SiO2或TiO2纳米粒子/含氟聚丙烯酸酯复合涂层的制备及其防腐蚀性能

通过在含氟聚丙烯酸酯(PFHI)溶液中添加固体纳米粒子,经涂覆热固化后得到了厚度约为1 μm的SiO₂或TiO₂纳米粒子/PFHI复合涂层,考察了SiO₂或TiO₂两种纳米粒子质量分数对复合涂层表面性质和防腐蚀性能的影响。利用Tafel极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试研究了复合涂层在3.5wt% NaCl溶液中的电化学防腐蚀性能,并运用XPS、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、TG-DTA、SEM、光学接触角(OCA)手段对复合涂层进行表征。结果表明,添加SiO₂或TiO₂纳米粒子均可大幅提高PFHI涂层的电化学防腐蚀性能,SiO₂与PFHI质量比为0.3的SiO₂/PFHI复合涂层电荷转移阻抗值R_ct与PFHI涂层相比上升了2个数量级。SiO₂或TiO₂纳米粒子增大了涂层表面粗糙度,与PFHI紧密结合形成致密的复合涂层,提高了涂层的疏水性和致密性,从而改善了涂层的抗腐蚀性能。      

纳米SiO2-氧化石墨烯/环氧涂层的制备及其防腐蚀性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,并将GO与经硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）改性的纳米SiO₂进行复合,制备出纳米SiO₂-GO。通过FTIR、XRD、SEM、TEM等分析手段对SiO₂-GO进行表征。采用机械搅拌与超声分散的方法将SiO₂-GO添加到环氧树脂（EP）中。对添加不同质量分数纳米SiO₂、GO和纳米SiO₂-GO的EP基复合材料涂层的物理性能和电化学性能进行测试。结果表明,与纯EP涂层相比,SiO₂/EP、GO/EP和纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度、附着力和耐腐蚀性能得到显著增强,其中加入2wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层硬度达到5 H,附着力等级达到1级,浸泡24 h后涂层保护效率为99.33%。15天浸泡试验结果表明,添加1.5wt%纳米SiO₂-GO/EP复合材料涂层的硬度达到5 H,附着力达到1级,涂层保护效率仍能达到97.12%。     

二氧化硅/玻璃鳞片协同增强的环氧树脂耐磨性研究

以环氧树脂(EP)为基体，通过添加玻璃鳞片(GF)和改性纳米SiO₂制备了SiO₂/GF/EP复合涂料，考察了纳米SiO₂添加量对复合涂料性能的影响，通过傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜对涂层的结构和断面形貌进行了表征。结果表明：利用硅烷偶联剂对纳米SiO₂进行改性处理，在其表面引入了可与环氧基团反应的氨基基团；当纳米SiO₂添加量为5%(质量分数)、GF添加量为30%(质量分数)时，复合涂层的硬度比纯EP提高了57.7%,磨损失重和摩擦系数比纯EP减小了57.0%、49.3%;改性纳米SiO₂和GF与EP基体界面相容性良好，与纯EP相比，SiO₂/GF/EP复合涂层的韧性和致密性明显提高。     

纳米重晶石/环氧复合钢板涂层材料机械及耐腐蚀性能的研究

研究了纳米重晶石改性方法,以及纳米重晶石添加量对钢板涂层硬度、T弯、应变和耐盐雾等性能的影响,并通过扫描电镜观察了纳米重晶石/环氧复合涂层断面以及粒子在基体中的分散状况.研究表明,使用5%硬脂酸钠改性后的纳米重晶石活化指数最大,且具有良好的分散性;纳米重晶石添加量为1.0%时,涂层性能有较大的提高,T弯从4T改善到2T;耐盐雾时间也由720h增加到1096h,提高了20%以上.另外,从涂层断面观察发现,纳米重晶石添加量为1.0%时,颗粒较均匀地分散,粘接紧密,形成较为致密的复合涂层.     

纳米TiO2/醇酸复合涂层的耐腐蚀性能研究

采用盐雾试验和电化学交流阻抗技术,研究了纳米TiO2对钢板涂层耐腐蚀性能的影响,并通过扫描电镜观察了纳米TiO2复合涂层断面形貌.研究表明,纳米TiO2复合涂层的耐腐蚀性能均优于未添加纳米TiO2涂层,当纳米TiO2添加量为1.5%(质量分数)时,涂层耐盐雾时间由420h提高到710h,涂层阻抗值也由107Ω·cm2增加至109Ω·cm2.从涂层断面观察发现,纳米TiO2添加量为1.5%(质量分数)时,颗粒较均匀分散,粘接紧密,形成较为致密的纳米复合涂层.     

植酸/聚间苯二胺修饰纳米SiO2制备水性环氧复合涂层及其防腐性能

以溶胶凝胶法制备了γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性SiO₂(f-SiO₂);将间苯二胺(mPD)原位聚合制备的聚间苯二胺(PmPD)共价接枝在f-SiO₂表面,制得(PmPD-SiO₂);最后,通过分子间作用力将植酸(PA)与PmPD-SiO₂结合制得PA/PmPD-SiO₂复合材料,用于制备水性环氧复合涂层。采用红外光谱、热失重分析和X射线光电子能谱表征了产物结构,通过扫描电镜、电化学和盐雾试验对涂层的防腐性能进行分析。结果表明,当添加质量分数为0.5%的PA/PmPD-SiO₂时,涂层附着力0级、铅笔硬度3H、耐冲击45 kg·cm,缓蚀效率为97.2%,耐腐蚀性最佳;腐蚀电流密度较纯水性环氧树脂(WEP)涂层缩小了36倍,低频阻抗模量较纯WEP涂层提升了2个数量级。     

纳米SiO2微球/含氟丙烯酸酯涂层的制备及耐融雪盐腐蚀性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)及其他丙烯酸酯类单体为原料，采用半连续乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯共聚乳液，将其与一定量的表面硅烷改性的纳米SiO₂微球、适量的颜填料和助剂机械搅拌均匀，得到纳米SiO₂微球/含氟丙烯酸涂料。FT-IR、XRD测试表明，表面硅烷改性的纳米SiO₂微球晶型未发生改变。复合涂层的力学性能、耐化学介质腐蚀性能和耐融雪盐腐蚀性能等结果表明，当纳米SiO₂微球掺量为3%时，复合涂层的综合性能最佳。其铅笔硬度为5 H,黏结强度为1.88MPa,耐冲击高度超过50 cm,涂层接触角可达110°,吸水率仅为0.72%,耐酸碱盐腐蚀率分别为17%、11%、11%。与未改性的含氟丙烯酸涂层和市售的涂层相比，在设定的融雪盐腐蚀条件下，复合改性涂层腐蚀前后的色差、光泽度、表面状况保持稳定，混凝土试件的抗压强度和碳化深度的下降均减缓。     

纳米TiO2/有机-无机杂化丙烯酸复合涂层机械及耐腐蚀性能的研究

在采用溶胶-凝胶法合成有机-无机杂化丙烯酸树脂的基础上,研究了纳米TiO2添加量对有机-无机杂化丙烯酸复合涂层机械和耐腐蚀等性能的影响。研究表明,当纳米TiO2添加量为15%时,涂层的性能有了较大的提高,其硬度由3H提高至6H,涂层的耐盐雾时间由100h提高到500h,涂层的阻抗值也由104Ω.cm2提高至106Ω.cm2。另外,通过扫描电镜观察了复合涂层的断面,发现涂层中纳米粒子分散均匀,并且粘接紧密,形成了较为致密的复合涂层。     

硅烷改性纳米TiO2-Zn-Al/水性环氧涂层的防腐性能

为实现纳米TiO₂颗粒的均匀分散,首先对纳米TiO₂进行硅烷改性,再通过溶液共混法制备出不同纳米TiO₂添加量的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧复合涂层。研究了纳米TiO₂与Zn-Al片层粉在涂层中的综合作用。利用XRD和FTIR分析涂层的物相组成和组织结构,SEM和EDS表征涂层表面的微观形貌和元素组成,采用极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）研究涂层的耐腐蚀性能。EDS和FTIR表明,经改性的纳米TiO₂均匀分散于涂层中,纳米TiO₂与环氧树脂的枝联作用使涂层更加致密。EIS结果显示,由于Zn-Al片层粉与纳米TiO₂的枝联和填充作用,使添加纳米TiO₂的硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层腐蚀行为较未添加纳米TiO₂时有所减缓。当纳米TiO₂添加量增加到4wt%时,硅烷改性纳米TiO₂-Zn-Al/水性环氧涂层的腐蚀电流密度为9.86×10^-6 A/cm²,比未添加纳米TiO₂的涂层高一个量级。     

SiO2粒径对Ni-Co-SiO2复合镀层性能的影响

长期暴露在海洋环境中的钢质紧固件的腐蚀问题严重影响了海洋工程装备和设施的服役安全性。电镀合金镀层是紧固件常用的防护方法,其中,镍钴合金镀层具有较好的耐蚀性。通过向Ni-Co镀液中添加不同粒径的SiO₂颗粒,利用电沉积技术在45钢基体上制备Ni-Co-SiO₂复合镀层。之后,分析了SiO₂粒径对复合镀层表面形貌和显微结构的影响,评价了复合镀层在3.5%（w）的NaCl溶液中的耐蚀性能,并对复合镀层的显微硬度和摩擦系数进行了测试。结果表明,随着镀液中SiO₂粒径的增大,复合镀层表面的SiO₂分布均匀性先增大后减小,当SiO₂粒径为70 nm时,镀层表面形成较完整的SiO₂膜层。动电位极化和电化学阻抗谱测试表明,掺杂70 nm的SiO₂的复合镀层具有最好的耐蚀性。随着镀液中SiO₂粒径增大,复合镀层的硬度逐渐降低,但其对摩擦系数的影响较小。      

SiO2/聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）薄膜研究

目的研究纳米SiO2对可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P34HB)包装膜结晶行为和力学性能的影响。方法采用溶液浇铸法制备SiO_2/P34HB纳米复合薄膜,利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、正置热台显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能力学试验机等研究纳米SiO_2对P34HB结构、结晶性和力学性能等的影响。结果纳米SiO_2在P34HB中起到异相成核的作用,SiO2/P34HB复合膜的结晶速率和结晶度得到明显改善。相比P34HB包装膜,当纳米SiO_2质量分数为2%时,SiO_2/P34HB复合膜的弹性模量和拉伸强度分别提高了72.7%和60.9%。结论获得了纳米SiO2改善可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)包装膜结晶度和力学性能的最佳掺杂比例参数。     

EVOH/纳米SiO2复合材料的加工流变性能及应用

采用高级毛细管流变仪,分别测定乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)及EVOH/纳米SiO<,2>复合材料的流变性能,研究了不同温度、不同纳米SiO<,2>含量对复合材料加工性能的影响.以上述流变性能测试为参考,改变加工工艺,采用熔融共混法制备EVOH/纳米SiO<,2>复合材料并吹塑成膜,测试薄膜的性能.结果表明,随着纳米S...     

镀锌钢板表面改性纳米SiO_2复合磷化膜的性能

纳米材料在表面处理领域应用广泛,但在磷化工艺中的应用尚处于起步阶段。选用小分子量的乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对纳米SiO_2进行表面改性处理,改善其在溶液中的分散性,将改性纳米SiO_2加入预先配制的基础磷化液中,在镀锌钢板表面制备出复合改性纳米SiO_2的无镍晶态磷化膜。通过电化学测试、中性盐雾试验、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了改性纳米SiO_2对磷化膜层性能的影响。结果表明:乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米SiO_2分散性良好,在磷化液中加入改性后的纳米SiO_2可以较大地提升磷化膜层的耐蚀性,从而提高纳米材料在汽车制造工业中的应用效果。     

纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能

研究了纳米SiO2填充短炭纤维/环氧复合材料的摩擦磨损性能。为了提高纳米粒子的分散性,对其进行了表面接枝改性。用磨损试验机评价了复合材料的摩擦学性能,发现当纳米粒子质量分数为5%,纤维质量分数为10%时,复合材料具有最低的摩擦系数和比磨损率。用扫描电镜观察了磨损面的形貌,研究了各种材料在相同条件下被硝酸刻蚀的程度,并用...     

有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO_2复合材料性能的影响

同步采用无皂乳液聚合法和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料,通过TEM、力学性能、DSC、TG和XRD等检测手段研究了不同有机硅烷偶联剂对聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料性能的影响.结果表明,分别采用3-甲基丙烯酸氧丙基三甲氧基硅烷(MEMO)和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)制备的纳米复合材料,力学性能随其用量的增加而同步增强增韧;TEM结果表明,采用MEMO和VTMO制备的聚丙烯酸酯/纳米SiO2复合材料中的纳米SiO2的粒径约20nm,且分布均匀;热性能结果表明,采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)制备的纳米复合材料的玻璃化温度(-8.1℃)和热裂解温度(350℃)最高;XRD结果表明,有机硅烷偶联剂的加入降低了纳米复合材料的结晶度.     

大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜对圣女果保鲜性能研究

以大豆蛋白及聚乙烯醇为原料,以薄膜的抗张强度、断裂伸长率、透光率、阻隔性能及吸水率为评价指标,在室温条件下,分别对圣女果进行裸包处理,市售聚乙烯保鲜膜裹包处理,大豆蛋白/ 聚乙烯醇薄膜裹包处理,纳米SiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜裹包处理,探讨4种保鲜处理方式对储藏过程中圣女果的失重率、硬度、可溶性固形物含量、总酸含量及VC 含量的影响,以研究大豆蛋白/ 聚乙烯醇薄膜对圣女果的保鲜效果.试验结果表明：在0～7 d内,大豆蛋白/ 聚乙烯醇薄膜在一定程度上可缓解圣女果的腐烂霉变,具有一定的保鲜效果;4种保鲜处理方式的效果依次为,纳米SiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜〉市售聚乙烯保鲜膜〉大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜〉空白对照组;阻隔性能较好的市售聚乙烯保鲜膜对圣女果的保鲜效果略次于纳米SiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇薄膜,故对于果蔬的保鲜而言,并不是使用的保鲜膜的阻隔性能越好,其保鲜效果就越好,而是与果蔬的生理作用匹配度越高的保鲜膜,保鲜效果才越好.     

PU/PA核壳乳液/水分散异氰酸酯交联成膜机理及其性能研究

制备了双组份水性聚氨酯木器涂料,探讨了羟基组分聚丙烯酸酯(PA)含量和固化剂用量对涂膜强度以及耐溶剂性、硬度和抗冲击性能等影响,并根据粒径分析和透射电子显微镜(TEM)等测试方法研究了羟基聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(PUA)和固化剂的反应情况及树脂结构。结果表明,PA含量为15%,固化剂加入量为5%时得到稳定性、涂膜硬度、韧性、耐溶剂性较优的水性聚氨酯木器涂料。     

纳米SiO2/环氧树脂金刚石磨块的制备与性能

以液态环氧树脂为结合剂、金刚石为磨料、纳米SiO₂为增强材料, 采用浇注法制备了金刚石磨块, 并研究了其性能。结果表明: 促进剂与成型料的总质量比0.25%、固化工艺为130℃/4 h+160℃/2 h时, 磨块可获得较好的固化效果; 金刚石表面经过硅烷偶联剂或镀Ni处理均可提高磨块的耐磨性, 磨削比分别提高15.0%和32.5%; 添加经硅烷偶联剂改性后的纳米SiO₂可均匀分散于磨块体系中, 起到质点增强的作用, 且其质量分数为4%时, 磨块的抗弯强度和洛氏硬度最大, 分别达到106 MPa和HRB 56。     

PP-g-MAH对PP/SiO2纳米复合材料力学性能的影响

为了进一步提高聚丙烯的力学性能,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为聚丙烯/二氧化硅(PP/SiO2)纳米复合材料的界面相容剂,研究了PP-g-MAH添加量对PP/SiO2的力学性能、微观形态以及结晶行为的影响,并研究了其增容机理.研究表明:PP-g-MAH的加入使纳米PP/SiO2纳米复合材料的力学性能得以全面提高,使纳米二氧化硅与聚丙烯的界面粘结得到改善,并且,由于PP-g-MAH导致复合材料的界面强度提高和界面层厚度增加,使KH-570与PP-g-MAH并用的PP/PP-g-MAH/纳米SiO2复合材料比单用KH-570的PP/SiO2纳米复合材料的改性效果更加明显;PP-g-MAH对PP的结晶过程具有较明显的成核作用,使改性PP的结晶温度提高.