改善SiO2涂层与聚酰亚胺基体界面结合性能的研究

目的 利用硅烷偶联剂(SCA)有机官能基对有机物具有反应性或相容性的特点,探讨通过SCA改善SiO2涂层与聚酰亚胺(PI,Kapton)基体界面粘附力的实验方法,提高SiO2涂层与PI基体的结合强度,同时削弱因温度变化而引起的内应力.方法 水热条件下,用低浓度碱液对PI表面进行处理,选取γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)等三种不同的SCA,在溶剂热环境中与碱处理后的PI表面进行作用.用水汽辐照试验评价SCA与PI的结合状况.样品表面形貌用SEM扫描电镜和材料分析显微镜表征,表面润湿性用接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征.结果 经0.1 mol/L NaOH水热处理后,Kapton表面的水接触角由77°下降为53°.KH-550溶剂热环境下,在Kapton表面形成均匀的水解层.水汽辐照试验后,该水解层依然保持完整,透光率没有下降.但KH-560和KH-570水解层出现脱落,透光率分别下降了4.4％和9.3％.结论 SCA虽然可以有效改善聚合物基体的润湿性,提高无机涂层与基体的界面粘附性,但在SCA选取上,必须考虑其与聚合物表面的相互作用.若SCA与聚合物基体的结合不牢固,反而更易造成涂层开裂、脱落,成为潜在的不稳定因素.     

Al(OH)3改性纳米SiO2表面的研究

纳米SiO2是一种应用广泛、性能优异的无机材料.为了降低纳米二氧化硅的亲水性,提高亲油性,增强其与有机基体的相容性,从而充分发挥纳米SiO2的纳米效应,需要对纳米SiO2的表面进行改性.通过非均匀成核法,采用Al(OH)3对纳米SiO2表面包覆改性以改善纳米SiO2的表面结构和性能.使用IR、XPS、XRD和Malvern Zetasize 3000HSA自动电位粒度仪等表征手段,对表面包覆改性后纳米SiO2的结构及等电点等进行了测试和分析.结果分析表明:Al(OH)3 以无定形结构成功地包覆在纳米SiO2表面,包覆后的纳米SiO2仍为无定形结构,但其等电点(IPE)的pH值从2.3变为7.1.     

树莓形SiO2–TiO2纳米粒子的制备及其在光学涂层中的应用

目的 提高Ti O₂纳米粒子在复合光学薄膜中的分散性及光催化自清洁效率。方法 以通过St?ber法制备的粒径为70、140 nm的Si O₂粒子与酸催化法制备的粒径为5 nm的Ti O₂粒子为原料,分别使用硅烷偶联剂3–氨丙基三乙氧基硅烷（APTES,或KH550）与γ–缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷（GLYMO,或KH560）对2种纳米粒子进行表面改性。通过2种粒子表面的化学基团之间的化学键,将2种粒子进行偶联,形成了小粒子包覆大粒子的树莓形结构,并利用溶胶–凝胶法制备了光学涂层,通过紫外–可见分光光度计、红外光谱仪、激光粒度仪等多种表征设备对制备的复合纳米粒子及构筑的薄膜的结构、形貌和性能进行了分析。结果 粒径较小的Ti O₂纳米粒子通过表面基团的反应均匀地包覆在粒径较大的Ti O₂纳米粒子表面形成树莓形的复合结构,构筑的薄膜具有较高的透光率（>90%）,较好地保留了玻璃基底的透过率,在紫外辐照条件下可在120 min内完全降解有机污染物,具有高效的光催化自清洁功能。水...     

纳米SiO2粉体新型表面活性剂复合改性工艺研究

为了降低纳米二氧化硅的亲水性,提高其亲油性,从而充分发挥其纳米效应,基于纳米SiO2颗粒的自身特性,针对一种新的表面改性工艺进行了试验研究,即Ba2 预活化 阴离子型表面活性剂复合改性,并利用透射电镜、X射线和红外光谱、沉降体积等方法和手段对改性后SiO2性能进行了表征.结果表明,利用该新型复合改性工艺对纳米SiO2颗粒具有一定的改性效果,改性后粉体能在特定有机溶剂中稳定分散,其中Ba2 预活化 十二烷基磺酸钠改性效果相对较好.     

SiO2-K2SiO3涂层对空间材料Kapton的防护行为研究

在微波电离型原子氧(AO)源地面模拟设备中对空间材料Kapton及SiO2-K2SiO3无机-有机复合涂层进行原子氧剥蚀效应试验．用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)和LAMBDA-9分光光度计，对在模拟原子氧(AO)环境中Kapton及在其表面涂覆的涂层所发生的侵蚀与防护作用进行了表征研究，AO对Kapton表现了较严重的侵蚀作用，表面呈现粗糙，失去原有光滑和透明，而施加的SiO2-K2SiO3涂层。经AO辐照后，表面却变化甚少。实验表明，该涂层对AO辐照有较强的防护效果，有较好的空间稳定性，能阻止AO对基材的侵蚀。     

聚酰亚胺薄膜表面改性处理方法研究

目的利用聚酰亚胺(PI)可溶解于碱性溶液的特性,探究碱溶液改性处理PI基材表面的实验方法。研究NH_3·H_2O、NaOH和KOH等碱溶液的浓度、温度、时间和处理条件的不同与PI表面改性效果之间的关系,确定最佳改性处理方法。方法用不同浓度的NH_3·H_2O、NaOH和KOH溶液在室温或水热条件下处理PI基材。用正交试验确定水热条件的最佳碱浓度、温度和处理时间。样品处理前后的接触角变化用接触角测量仪测定,透光率用紫外可见分光光度计表征,拉伸强度和断裂伸长率用智能电子拉力机测定。结果实验得出的最佳表面处理条件为:25μm厚度的PI基材采用1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液,室温下处理30 min;50μm厚度的PI基材采用0.05 mol/L NaOH溶液,水热温度120℃,时间90 min。结论对于厚度为25μm的PI基材,1.0 mol/L NH_3·H_2O溶液处理后,表面接触角降低至45°,说明NH_3·H_2O溶液可有效提高较薄PI基材的表面亲水性。KOH处理后的PI基材亲水性显著提高,但碱液浓度不易控制。采用NaOH水热表面改性方法,能较好地改善PI基材的表面亲水性,从而提高基材与无机涂层之间的界面粘附性。     

纳米SiO2改性环氧涂层电化学阻抗谱研究

通过共混法用纳米SiO2对环氧涂层进行改性,采用电化学阻抗谱(EIS)研究浸泡于3.5 mass% NaCl溶液中的涂层/金属电极体系电化学行为;建立了四种等效电路阻抗模型对EIS数据进行拟合,通过分析电化学参数的变化规律表征了体系的腐蚀行为;从Bode图选取了能直观反映涂层保护性能且误差小的高频区参数,研究了涂层防腐...     

纳米SiO2改性环氧涂层的防腐性能

用电化学阻抗谱法(EIS)研究纳米SiO2改性环氧涂层在3.5%NaCl(质量分数)水溶液中的腐蚀规律,结合电容法和重量法分析改性涂层的吸水行为.结果表明,添加纳米SiO2可明显改善涂层的防腐性能,添加质量分数为2%时防腐性能最好.H2O在不同PVC(pigment volume concentration)环氧涂层中传输的起始阶段满足Fick第二扩散定律.纳米SiO2虽可与环氧树脂发生物理化学键合,填充涂层孔隙,但超过临界添加量时纳米粒子团聚作用又使涂层缺陷增多,防腐性能降低.     

纳米SiO2表面接枝改性及其结构表征

为了提高纳米SiO2粒子与环氧树脂基体的界面作用力,促进其在基体中的分散,选择苯乙烯和马来酸酐作为单体对纳米SiO2粒子进行化学接枝改性。用红外光谱和核磁共振法对接枝的纳米粒子进行表征,用透射电镜和动态光散射对粒子分散性进行研究,结果表明,接枝链通过化学键接在纳米粒子表面,使得粒子分散性能得到提高。对影响接枝效果的引发剂浓度、单体浓度、反应时间、引发剂引发时间等因素进行了优化,得到了纳米粒子接枝的最佳反应条件。     

Sol-gel法镁合金表面制备SiO2涂层及其腐蚀性能研究

利用有机醇盐水解法制备了SiO2溶胶,采用溶胶-凝胶法在AZ91D镁合金表面制备了SiO2涂层.通过SEM、XRD等分析技术对涂层表面结构和组织进行表征,并探讨了该涂层的耐腐蚀性能及涂覆次数对腐蚀性能的影响.结果表明:以正硅酸乙酯为原料、无水乙醇为溶剂、盐酸为催化剂,可制备出均匀透明的SiO2溶胶;3.5％NaCl水溶液浸泡腐蚀试验表明,SiO2涂层显著提高了镁合金表面的耐腐蚀性能.     

基于PS模板的SiO2疏水膜制备与研究

目的 研究聚苯乙烯(PS)刮涂速率、溶胶提拉速率、催化剂和陈化对疏水膜的表面粗糙度、透过率和接触角的影响规律.方法 通过绕线棒刮涂和浸镀等工艺在玻璃基板上制备玻璃/聚苯乙烯/二氧化硅(Glass/PS/SiO2)膜系,热处理去除PS后,在表面涂覆氟硅烷(FAS),得到透明疏水膜.采用光学轮廓仪和场发射扫描电子显微镜检测PS刮涂效果、膜层表面粗糙度以及微观膜层形貌.采用分光光度计测量样品的可见-近红外光学透过率.采用接触角测试仪得到疏水膜的静止水接触角.结果 当绕线棒刮涂速率为2 cm/s,采用碱催化SiO2溶胶,提拉速率由60 mm/min增至180 mm/min时,膜层表面粗糙度依次减小,150 mm/min对应的表面粗糙度为0.0251μm,样品的水接触角为139°.当绕线棒刮涂速率为3 cm/s,采用陈化时间较短的酸催化溶胶,可以制备得到接触角为150.5°、波长为380～1100 nm、平均透过率为88.3％的疏水膜.结论 表面粗糙结构受PS刮涂速率、SiO2溶胶的提拉速率及其性质的影响.采用酸催化的低黏度SiO2溶胶涂覆于PS模板层,经过热处理和表面改性可以得到类蜂窝结构的SiO2疏水多孔膜.     

Ni/B微纳米复合粒子的制备与性能

采用化学镀镍的方法制备Ni/B微纳米复合粒子。运用TEM、EDS和XRD方法对复合粒子的形貌、组成和物相进行表征,并通过TG-DTA热分析仪和热常数分析仪研究Ni/B微纳米复合粒子的热稳定性和导热系数。结果表明,真空干燥得到的复合粒子为核壳结构,纳米镍的尺寸约为21.7 nm,纳米镍粒子紧密均匀地包裹在硼粉表面,并且镍和硼的质量比为1:1;与原料硼粉相比,复合粒子与空气的反应放热峰提前36 ℃左右,表明纳米镍粒子具有明显的催化效果;同时,复合粒子的导热系数也有所增大     

超憎水SiO2/FEVE复合涂层的制备

目的制备超憎水SiO_2/FEVE复合涂层。方法使用物理混合方式将SiO_2填料加入到成膜物FEVE树脂中,制得超憎水涂料,并通过雾化喷涂在玻璃片上形成超憎水涂层。通过指触法测量了涂层的表干时间,利用接触角测量仪、扫描电镜以及原子力显微镜检测了超憎水SiO_2/FEVE复合涂层的憎水性能与微观形貌,并利用划格法评价了涂层的附着力。结果根据溶解度参数相近以及环保性原则选用了乙酸乙酯与乙酸丁酯的混合溶剂,最终得出超憎水SiO_2/FEVE复合涂料的配方为:100 g FEVE树脂、135 g乙酸乙酯、90 g乙酸丁酯、25 g D-SiO_2、10.5 g HDI。涂料配制完成后,采用大雾化量与大流量结合的喷涂工艺便可完成SiO_2/FEVE超憎水涂层的制备。涂层形成了含有内嵌孔洞的珊瑚状结构,表面呈现为规律交替分布的突起和凹陷区构成的粗糙结构,接触角可达152.8°,滚动角为8°。结论调整溶剂种类与固化剂加入量并未对涂层的结合力或成膜性有所改善,填料比例是影响涂层成膜性与憎水性能的关键工艺参数。涂层表面有序分布的微纳米级凹凸结构形成了超憎水表面所需有效的表面微观粗糙结构,这是涂层具有优良憎水性能的主要原因。     

莫来石/SiO2复合涂层的制备及微观组织研究

以天然红柱石为原料,采用高温煅烧使其发生莫来石化转变,然后经喷雾造粒、热处理,得到热喷涂用球形莫来石/SiO2复合粉末.采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢上喷涂莫来石/SiO2粉末制得涂层,对涂层的微观组织、硬度和相成分进行了分析.研究结果表明:天然红柱石粉末莫来石化后,其相组成主要为莫来石和游离态SiO2喷雾造粒粉末在1 000℃热处理后,松装密度得到改善;涂层具有良好的微观形貌,表面显微硬度较高,主要由莫来石、石英和非晶玻璃相构成.     

钢轨轨面静电喷涂SiO2增黏颗粒行为与利用率研究

目的 为了改善传统撒砂过程中SiO2增黏微粒利用率低的问题,将静电喷涂技术引入轮轨增黏领域,研究不同喷涂参数与颗粒粒径对SiO2微粒行为与利用率的影响,并进一步对比分析静电喷涂微粒与传统撒砂的增黏效果。方法 利用Gema静电喷枪与静电喷涂动态试验平台进行喷涂试验;利用MJP–30A轮轨滚动磨损与接触疲劳试验机进行轮轨黏着与磨损试验;利用光学显微镜(OM)对SiO2微粒吸附情况进行观察与分析,并通过电子天平测量与计算轨面颗粒量与颗粒利用率。结果 相较于未施加静电电压,静电电压为90 kV时轨面颗粒量提升了3.8倍。静电电压由30 kV增加至70 kV时,颗粒利用率提升约60%;当静电电压进一步增加至90 kV时,由于颗粒带电量趋于饱和,颗粒利用率仅提升10%。SiO2微粒利用率随着喷嘴高度与颗粒粒径的增大先增大后减小,喷嘴高度为25 cm且颗粒粒径为300目时颗粒利用率最高,可达60%;300目SiO2微粒在静电电压为90 kV时,随着喷枪移速的增大,喷枪在单位距离上喷涂时间相对减少,使得喷涂在钢轨轨面的颗粒量降低。90 kV静电喷涂SiO2微粒增黏时,最大黏着系数接近传统撒砂增黏,有效作用时间是传统撒砂的2.2倍,轮轨磨损率仅为传统撒砂增黏的75%与65%,轮轨损伤显著减轻。结论 利用静电喷涂技术可以有效提升SiO2微粒在钢轨轨面的利用率,并提升颗粒在轨面的吸附性;静电喷涂SiO2微粒增黏与传统撒砂增黏的黏着系数相近,且轮轨磨损率更低。     

一种基于SiO2 气凝胶制备超疏水表面的工艺探讨

以商品化SiO2气凝胶为原料,选择不同的分散介质进行分散,然后在玻璃表面进行涂覆并干燥,制得超疏水表面。研究结果表明:当选择丙酮作为分散介质,SiO2气凝胶质量浓度为30g/L,以旋涂的方式涂覆2次,并于20℃进行干燥时,所制备的表面超疏水效果最好,其接触角为153.2°,滞后角为1.7°。     

Ti6Al4V钛合金表面制备二硫化钼复合涂层工艺研究

利用离子渗钼-渗硫复合处理的方法在Ti-6Al-4V表面形成复合涂层,用扫描电镜和EMAX能谱仪分析复合涂层表面微观形貌和组织成分,用X射线衍射仪分析了复合涂层的相结构,用显微硬度计分析基体以及各渗层表面的显微硬度.结果表明:复合涂层由细小且大小均匀的球状颗粒随机堆积镶嵌而成,表面平整、均匀;复合涂层主要由Mo和MoS2组成,该复合涂层是理想的摩擦学表层结构.发现Mo的硫化处理不同于钢铁材料的低温渗硫,在较高温(650℃)下渗硫较为合适.     

坩埚表面钽涂层制备及应用研究

研究喷涂参数对涂层密度、结合强度、粉末沉积效率及涂层杂质含量的影响。用真空感应热处理方法对涂层做耐热冲击性能测试，用XRD分析钽涂层热处理前后的表面化合物价态。铈在带钽涂层的石墨坩埚中进行920℃，15min熔炼，结果表明，在920℃条件下石墨坩埚内表面的钽涂层和液态铈是相互惰性的。