能：层间剪切强度提高49.4%,弯曲强度提高30.6%,弯曲模量提高14.6%。纳米SiO₂的添加可以提高GF/PPS复合材料的玻璃化转变温度,同时纳米SiO₂能够改善树脂基体韧性并阻碍裂纹的扩展。     

聚苯醚/改性超高分子量聚乙烯共混物的制备及性能

采用预辐照与悬浮接枝聚合技术制备了接枝率为18%的超高分子量聚乙烯接枝聚苯乙烯(UHMWPE-g-PS)接枝共聚物,将其作为聚苯醚(PPO)与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)共混物的增容剂。利用核磁共振、差示扫描量热分析、扫描电镜、电子万能试验机、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机等对PPO/UHMWPE-g-PS/UHMWPE共混物的形态、结构及性能进行了研究。结果表明,随着UHMWPE-g-PS的增加,PPO与UHMWPE相容性提高;增加UHMWPE-g-PS百分含量,共混物的力学性能得到改善,其冲击强度达纯PPO的3倍以上;当PPO/UHMWPE-g-PS/UHMWPE质量比为95/5/0时,磨损体积降为PPO的5.2%,摩擦系数降低了49%,共混物的耐磨性显著提高。     

SiO_2离子纳米粒子/聚苯硫醚复合材料的性能

以纳米SiO_2为核,通过表面接枝3-(三甲氧基硅丙基)二甲基十八烷基氯化铵,然后与壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠进行离子交换反应,得到室温可流动SiO_2离子纳米粒子。将粒子作为填料与聚苯硫醚(PPS)共混制备复合材料。透射电镜结果表明7%(质量分数)填充量时粒子均匀分散在PPS基体中;力学测试表明粒子能够提高PPS的断裂伸长率,7%填充量时弹性模量最大;断面扫描电镜结果表明SiO_2离子纳米粒子通过其表面有机长链离子聚合物与PPS基体相互作用能够提高材料的韧性。热重分析结果表明10%填充量能够降低复合材料的初始热分解温度,这可能与填充量高时,表面柔性分子链降低聚合物分子链刚性所致。     

氟树脂/聚苯硫醚共混改性防腐涂层的研究现状及展望

综述了氟树脂及聚苯硫醚涂料的性能和研究现状,重点介绍了FEP/PPS共混改性梯度涂层技术,分析了表面预处理工艺对该复合涂层的影响,并探讨了其发展趋势.     

抗菌复合镀层的组成及性能研究

纳米TiO2已证明具有良好的抗菌性能,本研究采用化学复合镀的方法在钢铁基体上形成Ni-P-TiO2复合镀层,运用SEM、AES和XPS对镀层的表面形貌和组成进行了分析,并对其抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的性能进行了定量测试.结果显示,Ni-P-TiO2镀层均匀、光亮;其相对原子百分数为74.51%Ni,13.37%P,3.02%Ti,6.81%O和1.38?,镀层对大肠杆菌的杀菌率为97.86%,对金黄色葡萄球菌的杀菌率为96.23%,显示出Ni-P-TiO2对上述两种细菌具有良好的抑制作用.     

纳米镍/炭复合材料的制备与磁性表征

以废弱酸型聚丙烯酸系阳离子交换树脂为炭前驱体,经过与镍离子交换后,再经热解制备纳米镍粒子均匀分散于炭基体的纳米镍/炭(Ni/C)复合材料.以XRD、TEM为主要分析手段研究了热解条件对纳米镍粒子在Ni/C复合材料中的形貌、大小的影响.结果表明:通过热解条件可以控制Ni/C复合材料中纳米镍粒子的平均粒径;热解温度的升高和热解保温时间的增加都可使Ni/C中纳米镍粒径增大.磁性能测试结果表明: Ni/C-500表现为超顺磁特性,而Ni/C-600、Ni/C-700为铁磁性;Ni/C-600、Ni/C-700的比剩磁化强度、矫顽力都要大于微米镍粉与块体镍,但其比饱和磁化强度要小于微米镍粉和块体镍.     

电沉积Ag/纳米金刚石复合镀层及其性能

采用复合电沉积制备了Ag/纳米金刚石复合镀层,研究了沉积条件对镀层组成的影响,所得最佳沉积条件为阴极电流密度jk=8mA/cm2、搅拌速度n=400r/min和镀液中纳米金刚石粉体浓度为10g/L。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)表征了Ag/纳米金刚石复合镀层的表面形貌、组成和结构。结果表明,复合镀层具有复相结构,金刚石颗粒在镀层中分布较均匀,质量含量最高达到9wt%。显微硬度和电阻测试表明,随着Ag/纳米金刚石复合镀层中金刚石含量增加,复合镀层显微硬度显著增大;电阻率呈增加趋势。在5.0wt%Na2SO4溶液的Tafel实验说明,Ag/纳米金刚石复合镀层比Ag镀层具有更好的耐腐蚀能力。Ag/纳米金刚石复合镀层具有较好的结合力,外观呈亚光银。     

电子封装用聚苯硫醚高性能复合材料的研制

微电子工业的快速发展迫切需要性能更为优异的封装材料.采用聚苯硫醚复合材料作为电子封装材料,具有使用温度高、热膨胀系数低、介电损耗低、电绝缘性能好等优异的性能,应用于现代微电子领域的前景良好.本文用国产商品PPS树脂经纯化处理后,与其它材料复合,成功制备出了聚苯硫醚高性能电子封装材料,制备的PPS电子封装材料具有低吸水性、低热膨胀系数、高强度以及优异的介电性能等综合性能,优于目前常用的环氧类电子封装材料.     

碳包裹纳米铁粒子的制备及其磁性研究

以离子交换树脂(D113)为碳源,与二价铁离子交换后形成含金属的前驱体(Fe/D113),经400～700℃热解制备了碳包裹纳米铁粒子.用XRD、HRTEM等技术对热解产物的形貌和结构进行了分析表征,初步分析了其形成机理并用VSM研究了热解产物的磁性能.结果表明:Fe/D113的热稳定性要强于D113;400～700℃的热解产物中铁的晶体结构与热解温度有关,且热解产物中的纳米铁粒子的粒径随热解温度的升高而增大.磁性能研究表明,400℃热解产物具有超顺磁特性,500～700℃热解产物的矫顽力Hc均远大于相应的块体铁,并与产物中纳米铁粒子的尺寸有关;所有热解产物比饱和磁化强度Ms小于相应的块体材料,并随其中纳米铁粒子尺寸的增大而增加.