聚甲基丙烯酸甲酯包覆双酚F环氧树脂微胶囊的研制

为实现环氧防腐涂料单包装,以甲基丙烯酸甲酯为壁材原料,双酚F环氧树脂为芯材原料,采用原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯包覆双酚F环氧树脂微胶囊.研究了表面活性剂配比、壁材和芯材质量比及反应温度对微胶囊的形貌、粒径大小及囊芯含量等的影响.实验结果表明:随着十二烷基苯环酸钠用量的增加,微胶囊粒径变小,芯材含量增加;壁材与芯材的比例增加,乳液分散容易,形成的微胶囊粒径变小;70℃时反应缓慢,85℃时微胶囊聚集成团.     

纳米Al2O3改性三聚氰胺-脲醛自修复微胶囊的制备及应用

以纳米Al_2O_3改性三聚氰胺-脲醛树脂(MUF)为壁材,环氧树脂为芯材,采用原位聚合法合成了微胶囊,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、热重分析仪(TGA)等对其表面形貌、结构及热性能等进行了表征和测试;将改性后的微胶囊加入自修复环氧树脂涂层中,并对其热性能、力学性能、自修复性能及电化学性能进行测试。结果表明,当芯壁比为1.5:1、纳米Al_2O_3质量分数为4.5%时,纳米Al_2O_3在壁材中均匀分布,微胶囊的表面粗糙度和热稳定性均增加。当涂层中改性微胶囊质量分数为5%时,涂层的热稳定性提高,且涂层的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度及粘结强度分别提高了111.9%、55.1%、10.6%和51.9%;制备的涂层具备较好的自修复性能;涂层的耐腐蚀性能随着微胶囊质量分数的增大而增强。     

多壁异氰酸酯微胶囊的制备及其在自修复防腐涂层中的应用

目的制备多壁异氰酸酯微胶囊及该微胶囊包埋的聚氨酯(PU)自修复防腐涂层。方法在Pickering乳液中,通过界面聚合、原位聚合、自组装,一步生成由内至外依次为聚脲内膜、酚醛壳、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)粒子层的多层囊壁包裹异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)芯材的IPDI微胶囊。通过索式提取实验获得了微胶囊的芯材含量,通过SEM、OM对微胶囊形貌及壳层结构进行观测,通过FTIR、DSC测试研究微胶囊的成分及芯材反应活性,通过EIS、加速腐蚀实验研究微胶囊包埋的PU涂层的自修复防腐性能。结果随着芯壳比的增加,微胶囊的芯材含量增大,当芯壳比为2.5∶1时,芯材含量最大,达70.22%。当芯壳比为1.5∶1时,微胶囊的球形度最好,平均粒径最小,为86.12μm,且分布均一。IPDI微胶囊具有一层聚脲内膜、酚醛壳及PGMA粒子层,IPDI芯材被成功包覆,且保持有效性。IPDI微胶囊的初始分解温度为235.8℃,对芯材起到较好的保护作用。包埋IPDI微胶囊的自修复涂层,划痕修复后的阻抗模量恢复至划痕前初始状态阻抗模量的同量级水平。盐水浸泡192h后,自修复涂层划痕处未见腐蚀产生。结论制备的IPDI微胶囊的芯材含量较高,球形度较好,分布均一。该一步法工艺有助于对活泼性芯材达到高效包覆,多囊壁结构有助于提高微胶囊的热稳定性和有效性。自修复涂层由于划痕处生成了固化膜,从而抑制了腐蚀的产生,具有较好的自修复防腐性能。     

改性酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊的制备

目的研制一种耐温性好、适用于防腐涂料的自修复微胶囊。方法通过活性稀释剂TMPEG改性具有较好耐温性的酚醛环氧树脂F-51,以原位聚合法,采用非离子表面活性剂复合乳化的方法制备脲醛树脂自修复微胶囊。运用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察微胶囊的分布状况及轮廓形貌,激光粒度分析仪测定微胶囊的粒径值,引入Gauss拟合研究粒径分布。主要讨论乳化剂的选择、用量、原料比、搅拌转速等条件对微胶囊性能的影响,研究最佳合成工艺;利用OM和SEM观察单个微胶囊的形态,结合光衍射原理判断微胶囊芯壁构成;红外光谱仪(FT-IR)探讨其官能团组成,差示扫描量热仪(DSC)测定微胶囊芯材的反应活性,测试室温条件下微胶囊的贮存效果,并由同步热分析仪(TA)测量微胶囊的热失重情况。结果采用OP-10/JFC复合乳化剂,研制出聚脲甲醛包覆酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊,当用量为芯材质量分数的8.0%,原料比为0.8:1,搅拌速率为1600 r/min时,产率最高达82%,粒径分布相对集中,粒径平均值为107μm。OM中光衍射现象明显,在FT-IR特征曲线出现相应特征吸收峰,微胶囊研磨后可固化反应,室温下贮存100 d,失重率不到3.0%,且在250℃范围内可以保持完整囊-芯结构。结论成功制备了包覆修复剂的微胶囊,微胶囊具备反应活性,贮存稳定性及热稳定性良好,研究成果可为自修复防腐涂料的发展提供参考。     

可用于生锈基材的自修复防腐涂料

目的 制备具有自修复功能、可用于海洋环境中腐蚀金属部件的涂料。方法 采用原位聚合法制备了以桐油为囊芯、脲醛树脂为囊壁的微胶囊,并将其添加于带锈防锈涂料中,然后将涂料涂覆在生锈的马口铁上。利用扫描电镜、能量色散谱仪、傅里叶变换红外光谱、扫描开尔文探针、热重分析和电化学阻抗谱等测试手段,对微胶囊和涂层的形貌、自修复性能和防腐性能进行表征。结果 桐油被脲醛树脂包裹,制备出的微胶囊形貌良好,微胶囊的平均粒径为(47.37±9.41) μm,微胶囊对桐油的包覆效果良好,囊芯(桐油)的质量分数高达81.57%。含有20%(质量分数)微胶囊的涂层具有良好的自修复性能和耐腐蚀性,被划伤的涂层能够在24 h内完全自修复,通过对涂层的扫描电子观测和扫描开尔文探针可确认划痕区域是涂层自修复实现的,并且涂层能够长时间抵抗腐蚀。结论 微胶囊可显著延长涂层的使用寿命,这种自修复技术有望在防腐涂料系统中得到应用,而且该涂料可直接应用于生锈的金属表面,降低了在复杂应用环境中涂覆金属部件的成本。     

矫直温度对Ti-50.8Ni超弹性合金丝材相变行为及力学性能的影响

采用示差扫描量热仪(DSC)、拉伸试验及透射电镜研究了不同矫直温度对Ti-50.8Ni超弹性合金丝材相变特性、超弹性及微观结构的影响。结果表明,冷矫态合金丝材冷却/加热时的相变类型为A→M/M→A,而温矫态及热矫态合金丝材冷却/加热时发生A→R→M/M→A(A―母相,R―R相,M―马氏体)型相变;冷矫态合金丝材组织择优取向性强,位错密度高,亚晶界弯曲模糊;而热矫态合金丝材缺陷密度最低,亚晶界平直清晰,超弹性最好。分析认为,应力、位错密度对Ti-50.8Ni超弹性合金丝材的相变特性及超弹性有重要的影响。     

六亚甲基二异氰酸酯微胶囊的制备及其在自修复涂料中的应用

目的 制备一种基于小尺寸六亚甲基二异氰酸酯(HDI)微胶囊的自修复防腐涂料,能够提高涂层的防腐性能并实现涂层划痕缺陷的在线修复。方法 通过调整界面聚合法合成HDI微胶囊过程中的乳化剂添加量、搅拌速率和体系pH值,降低微胶囊的平均粒径,并利用囊芯染色试验、红外光谱(FTIR)、热重试验(TG)对微胶囊的结构和热稳定性进行表征。以物理共混的方式将微胶囊掺入到环氧树脂基质中制备自修复防腐涂料,使用万能拉伸机、拉拔测试仪、电化学阻抗谱(EIS)研究微胶囊对涂层基础力学性能和耐腐蚀性能的影响。结合丝束电极(WBE)测试与划痕涂层浸泡腐蚀试验分析复合涂层的内在自修复机理。结果 确定了微胶囊制备过程的最佳乳化剂添加量为3%、搅拌速率为600 r/min、体系pH值为3.5,此时的微胶囊呈规则的球状结构,表面致密且具有一定的粗糙度,平均粒径尺寸降低为59μm,成型率达82%。FTIR和囊芯染色试验证明微胶囊由脲醛树脂囊壁和HDI囊芯组成,TG分析显示微胶囊初始分解温度为260℃。随着微胶囊含量的提高,自修复涂层的拉伸断裂强度和附着力有所下降。EIS测试结果表明,含0%、1%、5%和10%微胶囊的自修复...     

矫直温度对Ti-50.8Ni超弹性丝材相变行为及力学性能的影响

采用示差扫描量热仪(DSC)、拉伸试验及透射电镜研究了不同矫直温度对Ti-50.8Ni超弹性合金丝材相变特性、超弹性及微观结构的影响。结果表明,冷矫态合金丝材冷却/加热时的相变类型为A→M／M→A,而温矫态及热矫态合金丝材冷却/加热时发生A→R→M／M→A（A―母相,R―R相,M―马氏体）型相变;冷矫态合金丝材组织择优取向性强,位错密度高,亚晶界弯曲模糊;而热矫态合金丝材缺陷密度最低,亚晶界平直清晰,超弹性最好。分析认为,应力、位错密度对Ti-50.8Ni超弹性合金丝材的相变特性及超弹性有重要的影响。     

芯材组织对复合钎焊铝箔扩散凝固现象的影响

4343/3005/4343复合钎焊铝箔在钎焊过程中会发生皮材中的Si向芯材渗透的现象,在皮材-芯材界面上的这种效应会影响复合钎焊铝箔的连接性能及力学性能。采用差热扫描(DSC)分析了芯材组织对4343/3005/4343复合钎焊铝箔在钎焊过程中的扩散(等温)凝固现象的影响。结果发现,熔融4343皮材可在605℃保温过程中完全凝固。芯材组织显著影响扩散凝固过程。芯材为细小等轴晶粒组织,605℃保温30min熔融皮材完全凝固。对于粗大长条晶粒的芯材,由于晶界密度小且小角度晶界比例高,会显著降低Si的扩散速度,605℃保温30min后仍保留50%左右的熔融皮材。经120min保温后,熔融皮材才完全凝固。     

电阻点焊对CuAlBe形状记忆合金组织性能的影响

采用储能焊机对CuAlBe形状记忆合金进行电阻焊工艺试验.通过扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)观察合金焊缝组织和断口形貌,利用EDS分析焊缝区元素,电阻法测定相变温度,结果表明电阻焊后焊缝区的化学成分没有发生明显变化;合金经热处理后,接头强度达520.6 MPa;焊接前后合金断口均为准解理断裂;其接头和母材均为热弹性马氏体且组织均匀;合金焊接前后的相变点温度较为接近;CuAlBe形状记忆合金具有良好的电阻点焊工艺性.     

聚吡咯包覆二氧化钛纳米自修复微胶囊制备及其形成机制

目的以聚吡咯为有机囊壁、纳米二氧化钛为无机囊芯制备粒径均一的纳米级自修复微胶,并探讨其形成机制。方法采用化学氧化法于超声环境中制备出有机/无机复合自修复微胶囊,利用SEM、FT-IR和XRD等方法,研究了不同制备工艺对微胶囊粒径、形貌、结构的影响。结果阴离子型表面活性剂更有利于聚吡咯在二氧化钛颗粒表面包覆,在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和超声波作用下,吡咯单体以纳米二氧化钛为核心聚合,形成具有纳米晶结构的聚吡咯囊壁,进而获得粒径均一、直径约为100 nm的球形PPy-TiO_2复合纳米微胶囊。结论由于阴离子表面活性剂在二氧化钛粉体表面的化学吸附,形成了有机修饰层,从而可在有效抑制纳米二氧化钛自身团聚的同时,促进吡咯单体在其表面的包覆聚合。     

电沉积Cu/液体微胶囊复合镀层的微观结构及沉积机理

采用直流电沉积法制备纳米结构的Cu/液体微胶囊复合镀层。借助扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）分析和表征复合镀层的表面形貌和微观结构。结果表明：加入微胶囊使得复合镀层由粗晶结构转变为纳米晶结构,其中镀层中液体微胶囊及铜纳米晶的尺寸分别为2～20μm和10～20nm。此外,通过理论分析证实了铜与液体微胶囊的电沉积过程遵循电化学沉积机理,并提出了相应的电沉积过程模型。     

花状Fe_3O_4亚微球的制备和吸波性能

采用溶剂热法制得具有花状结构的Fe3O4亚微米球,该微球直径约4μm,是由Fe3O4纳米片组装而成的。采用X线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）和扫描电子显微镜（SEM）对产物结构、磁性和形貌进行表征。将样品与石蜡按质量比1：1制成同轴样品,测试其2～18GHz下的电磁参数并进行分析计算。研究发现,由于偶极子极化、自然共振和涡流损耗,具有花状结构的Fe3O4亚微米球在高频范围内显示出了较为良好的宽频吸收特性。     

自愈合微胶囊在电泳涂料中的应用

目的提高阴极电泳涂料漆膜在受到外力损伤时的自愈合能力。方法采用原位聚合法,以KH-550改性环氧树脂为囊芯,以密胺树脂添加脲醛树脂为囊壁,形成耐化学性好和粒径小的微胶囊,并加入到阴极电泳涂料中,从而增加漆膜在受到外力损伤后的自愈合能力。通过偏光显微镜、SEM对微胶囊的粒径和形貌进行了表征,通过铅笔硬度测试、附着力测试、粗糙度测试、耐盐雾试验,分别评价了电泳漆膜的硬度、附着力、粗糙度、漆膜耐蚀性。结果在阴极电泳涂料中加入微胶囊后,槽液性能指标未受影响,漆膜物理机械性能基本未受影响,粗糙度由0.174变为0.201,标准磷化板在1000 h的NSS后,划叉处明显要好于普通漆膜的防腐性。结论以KH-550改性环氧树脂为囊芯,以密胺树脂添加脲醛树脂为囊壁的微胶囊,加入阴极电泳涂料后,有效提高了漆膜在受到外力损伤后的自愈合能力。     

Fe—B／Fe3O4纳米复合粒子的吸波性能研究

采用NaBH4溶液还原FeCl3的方法制备Fe-B颗粒,并在Ar／O2气氛下干燥,使其表面不完全氧化,得到了Fe—B／Fe3O4纳米复合粒子。该粒子具有清晰的核壳结构,内核Fe-B尺寸约为20－50nm,外壳Fe3O4厚度约为3nm。将样品与石蜡按质量比1：1制成同轴样品,测试其2～18GHz下的电磁参数并进行分析计算,研究发现,由于偶极子极化、自然共振和涡流损耗,该纳米复合粒子粉末具有优良的吸波性能,其反射损耗RL在频率为12．0GHz的时候达到最小值－31dB,RL值低于－20dB（即吸收率高于99％）的频率范围为10．1～14．2GHz。     

玻璃包覆FeSiBNbCu非晶丝的微波吸收性能(英文)

制备以石蜡为基体并具有玻璃包覆Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1非晶丝不同填充比的同轴介电样品,在相对较高的微波吸收频段(2~18 GHz)下研究短丝填充比(质量分数3%~9%)和样品厚度(1~7 mm)对同轴介电样品的微波吸收性能的影响规律。采用X射线衍射谱(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微分析(SEM)和矢量网格分析仪(SNA)表征材料的微结构并评价其吸波性能。结果表明,不同填充比的同轴介电样品的复磁导率和复介电常数存在重要的频率范围(6~18 GHz)。模拟结果显示,具有3 mm厚度和7%填充比的样品具有较好的微波吸收性能,其反射率在14 GHz时达到峰值-34 dB。这对于开发具有更宽微波吸收范围应用的微丝介电材料是十分有益的。     

剥离的碳化钛（d-Ti3C2Tx）纳米片吸波性能

目的研究剥离的碳化钛(d-Ti3C2Tx)纳米片的吸波性能。方法利用HCl/LiF刻蚀,通过高速离心的方法得到d-Ti3C2Tx纳米片。利用X射线衍射仪(XRD)分析d-Ti3C2Tx的物相组成。用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对d-Ti3C2Tx进行形貌分析。利用原子力显微镜(AFM)测量了d-Ti3C2Tx纳米片的厚度。利用矢量网络分析仪(VNA)测试了d-Ti3C2Tx纳米片与石蜡复合材料X波段的电磁参数。利用Cole-Cole图分析了复合材料的损耗来源,并通过电磁参数计算分析了d-Ti3C2Tx的吸波性能。结果d-Ti3C2Tx纳米片与石蜡复合材料的介电实部/虚部随着d-Ti3C2Tx浓度的增加而增大,极化的增强和电导网络的扩大是导致复合材料介电实部/虚部增加的主要原因。Cole-Cole图分析表明,复合材料中存在多种类型的极化,这分别是由缺陷、官能团和界面等引起的多重弛豫极化。吸波性能分析表明,通过改变d-Ti3C2Tx浓度,可以调控复合材料的吸波性能。当填充量达到15%时,吸波性能最佳。其在厚度为4 mm下最小反射损耗为−20.1 dB,相应的微波吸收带宽(<‒10 dB)为1.9 GHz。结论d-Ti3C2Tx/石蜡复合材料表现了优异的微波吸收性能,且通过改变d-Ti3C2Tx浓度,可以调控d-Ti3C2Tx复合材料的微波吸收性能。     

激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金工艺优化及预测模型研究

目的 探究激光熔覆工艺参数对CoCrFeNiTi高熵合金涂层质量及形貌的影响,实现激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层形貌的精确控制。方法 基于田口正交法,设计不同激光工艺参数下30CrMnSiA表面激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金实验,以激光功率、扫描速度、送粉速率为影响因素,以涂层稀释率、高度、宽度、裂纹密度、宽高比为响应目标,通过方差和信噪比分析影响因素与响应目标的关系,并确定最优工艺参数,建立工艺参数与CoCrFeNiTi高熵合金涂层性能和形貌的支持向量回归预测模型。结果 激光功率对熔覆层稀释率、宽度和裂纹密度的影响较大,且与熔覆层稀释率、高度、宽度、裂纹密度、宽高比呈正相关。扫描速度对涂层高度、裂纹密度和宽高比的影响较大,与涂层高度呈负相关,与涂层裂纹密度和宽高比呈正相关。送粉速率对熔覆层稀释率、高度和宽高比的影响较大,与熔覆层稀释率和高度呈负相关,与熔覆层宽高比呈正相关。得到了最优工艺参数,激光功率为600 W,扫描速度为18 mm/s,送粉速率为1.6 r/min。通过预测模型测试可知,熔覆层稀释率、高度、宽度、裂纹密度和宽高比预测模型的决定系数均大于0.93。结论 基于支持向量回归的CoCrFeNiTi高熵合金涂层形貌预测模型的精度较高,能够实现CoCrFeNiTi高熵合金熔覆层形貌的精确预测,为熔覆层形貌的控制提供了新的思路。     

有机钼为润滑油抗磨减摩添加剂的摩擦学性能研究

用四球摩擦磨损试验机考察了两种油溶性有机钼(二硫代磷酸氧钼、二硫代磷酸钼)抗磨减摩添加剂在液体石蜡基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜对边界润滑状态下形成的磨斑形貌和表面膜的元素组成进行了分析。试验结果表明:两种有机钼添加剂均具有优异的抗磨减摩性能和极好的承载能力。其中二硫代磷酸钼添加剂使基础油的抗磨性能提高53 %,减摩性能提高40 %,极压承载能力提高一倍多。SEM分析显示钢球表面的磨痕和犁沟较浅,且有含硫和钼的沉积物生成。由此推断出有机钼添加剂在摩擦副表面形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了具有抗磨减摩作用的MoS2和FeS膜,从而起到了改善摩擦磨损性能的作用。     

氮掺杂及PEG包覆对CNT/S材料储锂性能的影响

以硫代氨基脲为氮源,用高温退火法对碳纳米管实现氮掺杂,利用PEG对掺氮复合材料(NCNT/S)进行外包覆。采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)对复合材料进行了表征。结果表明高温退火使氮有效地掺入碳纳米管中,而碳纳米管仍保持原本征形貌。电化学测试表明:掺氮后复合电极首次放电比容量明显提高,达到882.5 mAh·g~(-1),90次循环过后具有89.46%的容量保持量,而PEG包覆使掺氮复合电极首次放电比容量提高至1109.7 mAh·g~(-1),经过90次循环放电比容量仍保持在995.2 mAh·g~(-1)。这说明掺氮和PEG包覆均能很好地改善复合材料的电化学性能。