复合铝热剂配方及其性能研究

为了改善铝热剂的点火和燃烧性能，采用均匀设计法对Al-Fe₃O₄、Al-Ba(NO₃)₂和Al-MnO₂进行配方优化设计，然后选用SPSS(statistical program for social sciences)软件进行二次回归分析，确定了一种铝热剂配方，并外掺占其质量25%的黏结剂,获得复合铝热剂。研究其燃烧性能，试验结果表明，该复合铝热剂点燃性能好，燃烧过程分成两个阶段，整个燃烧时间持续约140 s，最高燃烧温度达1 893.32 K，能够形成较好的高温纵火效果，30 g复合铝热剂能够可靠熔穿2 mm铝板。     

电泳沉积法制备纳米Al/Bi2O3铝热剂薄膜的研究

采用电泳沉积法在铜基底上成功沉积了纳米Al/Bi_2O_3铝热剂薄膜。运用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和能谱仪(EDS)等对铝热剂薄膜的物相和形貌进行了测量与分析,并通过对比单位面积铜基底沉积前后的质量、差示扫描量热法(DSC)和激光点火试验分别探讨了沉积时间对铝热剂薄膜的质量、放热性能和燃烧性能的影响。结果表明:电泳沉积法制备的Al/Bi_2O_3铝热剂薄膜具有良好的薄膜形貌,且纳米颗粒分散均匀。沉积时间在10 min以内时,薄膜沉积速率稳定在0.785 mg/(cm~2·min)时,单位质量的薄膜放热量不变;沉积时间超过10 min后,薄膜沉积速率下降,改变了铝热剂的当量比,导致单位质量的薄膜放热量减少,薄膜燃烧的火焰强度下降;确定最佳的沉积时间为10 min。     

丁腈橡胶/顺丁橡胶-接枝马来酸酐共混物的制备与性能

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在双辊开炼机上采用马来酸酐(MAH)单体对顺丁橡胶(BR)进行接枝改性,通过红外光谱对其结构进行了表征;采用化学滴定法测定了反应产物中MAH的接枝率。接枝后的BR与丁腈橡胶(NBR)共混,制备了NBR/BR-g-MAH共混物,对共混物的力学性能、耐低温性能、热老化性能和耐油性能进行了测试和分析。结果表明,BR进行MAH接枝后,提高了NBR/BR-g-MAH共混物力学性能,提高了NBR低温性能,随着BR用量的增加,共混物料低温性能提高,但耐油性能下降,兼顾耐油性能和耐低温性能的最佳条件为m(NBR)∶m(BR-g-MAH)=85∶15。     

α-Fe2O3-ZnO/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

以氯化铁(FeCl_3)、氯化锌(ZnCl_2)、煤矸石和氢氧化钠(NaOH)为原料,采用沸腾回流法制得了一系列纳米三氧化二铁(α-Fe_2O_3)和氧化锌(ZnO)不同摩尔配合比的纳米三氧化二铁-氧化锌/煤矸石复合光催化剂(α-Fe_2O_3-ZnO/煤矸石复合光催化剂),并对产物进行了表征。以五氯酚(PCP)为目标降解物,考察了模拟太阳光照条件下样品的光催化降解效果。结果表明,将球形α-Fe_2O_3-ZnO复合物负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且α-Fe_2O_3-ZnO/煤矸石复合光催化剂的性能与α-Fe_2O_3和ZnO的摩尔配合比有关,在α-Fe_2O_3与ZnO的摩尔配合比为1∶5,光照4h条件下,α-Fe_2O_3-ZnO/煤矸石复合光催化剂对PCP的降解率达到100%,具有最佳的光催化降解效果,此外还具有可重复使用的特点。     

B/CuO复合燃料的制备及其对Mg/PTFE富燃料推进剂的影响

为了研究纳米氧化铜(CuO)改性硼(B)对镁/聚四氧乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂的影响,利用球磨法制备了B/CuO复合燃料,将其添加到Mg/PTFE富燃料推进剂中,利用混合模压成型法制备含有不同比例的复合燃料的推进剂药柱。利用扫描电镜、TG-DSC分别测试了B/CuO复合燃料的微观形貌和热反应性能;利用红外测温仪、X射线衍射、TG-DSC分别测试了推进剂的燃烧速度、燃烧温度、反应产物以及热反应性能。结果表明:复合燃料混合较为均匀,局部有团聚;n(B)∶n(CuO)=32∶3的复合燃料的放热量高于B的放热量,燃烧效率最高,为73.1%,点火温度比B低66 ℃。含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度均高于Mg/PTFE,分别提高了25.6%和3.1%,平均燃烧温度降低了16 ℃,最高燃烧温度则提高了6 ℃,但是相对于含B的Mg/PTFE推进剂,含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度分别下降2.91%和19.51%,平均燃烧温度下降了94 ℃和121 ℃;复合燃料推进剂一次燃烧的凝聚相产物主要有MgF₂、MgO、C、Cu以及Mg₃F₃（BO₃）;一次燃烧反应过程主要是PTFE的分解以及F₂和Mg的反应,二次燃烧反应过程则主要为C、Mg以及复合燃料的氧化。     

利用离子交换法制备高强载银抗菌玻璃及其性能测试

将厚度为1.1 mm的高铝硅酸盐玻璃(SiO_2-Al_2O_3-Na_2O系)置于KNO_3/NaNO_3混合熔盐中进行离子交换增强,再将强化后的玻璃置于不同质量比的AgNO_3/KNO_3混合熔盐中进行二次离子交换,制得高强载银抗菌玻璃。采用万能试验机测试玻璃样品的抗弯强度,利用EDS能谱分析测试离子交换深度及元素分布情况,用活菌计数法评测玻璃的抗菌性。实验结果表明:经过两步离子交换法可获得强度高、透明度好、抑菌效果优良的抗菌玻璃。第一步离子交换混盐质量比m(KNO_3)∶m(NaNO_3)=9∶1,交换2 h;第二步离子交换混盐质量比m(AgNO_3)∶m(KNO_3)=1∶9,交换10 min,在此工艺条件下制得的抗菌玻璃综合性能最优。     

油田封堵专用铝热剂的制备与性能研究

以纳米铝粉、硝酸钾、四氧化三铁和纳米二氧化钛为主要成分，研制出一种油田封堵专用复合铝热剂。该铝热剂通过熔化油田出油口周围的金属粉以及石块对出油口进行堵塞，以达到对油田封堵的目的。通过SEM对铝热剂进行表征，并对其安全性能、燃烧性能以及封堵性能进行测试。结果表明：该铝热剂感度较低，需要较强的激发条件，安全性能好；燃烧温度高，燃烧时间长，1 kg铝热剂可使5 mm壁厚的铁管内壁最高温度达到2 689℃,铁管外壁最高温度达到1 432℃,燃烧持续时间约14 min;可使出油口周围石块及金属粉熔化。在温度和时间控制以及封堵性能方面足以达到工业油田封堵的条件要求，可作为油田封堵专用铝热剂使用。     

遇水膨胀聚氨酯液体橡胶的研制与应用

针对遇水膨胀橡胶吸水膨胀后,吸水树脂从橡胶网络通道中游离析出问题,采用聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯以及助剂等,制备双组份遇水膨胀聚氨酯液体橡胶,探索了聚醚配比、-NCO含量、填料以及催化剂对产品性能的影响,确定了实验配比:聚醚TEP-505S∶聚醚TED2817=90∶10(质量比),w(-NCO)=4.5%,w(填料)=8%,w(二月桂酸二丁基锡)=0.1%,实验结果表明,遇水膨胀聚氨酯液体橡胶体积膨胀率518%,拉伸强度2.0MPa,用于建筑物的防水施工效果良好。     

Si3N4-SiC-TiN陶瓷燃烧合成工艺研究

以TiSi2和SiC为原料,利用SHS方法合成Si3N4-SiC-TiN复相陶瓷.在不同稀释剂含量及氮气压力下进行燃烧合成,计算了毛坯转化率和产物相对密度,并对产物进行了XRD分析.结果表明,氮气压力增高有利于提高转化率及产物相对密度.反应物转化率随稀释剂含量增加而增大.孔隙率为53%(体积分数)毛坯,稀释剂SiC含量为35%(质量分数)压坯相对密度达到最大值,且当稀释剂含量高于35%(质量分数)时,SiC发生氮化反应,生成Si3N4和C.     

环氧-聚醚端基改性硅油合成与工艺研究

以烯丙基聚醚(F-6)、环氧氯丙烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为原料制得环氧基烯丙基聚醚二硅氧烷。在碱性条件下,八甲基环四硅氧烷(D4)开环缩合,与环氧基烯丙基聚醚二硅氧烷反应合成环氧-聚醚端基改性硅油。1 H-NMR表明成功合成目标产物,讨论了物料比、反应温度、反应时间和催化剂用量对产物性能的影响,确定最佳工艺:环氧基烯丙基聚醚二硅氧烷与D4质量配合比为1∶1,催化剂用量为0.7%(wt,质量分数),60℃,反应3h,制得的环氧-聚醚端基改性硅油,收率达到78%。     

光聚合法合成印刷电路板保护涂料的研究

采用光聚合法合成丙烯酸酯预聚物,然后在预聚物中加入交联单体、复合光引发剂、活性胺等制备印刷电路板(PCB)保护涂料。研究了本体光聚合的最佳反应时间,讨论了在光聚合条件下预聚物、功能单体、交联剂等对涂膜性能的影响。对光聚合产物进行了热重分析、红外光谱测试和表征。结果表明,在紫外光照射下的最佳预聚合反应时间为60s,单体转化率可达60%;当构成光敏预聚物的光聚合单体丙烯酸丁酯(BA)∶丙烯酸异冰片酯(IBOA)∶丙烯酸(AA)=6∶4∶1(wt,质量),后期加入的交联单体为18%(wt,质量分数,下同),复合光引发剂为3%,活性胺为2%时,涂料固化后各项性能最佳。     

丁腈橡胶中空纤维阻尼新材料的制备及性能

针对丁腈橡胶(NBR)黏度过大和相转化时间较长难于纺制中空纤维的问题, 采用先与聚氯乙烯(PVC)共混改性再用干-湿相转化的方法制备出轻质、低耗材的丁腈橡胶中空纤维阻尼新材料, 探讨了NBR与PVC质量比和共混聚合物质量分数对NBR中空纤维阻尼及力学性能的影响。结果表明: 中空纤维结构阻尼性能明显优于对应的平板膜结构; 调整NBR与PVC质量比和共混聚合物质量分数可优化NBR中空纤维的拉伸性能及阻尼性能; 可通过提高NBR与PVC质量比使NBR中空纤维阻尼材料的损耗因子峰值所对应的温度向低温方向偏移。共混聚合物质量分数为25%, NBR与PVC质量比为80∶20时, NBR中空纤维阻尼损耗因子最大, 达到0.78。      

GO改性ZnO/CeO2复合纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

以改进Hummers法制得的氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成GO改性氧化锌(ZnO)/二氧化铈(CeO_2)(ZnO/CeO_2)复合纳米光催化剂,并对产物的结构、组成及其形貌进行了表征,并以刚果红(CR)为目标降解污染物,考察了不同配合比的产物在紫外光照射下的光催化性能。研究结果表明:在CeO_2与ZnO摩尔配合比为1∶50,GO用量为0.8g,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的用量为1.0g/L,pH=10,反应120min条件下,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂对100mL(50mg/L)CR的降解率高达94.12%。与相同条件下ZnO/CeO_2复合纳米材料相比,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的光催化性能得到了明显提高。     

硅烷偶联剂和马来酸酐对NBR/RHA复合涂层结构与性能的影响

以农业废弃物——谷壳灰(RHA)为填料,采用液态共混工艺(即将有机溶剂溶解的NBR生胶、改性谷壳灰和其他助剂混合形成混合胶液)制备了NBR/RHA复合涂层。用硅烷偶联剂Si69、KH550、KH560和马来酸酐(MAH)对谷壳灰进行改性,并研究了上述改性剂对谷壳灰分散性、结合胶以及NBR/RHA复合涂层结构和性能的影响。结果表明,在4种改性剂中,Si69的改性效果最好,经Si69改性后谷壳灰的分散性、谷壳灰与NBR相的界面作用,NBR/RHA复合涂层的力学性能、耐流体性能均最佳。     

聚氧化乙烯-聚硅氧烷基离子液体复合聚合物电解质的研究

通过对不同聚硅氧烷(PDMS)含量的聚氧化乙烯-聚硅氧烷(PEO-PDMS)聚合物电解质电化学性能的测试,确定出PDMS最佳添加量,并以此聚合物配比为基体,通过复合不同质量分数的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BMIM]TF-SI)或N-甲基、丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐(PP13TFSI),制备得到不同体系的离子液体复合聚合物电解质膜。离子液体的加入可显著提高聚合物电解质的室温电导率,样品PPP-100%室温电导率达到5.6×10-4S/cm。同时,样品均具有良好的热学和电化学稳定性。通过两种体系聚合物电解质性能对比得知,PP13TFSI离子液体复合聚合物电解质具有更优性能,有望作为新型电解质材料应用在锂离子电池中。     

水润滑橡胶轴承用氯磺化聚乙烯的耐介质性及摩擦磨损性能

研究了不同交联体系制备的氯磺化聚乙烯(CSM)的耐水、耐油性能,并以CSM为基体制备了水润滑橡胶轴承,研究了在海水润滑介质中,橡胶轴承的摩擦磨损性能,同时与丁腈橡胶(NBR)耐水耐油和摩擦磨损性能进行了对比。结果表明,不同交联体系制备的CSM,显示出优异的耐水、耐油性能,并且均明显优于NBR;在变速、变载荷的实验条件下,CSM制备的橡胶轴承的摩擦系数、磨损量绝大多数工况下均小于NBR橡胶轴承,显示出优异的摩擦磨损性能,是替代NBR制备水润滑橡胶轴承的理想基体材料。     

UV 丝网印刷油墨制备及性能研究

通过设计不同配方,制备了UV丝网印刷油墨,研究了预聚物、光引发剂、活性稀释剂、颜料的种类和含量对UV绿色油墨的固化时间、附着力、柔韧性和耐溶剂性能的影响。研究结果表明:聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯组成的复合预聚物体系,使UV油墨具有优良的性能;当预聚物复合体系质量分数为51%,其中聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯的质量比为4∶1,Darocur1173质量分数为7%,绿色颜料为4%,活性稀释剂HD-DA为33%时,UV油墨的综合性能最佳。     

匀相水稻秸秆接枝物制备和性能研究

为了有效利用农作物秸秆,降低焚烧对环境的污染,通过超声将水稻秸秆溶解在NaOH/尿素溶液体系,得到了匀相纤维素溶解液,接枝共聚制成高吸水树脂;考察了丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、反应温度、单体与秸秆配合比等因素对产品性质的影响;采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪和热重分析仪(TG)表征了产物的结构基团和热稳定性。结果表明,在6%(wt,质量分数)NaOH/4%(wt,质量分数)尿素(urea)溶液中,用超声将秸秆制成匀相体系;在温度为65℃,单体与秸秆质量配合比为1∶5,AM与AA质量配合比为1∶2时,高吸水树脂的吸水倍率为780g/g,吸盐水倍率为125g/g,具有良好的吸水性能。     

聚乙烯基三(2,2,2-三氟)乙氧基硅烷的合成及疏水性能研究

以乙烯基三(2,2,2-三氟)乙氧基硅烷为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,乙腈为溶剂,通过溶液聚合法合成了聚乙烯基三(2,2,2-三氟)乙氧基硅烷。考察了溶剂用量、引发剂用量、温度、反应时间等因素对产物收率的影响,确定了最佳合成条件。并运用FT-IR、1 H-NMR、GPC对产物进行了表征,同时对合成聚合物疏水性能进行了研究。结果表明:在投料质量配合比为乙烯基三(2,2,2-三氟)乙氧基硅烷∶乙腈∶偶氮二异丁腈=1∶2.8∶0.005,反应温度70℃、反应时间9h,产品收率达91.3%,数均分子量为2.3×104。用制得的聚合物修饰经化学刻蚀的铝合金片的水滴接触角为155°,滚动角2°,具有优异超疏水性能。     

镁盐晶须增强阻燃LDPE/EVA/ATH复合材料的研究

通过拉伸性能、燃烧性能测试及热失重-差示扫描量热分析(TG-DSC),研究了EVA、镁盐晶须和相容剂的用量对LDPE/EVA/ATH复合体系的影响。结果表明,EVA在复合体系中的最佳用量为m(EVA)∶m(LDPE)=6∶4;镁盐晶须的加入不仅提高了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,而且镁盐晶须与纳米氢氧化铝之间存在协效阻燃作用,提高了复合材料的氧指数;相容剂的加入改善了无机粉体与基体树脂间的相容性,提高了复合材料的力学性能和燃烧性能,相容剂的最佳用量为15 phr。