环氧含氟聚合物对棉纤维的改性及其超疏水／疏油表面性能研究

采用自由基聚合法合成聚（甲基丙烯酸缩水甘油醚-无规-聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯）[P（GMA-r-mPEGMA）],然后将其中的部分环氧基团与十七氟硫醇中的巯基通过点化学反应,接枝上十七氟硫醇单体（Perfluorodecanethiol,PFDT）,制备成环氧含氟聚合物聚（甲基丙烯酸缩水甘油醚-无规-聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯）-接枝-十七氟硫醇[P（GMA-r-mPEGMA）-g-PFDT]。利用自组装方法将环氧含氟聚合物制备成水分散纳米胶束溶液,将棉纤维浸渍到该水分散纳米胶束溶液中,加入2-乙基-4-甲基咪唑作为潜伏性促进剂,促进聚合物的环氧基团与棉纤维表面的羟基活性基团反应,将含氟聚合物通过化学接枝法键合到纤维表面。将改性棉纤维烘干,使含氟基团迁移到表面,制备成超疏水／疏油效果的棉纤维表面,其水接触角度可达到165°以上,滚动角度小于5°,食用油接触角在130°以上,且由于环氧基团的强有力粘接性,使得该改性棉纤维具有很好的稳定性,具有良好的耐有机溶剂抽提、耐酸碱、耐水洗、耐超声等优良性能。     

废纸/麦秸秆增强PE-HD复合材料性能对比研究

以废纸(WP)、麦秸秆(WF)和高密度聚乙烯(PE-HD)为原料,采用注射成型法制备了PE-HD/WP与PE-HD/WF复合材料,研究了WP与WF纤维含量以及硅烷偶联剂(KH570)含量对复合材料性能的影响,并对力学、吸水及界面性能进行了对比分析。结果表明,复合材料的力学性能均随WP与WF的加入呈先增加后降低的趋势,WP和WF的最佳含量分别为20%(质量分数,下同)和30%;KH570的加入改善了复合材料的界面相容性,提高了力学性能,降低了吸水性能,PE-HD/WP与PE-HD/WF复合材料的KH570最佳含量分别为1%和2%;WP与WF的长径比分别为24.2与12.5;当纤维含量为20%时,PE-HD/WP复合材料的力学性能、吸水性能及界面相容性均优于PE-HD/WF复合材料。     

微波辐射改性秸秆/HDPE复合材料的界面性能

利用微波接枝偶联剂处理秸秆纤维,采用光学法液滴形态分析系统测定3种不同方法处理的秸秆微粉的动态接触角及表面能变化,并制备相应的复合材料进行力学性能测试.研究结果表明:几种界面改性方法对秸秆微粉均有较好的改性效果,微波/KH550改性效果最佳,微波/钛酸丁酯次之,再次为直接微波处理.经微波处理后秸秆纤维的平衡接触角θe由40.26°上升到42.97°,经微波/钛酸丁酯处理后平衡接触角θe由40.26°上升到50.33°,而发现经微波/KH550处理后平衡接触角θe由40.26°上升到94.01°.而表面能则有不同程度减小,经微波/KH550处理后秸秆纤维表面能接近HDPE基体;经界面改性处理的秸秆纤维,其复合材料的拉伸强度提高0.40%～19.79%,冲击强度提高7.21%～15.29%.动态接触角法研究液体润湿微粉的动力学特性具有快速、准确、操作简单的特点,为研究植物纤维表面改性接枝等提供理论基础.     

硬脂酰化纤维素纳米晶复合聚苯乙烯制备木材超疏水表面

通过酸水解微晶纤维素制备出纤维素纳米晶（CNC）,并使用硬脂酰氯对其进行表面改性合成出硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）。以SCNC为基本构筑单元,加入一定量的聚苯乙烯（PS）,运用超分子自组装与喷涂法制备出SCNC-PS超疏水涂料用于木材超疏水改性。所制备出的超疏水木材接触角166±2°,滚动角5±2°,可以承受韦伯数为345的液滴冲击,且在165℃下具有优异的热稳定性能。聚苯乙烯的引入显著提高了表面的机械稳定性能,与未添加聚苯乙烯对照相比,在100个周期的砂纸磨损试验后接触角从106°提升至147°。     

PE-HD/热处理秸秆复合材料的制备及性能研究

以热处理秸秆为增强纤维,以高密度聚乙烯（PE-HD）为基体,制备PE-HD/热处理秸秆复合材料。考查了不同热处理温度与不同热处理时间对复合材料的力学性能以及复合材料吸水性的影响。结果表明,与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比,PE-HD/热处理秸秆复合材料吸水性有很大幅度的降低;力学性能中拉伸强度和弯曲强度与纯PE-HD相比有明显增强,与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比有所降低;通过扫描电子显微镜观察复合材料的微观形貌发现,复合材料中增强纤维与基体均匀混合,纤维在长度方向形成了定向排列。     

道路排水板用超疏水性聚氯乙烯复合材料的制备及性能研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）对纳米氧化锌颗粒进行有机改性,以聚氯乙烯为基体,通过热塑法制备复合材料,研究了不同VTES改性纳米氧化锌添加量对复合材料疏水性能、力学性能及稳定性的影响。结果表明：经过硅烷偶联剂VTES改性纳米氧化锌颗粒制备的聚氯乙烯复合材料,表现出优秀的超疏水性能和机械破坏稳定性。在VTES改性纳米氧化锌添加量为3%时,聚氯乙烯超疏水复合材料的性能达到最佳,复合材料的接触角为156°,蠕变柔量最低,应力松弛模量最高,经历1 kPa磨损、弯折等机械破坏后,接触角仍然超过150°,表现出优秀的稳定性。因此,通过3%VTES改性纳米氧化锌颗粒制备的聚氯乙烯超疏水复合材料能够用于道路排水板。     

改性钢渣微粉/麦秸秆纤维/PVC复合材料性能

将钢渣微粉(SSM)、麦秸秆纤维(WSF)作为填料,通过挤出成型工艺制得聚氯乙烯(PVC)基复合材料,分别研究了不同配比(0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6)的改性钢渣微粉和麦秸秆纤维对复合材料的力学性能、吸水特性、尺寸热稳定性能的协同作用以及微观形貌的影响。结果表明,钢渣微粉经偶联剂改性后,分散性及与PVC基体的相容性得到改善,制得的复合材料力学性能较好,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别提升9.8%、5.45%、13.10%、2.95%。随改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比的增加,复合材料的力学性能先上升后下降,其综合力学性能在配比为3∶7时,达到最优。材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别为16.67%、20.76%、4.64%、34.41%;吸水率及吸水厚度膨胀率均明显下降,分别为7.19%和4.74%,综合吸水特性在配比为3∶7时,达到最佳;尺寸热稳定性逐渐下降,当改性钢渣微粉/麦秸秆纤维配比从0∶10增加到4∶6时,复合材料的热膨胀系数LTEC值增加了26.31%。     

超疏水纳米海绵制备及其二甲苯吸附性能

利用聚氯乙烯（PVC）及疏水性气相纳米SiO₂颗粒建立了一种简易、快速的超疏水纳米海绵材料的制备方法,并在开展超疏水纳米海绵材料的表面基团分析（IR）、疏水性能测定、表面形貌（SEM）观察的基础上,探究其吸附性能及循环使用性能。为验证超疏水纳米海绵材料的工业应用性能,采用实验室搭载回收设备,对比考察了负载超疏水纳米海绵/未改性海绵/商用金属盘片对间二甲苯的回收性能。结果表明：改性后超疏水纳米海绵材料表面负载涂层整体均匀完整,涂层上接枝的纳米颗粒稳定致密,且表面粗糙度有明显提高。IR谱图中新增有O—Si—O的特征峰,充分证明疏水性SiO₂颗粒已负载在材料表面,使其表面疏水角可达150°,具有超疏水亲油特性。改性海绵材料间二甲苯吸附容量可达41.45g/g,且在循环500次后吸附容量仍能达到其初始值的93%,负载该海绵的回收设备则具有良好间二甲苯回收速率（152.83L/h）及效率（99%）,运行58h后仍保持良好间二甲苯回收性能。     

熔融浸渍法制备PE-HD/黄麻纤维复合材料工艺及性能研究

采用特殊设计的天然纤维熔融浸渍模具制备黄麻长纤维颗粒,通过注塑工艺,制备了长黄麻纤维增强高密度聚乙烯（PE-HD）复合材料。研究了纤维含量、浸渍模具温度对PE-HD/黄麻纤维复合材料力学性能、微观断面形貌的影响。结果表明,利用熔融浸渍工艺制备PE-HD/黄麻纤维复合材料,有效地保障了黄麻纤维的长度,可显著提高复合材料的力学性能;当黄麻纤维含量为45 %,浸渍模具温度为210 ℃时,PE-HD/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度最优,相对纯PE-HD分别提高了49.1 %和137 %。     

PVC/秸秆类纤维复合材料性能

为比较不同秸秆类(芦苇秸秆、稻秸秆、麦秸秆)纤维对其制备复合材料性能的影响,以芦苇秸秆、稻秸秆、麦秸秆为填充材料,以聚氯乙烯(PVC)为基体材料,采用挤出成型工艺制备3种PVC/秸秆类纤维复合材料。对3种秸秆纤维进行了成分分析,对它们制备的复合材料进行了力学性能和吸水性能测试,并对3种复合材料进行了FTIR分析,用SEM观察了复合材料拉伸断面微观结构。结果表明,3种秸秆类纤维中,芦苇秸秆的纤维素、半纤维素和木质素含量最高,其制备的PVC复合材料结合界面和力学性能最佳,PVC/芦苇秸秆纤维复合材料拉伸、弯曲和冲击强度分别为36.79 MPa,67.19 MPa和7.01 k J/m2,比PVC/麦秸秆纤维复合材料分别提高了104.62%,89.7%,99.72%。3种PVC/秸秆类纤维复合材料中PVC/芦苇秸秆纤维复合材料24 h吸水率最低,比PVC/麦秸秆纤维复合材料降低67.36%。     

阻隔性薄膜透气性能的压差法和等压法测试分析

利用压差法、等圧法研究了4种阻隔性塑料薄膜的氧气和二氧化碳气体透过量,分析了温度、薄膜类型和厚度、相对湿度对透气性能的影响关系,对比了2种测试方法的薄膜透氧量。结果表明,12 μmPET、12 μmPET/Al、25 μmPET和25 μmPVDC薄膜的氧气、二氧化碳气体的透过量都受温度影响显著,都随着温度的升高而增大,其对数形式与热力学温度的倒数都呈线性关系;这4种阻隔性薄膜对氧气、二氧化碳气体的透过性能都存在明显差异,12 μmPET薄膜的透过量最大,25 μmPET薄膜和25 μmPVDC薄膜次之,12 μmPET/Al薄膜最小,而且它们对二氧化碳和氧气的透过量之比值都超过了4倍,都具有优良的阻隔性能和选择透过性。     

熔融沉积成型喷头系统的研究进展

熔体堵塞喷头、产品成型精度低是熔融沉积成型（FDM）技术潜在的隐患。优化FDM喷头系统有利于降低设备工作故障的发生率,提高成型品的品质和打印效率。打印过程中,喷头系统的工作状态复杂多变,本文主要从喷头系统的流道结构、散热装置、加热装置以及喷嘴等方面入手,综述了近年来喷头系统的国内外研究进展和发展动态。通过研究分析,指出喷头系统是FDM设备的工作核心,现有的喷头系统面临着巨大的挑战。但是随着前沿技术地不断发展,未来的喷头系统将会有效地应对这些挑战,其潜在的方向和发展趋势将会打破FDM设备的局限性,极大地满足人们对产品的需求。     

PS/PET/GF三元复合材料SLS工艺参数耦合实验研究

为了研究选择性激光烧结工艺参数对聚苯乙烯（PS）/聚酯纤维（PET）/玻璃纤维(GF)三元复合材料烧结件质量的影响,选取分层厚度、扫描速度和扫描间距3个工艺参数进行耦合实验,分析总结了尺寸精度和弯曲强度的变化规律和原因。其中,x和y方向对PS/PET/GF复合粉末烧结件尺寸精度的工艺参数变化影响较小,而z向对其影响较大,弯曲强度主要受成型过程中激光能量密度的影响。结果表明烧结件的弯曲强度和精度呈此消彼长的变化规律,这对选择合适的工艺参数来提高烧结件的质量提供了实验依据。     

聚乳酸/氧化石墨烯纳米复合材料的界面调控与性能研究

分别以乙二胺（EDA）、十二烷基胺（DA）和十八烷基胺（ODA）修饰的氧化石墨烯（GO）为填料,制备了具有不同界面结构的功能化聚乳酸(PLA)/氧化石墨烯(FGO)纳米复合薄膜。采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜、热失重分析、差示扫描量热法对复合薄膜的材料结构、微观形貌和热性能进行表征,并研究了其力学性能及气体渗透性。结果表明,随着GO表面接枝分子链的增长,复合材料的热稳定性、力学性能及气体阻透性能提高;3种FGO中,GO-g-ODA改性体系的综合性能最佳,当其添加量为0.5 %（质量分数,下同）时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别达到88.52 MPa和9.68 %;氧气渗透系数由原来的4.21×10^13 cm3·cm/(cm2·s·Pa)下降到1.172×10^14 cm3·cm/(cm2·s·Pa),约下降了97.2 %;此外,功能化石墨烯的加入使复合材料的热稳定性提高。     

发泡聚苯乙烯包装材料中六溴环十二烷应用现状研究

建立了气相色谱质谱法测定发泡聚苯乙烯（EPS）包装材料中六溴环十二烷(HBCD)含量的方法,研究了EPS包装材料中HBCD的含量。结果表明,23.9 %的样品中有HBCD的检出,其中11.27 %的样品为企业满足材料阻燃要求而故意添加;市场上常见密度EPS包装材料产品中均发现了一定比例的HBCD故意添加或污染;包装材料的用途是决定HBCD添加率的关键影响因素,电子产品包装对阻燃的要求较高,HBCD添加率高达44.4 %,而填充物材料中HBCD的故意添加率为0;基于企业和地方管理部门对于包装材料中HBCD的禁用认识和监管不足,建议加强对EPS包装材料HBCD禁用的宣传和监管力度,并推广使用HBCD的替代品。     

大型复合材料容器旋转固化测温装置性能实验研究

缠绕成型是连续纤维增强热固性树脂复合材料容器最常用的一种成型方法,而温度则是热固性树脂基复合材料缠绕固化成型的重要影响因素之一。在大型复合材料容器旋转固化成型过程中密闭固化炉或烘箱内的温度很高,无法利用现有的温度测量装备对其实施在线测量,进而为固化制度优化提供理论依据。该文提出一种应用于复合材料容器旋转固化状态下的无线测温装置,首先介绍其组成结构和工作原理,然后对其工作性能进行试验验证和调试,从而为优化热固性树脂基复合材料的固化工艺制度以及提高能源利用率提供一种理论工具。     

膨体聚四氟乙烯的制备及应用

综述了膨体聚四氟乙烯（ePTFE）的几种制备方法,包括拉伸方法、成孔剂方法以及纺丝方法,详细介绍了ePTFE在化工、纺织、医学、机械与航空航天领域的应用,并对其后续的研究工作进行了展望。     

基于太阳能蓄热过程的甲烷二氧化碳重整研究进展

热化学储能技术因为其储能密度高、热损小、能长距离运输等优点而成为保证太阳能长久稳定供应的关键技术。本文对基于甲烷二氧化碳重整反应的太阳能热化学储热系统研究现状进行了回顾,重点讨论了甲烷重整催化剂、重整反应器以及储能系统整体的传热特性等3个方向的研究进展。指出新型高效催化剂以及反应器开发和性能测试是目前该领域的主要研究方向。发现辐射热损失、非均匀温度分布特性、辐射热流的时变波动特性,以及由此造成的能量与化学反应的不匹配限制了热化学系统能量储存效率的进一步提高,并提出催化剂的催化特性与物性/结构参数依变关系,反应器辐射吸收特性、传热传质特性和反应特性之间的相互作用机制,以及系统时变动态特性与反应物流/辐射能流的匹配关系是建立甲烷重整热化学储能系统优化设计理论亟待解决的关键问题。     

淀粉基壁材的光降解性能研究

随着航天科技的迅猛发展,地球近轨道的太空垃圾不断增多,因此考虑将微胶囊导入至航天器材料中,通过控制囊壁材料的光降解速率进而控制航天器材料降解时间。本文主要对以淀粉基为囊壁材料的光降解性能进行了初步研究,淀粉被用作基体,通过引入不同含量的硬脂酸铁（FeSt3）和硬脂酸铈（CeSt4）作为光敏剂来制备光降解聚合物。研究发现,淀粉本身具有一定的光降解性,但光敏剂的添加可以有效地促进淀粉的光降解,并且无论添加何种光敏剂,光敏剂质量分数为0.3 %时光敏降解性能均较好;特别是经光照72 h 后,含有0.3 %FeSt3的淀粉特性黏度和冲击强度分别降低67.64 %和59.59 %,羰基指数（CI）增加至17.68,受光降解作用影响作用最大,表明0.3 %FeSt3实现了最佳光催化降解淀粉的性能;但是仍存在一定的缺陷,在光照早期阶段,0.3 %FeSt3的光引发降解速率低于相同含量的CeSt4光引发降解速率。     

光降解聚合物研究进展

介绍了共聚型光降解聚合物和添加型光降解聚合物两大类光降解聚合物以Norrish反应为主的光降解反应机理,以及综述了光降解聚合物的国内外发展状况,并对各类光降解聚合物的优缺点进行了分析总结。其次,提出了光降解聚合物在生产发展过程中存在的问题以及如何解决这些问题的途径。最后,展望了光降解聚合物的未来发展前景。