二元混合表面活性剂对纳米流体热物性影响

采用两步法制备了添加二元混合表面活性剂的氧化锌纳米流体，纳米颗粒的体积浓度为0.398%～2.292%。XRD、TEM对氧化锌纳米粒子进行表征，吸光度法和沉降法分析了纳米流体稳定性，之后研究15～55℃时，制备流体的导热与黏度，并与添加单一表面活性剂的纳米流体进行对比。实验结果显示，添加SDS/CTAB纳米流体稳定性更优。纳米流体导热系数随温度及纳米粒子体积浓度的增加而增大，55℃,2.292%的纳米流体热导率增强最大，提高了38%,且热导率增强作用明显优于单一表面活性剂的添加。纳米流体黏度随温度及纳米粒子体积浓度的增加而逐渐降低，在55℃,2.292%时拥有最小黏度0.645 mPa·s。与单一表面活性剂相比，SDS/CTAB的添加能有效降低纳米流体黏度，对减小纳米流体黏度有积极作用。     

纳米流体稳定性和粘度的影响因素分析

采用"两步法"制备质量分数为0.5wt%～4.0wt%的Cu-乙二醇纳米流体,研究超声时间、浓度和温度对纳米流体稳定性及粘度的影响。研究结果表明,温度为20℃时,分析经过超声15～75min处理的Cu-乙二醇纳米流体(4.0wt%)粘度发现,超声45min时其粘度最大;分析超声45和60min的纳米流体透射电镜(TEM)图像发现,超声45min时其稳定性更优;在乙二醇溶液里添加Cu纳米颗粒会影响流体的粘度,且粘度随粒子质量分数增大而增大,流体稳定性随质量分数增大而减小;Cu-乙二醇纳米流体的粘度随温度的升高而变小。通过分析实验数据,在修正已有的粘度模型基础上,拟合纳米流体粘度与粒子浓度、温度的关系,提出了新的粘度计算公式。根据固溶体的形成机理和能量最低原理对以上现象进行了理论解释。     

纳米流体的稳定性研究

从分散体系的稳定因素、纳米颗粒间的相互作用力、分散体系的沉降-扩散平衡、表面活性剂的作用等方面对纳米流体的稳定性进行了理论分析,结果表明,降低纳米颗粒的表面自由能、减小纳米颗粒与基液间的密度差、减小基液的黏度等都可提高纳米流体的稳定性。通过静置对比试验和TEM表征,研究了表面活性剂对提高纳米流体稳定性的作用。     

纳米流体的稳定性研究

从分散体系的稳定因素、纳米颗粒间的相互作用力、分散体系的沉降-扩散平衡、表面活性剂的作用等方面对纳米流体的稳定性进行了理论分析,结果表明,降低纳米颗粒的表面自由能、减小纳米颗粒与基液间的密度差、减小基液的黏度等都可提高纳米流体的稳定性。通过静置对比试验和TEM表征,研究了表面活性剂对提高纳米流体稳定性的作用。     

温度和颗粒浓度对纳米流体粘度的影响

采用"两步法"制备了含有不同质量分数的TiO2-水纳米流体,并观察了其稳定性。测量了不同质量分数的纳米流体在15～40℃时的粘度,结果表明,纳米流体的粘度随颗粒浓度的增加而增大,随温度的升高而以指数形式降低,并且各种纳米流体的粘度随温度的变化趋势相似。结合实验数据,对已有粘度计算公式进行修正,提出了涉及温度和颗粒浓度的纳米流体粘度计算公式。     

聚丙烯酸酯微球塑性溶胶的流变性能

采用旋转流变仪研究了三种不同粒径的聚丙烯酸酯微球在增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)中的流变性能和凝胶固化行为,并用原子力显微镜和透射电子显微镜表征了聚合物粒子的表面形貌和大小。流变测试结果表明,聚合物微球粒子尺寸越大,与DINP混合后体系黏度越小;并且混合体系随剪切速率增大黏度减小,呈假塑性流体行为;混合流体测定温度越高,体系黏度越小;增加聚合物所占的比例,体系黏度上升。振荡温度扫描显示,聚合物含量增加会使混合体系凝胶固化温度降低。     

潜热型纳米流体粘度特性的实验研究

实验测量了潜热型纳米流体TiO2-BaCl2-H2O的粘度,分析了纳米粒子体积分数和温度对纳米流体粘度的影响.实验结果表明,在BaCl2水溶液中添加纳米TiO2会增加其粘度,且随着粒子浓度的增加,粘度增加越显著;粘度随温度降低而升高.潜热型纳米流体TiO2-BaCl2-H2O的粘度不随剪切应力的变化而变化,表现为牛顿型流体的流变特性.基于实验数据,建立了潜热型纳米流体TiO2-BaCl2-H2O粘度的计算模型,模型预测值与实验值的误差在2％以内.     

PLA/PBAT/纳米SiO2复合材料的力学性能、热性能和流变性能研究

以聚乳酸(PLA)为基材,己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物(PBAT)为增韧剂,纳米SiO_2为增强剂,采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/纳米SiO_2复合材料;研究了纳米SiO_2不同含量对复合材料力学性能、热性能和流变性能的影响。研究结果表明:随纳米SiO_2含量的增加,复合材料弯曲强度和拉伸强度均先增大后减小,其中,当纳米SiO_2质量为2份时,其力学性能最优,弯曲强度和拉伸强度分别提高了17.17%和14.67%;随纳米SiO_2含量的增加,复合材料初始分解温度和半寿温度分别升高5~8℃和8~10℃,玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm分别升高1~3℃和3~6℃,复合材料热稳定性提高;在3种不同温度(155,160,165℃)下,添加纳米SiO_2的复合材料剪切黏度比未添加纳米SiO_2的大,且二者剪切黏度之差随温度升高而减小,说明其分子间作用力随温度升高而减弱,复合材料可以在155~165℃下进行加工;复合材料为假塑性流体,且随温度升高流动指数n逐渐增大、稠度系数K逐渐减小,复合材料假塑性减弱,流动性改善。     

TiO_2-H_2O纳米流体流变特性的实验研究

测量了不同体积浓度的TiO2-H2O纳米流体在不同温度下的粘度,结果表明,TiO2-H2O纳米流体的粘度显著大于未添加纳米粒子的纯水的粘度值,并且粘度随体积浓度的增大急剧增大,随温度的升高而急剧减小.流变特性表明,在所配制的体积浓度内,TiO2-H2O纳米流体是一种典型的牛顿型流体.     

BN/EG纳米流体热导率影响因素的实验研究

以不同尺寸的BN纳米粒子及自制的BNNTs为添加物,通过两步法制备了不同体积分数的BN(140nm)/EG、BN(70nm)/EG及BNNTs/EG纳米流体,利用瞬态热线装置测试了其热导率,研究了添加物体积分数、长径比、尺寸、聚集形态、流体温度及分散剂等因素对纳米流体热导率的影响规律。结果表明,纳米流体热导率随纳米粒子体积分数、纳米粒子尺寸、纳米粒子长径比、流体温度的增加而增加,纳米粒子松散的链状聚集比紧密的云状聚集更有利于提高基液热导率,分散剂的加入不同程度降低了纳米流体热导率增加量,但降低幅度不大。     

低浓度纳米流体比热容试验研究

分别以纳米级的CuO、Cu、Al2O3和Al粒子为分散相,以蒸馏水(DW)和丙二醇(PG)为基础液体,制备了体积份额为1～4%的低浓度纳米流体.采用比较量热法测试了不同温度下的纳米流体比热容.结果显示,低浓度纳米流体比热容比基础液体小,并随着粒子体积份额和粒径的增加而减小,随着温度的升高而增加.加和原理计算值小于试验值,不适合预测纳米流体的比热容.     

Al2O3纳米粉体悬浮液热物性实验研究

分别采用瞬态热线法、比较量热法和旋转粘度计测试了不同温度、粒子浓度和粒径下的Al2O3-DW（蒸馏水）纳米流体的导热系数、比热容、粘度等热物性参数。试验结果表明,粒子浓度、粒径和温度都是影响Al2O3-DW纳米流体热物性参数的重要因素。与水相比,纳米流体导热系数和粘度增加,常温4％体积份额下增幅分别为21．5％和52．3％;纳米流体比热容随着粒子体积份额增加而降低,并推导出了常温下低浓度纳米流体比热容的预测公式。     

颗粒亲水性对纳米流体表面张力的影响研究进展

纳米流体作为一种新型换热介质,其表面张力的变化与流体沸腾换热等热物理性质有着密切的联系。纳米流体通常由"两步法"制得,其表面张力受温度、纳米颗粒粒径、纳米颗粒体积分数或质量分数等多方面影响。在前人的研究中,表面张力随流体温度的升高而减小,随纳米颗粒粒径的增加而增大,但表面张力随纳米颗粒体积分数或质量分数的变化情况则不一致。通过总结由不同颗粒与不同基础流体组成的纳米流体表面张力的变化趋势,分析纳米流体表面张力的变化与颗粒亲水性的关系。分析结果表明:亲水型颗粒与疏水型颗粒对纳米流体表面张力的影响恰好相反;亲水型纳米颗粒体积分数或质量分数不同时,其纳米流体表面张力的变化也不相同。     

阳离子丙烯酸酯共聚物表面活性剂的结构及溶液性能

通过自由基溶液共聚合法合成了无规型阳离子丙烯酸酯共聚物表面活性剂,利用红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(1H-NMR和13C-NMR)对聚合产物的结构和组成进行了表征,考察了浓度、温度等对聚合物丙酮溶液的增比黏度和聚合物水溶液表面张力的影响。结果表明,聚合物丙酮溶液的增比黏度随溶液浓度增加总体呈现上升趋势,在相同溶液浓度下,其增比黏度随温度升高呈先降低后升高再降低的趋势;聚合产物可将水溶液的表面张力降低到43mN/m,其临界胶束浓度为0.8 g/L;聚合物水溶液的表面张力随温升高而降低,且随溶液pH值增大而增大。     

PTFE/PA6和PTFE/PA66共混物的吸水性及流变行为

通过浸水实验、缺口冲击断裂实验和动态流变测试,考察了PTFE含量对PTFE/PA6和PTFE/PA66共混物的吸水率、冲击断裂强度及熔体黏度的影响以及熔体黏度随温度和频率的变化规律。结果表明,PTFE/PA6和PTFE/PA66共混物的吸水率均随着PTFE含量的增加而减小,即PTFE的加入抑制了共混物的吸水性。两种共混物的冲击强度比纯PA明显降低,但是吸收水对两种共混物冲击强度的影响不显著。随着PTFE含量的增加,共混物熔体的黏度先减小后增加,说明适量的PTFE可以改善共混物的成型加工特性。共混物熔体的黏度随加载频率的增大而降低,符合假塑性流体流动规律。有趣的是,对于PTFE/PA6共混物的黏度随着温度的升高而减小,而PTFE/PA66共混物黏度随着温度升高近似成指数规律增大。     

低浓度Cu-0.5%Nb纳米弥散强化铜合金退火行为的研究

为了获得具有高强、高导及良好抗高温软化性能的铜合金,用机械合金化法制备了Cu-0.5%Nb纳米弥散强化铜合金.采用力学、电学性能测量、金相、透射电镜观察对该合金退火行为进行了研究.研究表明:随着退火温度的升高,合金硬度呈下降趋势,在900 ℃以下退火以回复过程为主.该合金相对电导率随退火温度升高而升高,400 ℃时达到峰值89%IACS;随后不断降低,到800℃时由于Nb的回溶量增加,其降低速率开始加快.TEM观察表明,该合金冷轧态位错密度很高,随退火温度升高不断降低.纳米Nb粒子可强烈阻碍晶界和位错运动,900 ℃退火后基体仍以亚晶组织为主,合金抗高温软化性能较好.     

全同聚1-丁烯/低密度聚乙烯共混体系的流变性能

采用双毛细管流变仪研究了全同聚1-丁烯/低密度聚乙烯(iPB/LDPE)共混体系的流变性能。结果表明,随着iPB用量的增加,共混熔体的剪切黏度呈先下降后上升的趋势;iPB/LDPE共混熔体在剪切速率为100 s-1~1000 s-1时,为假塑性流体,且随着iPB含量增加和温度升高,其非牛顿性增大;共混体系的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大、温度的升高而减小;粘流活化能随剪切速率的增大呈逐渐减小的趋势。     

温度、浓度对水/乙醇混合溶剂中壳聚糖溶液黏度的影响

研究了溶解于水/乙醇混合溶剂中的壳聚糖溶液黏度随温度和浓度的变化规律。混合溶剂中,乙醇是壳聚糖的不良溶剂,而水是壳聚糖的良溶剂,将乙醇与水按一定比例混合,再加入1%的乙酸,配制成水/乙醇混合溶剂。实验使用乌氏黏度计测量溶液黏度,通过分析黏度随温度、浓度的变化规律,揭示了混合溶剂对壳聚糖溶液黏度的影响规律。研究发现,壳聚糖溶液黏度随着温度的升高而降低;恒定温度,壳聚糖溶液黏度随浓度的增加而增加。而随着温度的升高,壳聚糖在良溶剂中产生的增比黏度变化率要比其在不良溶剂中高;随着浓度的增加,壳聚糖溶液产生的增比黏度的变化率也相应增加。当浓度极稀时,壳聚糖溶液的(ηsp/C)/C曲线会出现反常现象——体系黏度随着浓度的减小而急剧上升。     

温度对PVB/Pluronic F127/PEG200体系的动态流变学行为的影响

采用动态流变仪研究了温度对聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/Pluronic F127/聚乙二醇(PEG)200共混体系的动态流变学性能的影响。结果表明,体系的黏度随剪切频率的增大而减小,表现出假塑性流体的特征;复数黏度、动态储能模量、动态损耗模量随温度的升高而降低;非牛顿系数和损耗因子随温度的升高而增大。体系在温度高于140℃时表现出均相聚合物体系的流变行为,低于140℃时动态储能模量明显偏离了均相体系低频末端的标度规则。     

高温氧化合成纳米TiO2-Al2O3复合粒子

在气溶胶反应器中,利用四氯化钛(TiCl4)和三氯化铝(AlCl3)高温氧化制备纳米TiO2-Al2O3复合粒子,采用EDS、XPS、TEM、XRD分析粒子化学组成、形貌、大小和晶型等;研究了AlCl3与TiCl4的摩尔比、反应温度等因素对粒子形态的影响,结果表明,复合粒子形貌较纯TiO2更为圆整、平均晶粒尺寸随AlCl3浓度增加而减小;粒子粒径随反应温度升高而增大;AlCl3与TiCl4的摩尔比影响粒子中Al2O3和TiO2的晶型,当AlCl3与TiCl4的摩尔比为2.80时粒子中有钛酸铝生成.