环氧树脂涂层表面亲水性对微藻黏附性能的影响

在固体材料表面黏附成膜是微藻细胞的一种生理特性。近些年基于微藻生物膜的生物过程,如生物膜贴壁培养和防附着技术受到了很多关注。微藻在固体材料表面的黏附受藻细胞与材料表面之间的相互作用的影响,建立黏附强度与材料表面性质参数间的关系对于通过材料选择来强化或控制微藻生物膜具有非常重要的意义。本工作的目的是揭示和明确材料亲疏水性对微藻黏附的影响,提出了一种双酚A环氧(EP)树脂表面亲疏水改性的方法。通过将亲水性的二乙醇胺(DEA)或疏水性的聚甲基聚硅氧烷(PMHS)加入到EP树脂中反应,EP树脂表面水接触角在36.80?~98.34?范围内可通过加入不同量的DEA或PMHS实现任意可调,材料的表面水接触角与DEA或PMHS加入量之间有线性关系。重要的是这种改性方法获得的材料,其形貌、结构、表面粗糙度等表面性质几乎没有变化,从而在研究和关联微藻黏附量与材料表面亲疏水性(表面水接触角)之间的关系时可以排除亲疏水性之外的其他表面性质的影响;其次,考察了小球藻和栅藻在不同亲疏水性材料表面的黏附行为,结果表明小球藻和栅藻在亲水性和疏水性材料表面均能黏附成膜,但在亲水性材料表面黏附更多更快;建立了微藻最大黏附容量与材料表面接触角之间关联关系,表明微藻最大黏附容量随材料表面水接触角的增大而线性降低,栅藻的表面黏附容量比小球藻大。     

环氧树脂涂层表面亲水性对微藻黏附性能的影响（英文）

在固体材料表面黏附成膜是微藻细胞的一种生理特性。近些年基于微藻生物膜的生物过程,如生物膜贴壁培养和防附着技术受到了很多关注。微藻在固体材料表面的黏附受藻细胞与材料表面之间的相互作用的影响,建立黏附强度与材料表面性质参数间的关系对于通过材料选择来强化或控制微藻生物膜具有非常重要的意义。本工作的目的是揭示和明确材料亲疏水性对微藻黏附的影响,提出了一种双酚A环氧(EP)树脂表面亲疏水改性的方法。通过将亲水性的二乙醇胺(DEA)或疏水性的聚甲基聚硅氧烷(PMHS)加入到EP树脂中反应,EP树脂表面水接触角在36.80°～98.34°范围内可通过加入不同量的DEA或PMHS实现任意可调,材料的表面水接触角与DEA或PMHS加入量之间有线性关系。重要的是这种改性方法获得的材料,其形貌、结构、表面粗糙度等表面性质几乎没有变化,从而在研究和关联微藻黏附量与材料表面亲疏水性(表面水接触角)之间的关系时可以排除亲疏水性之外的其他表面性质的影响;其次,考察了小球藻和栅藻在不同亲疏水性材料表面的黏附行为,结果表明小球藻和栅藻在亲水性和疏水性材料表面均能黏附成膜,但在亲水性材料表面黏附更多更快;建立了微藻最大黏附容量与材料表面接触角之间关联关系,表明微藻最大黏附容量随材料表面水接触角的增大而线性降低,栅藻的表面黏附容量比小球藻大。     

铜基超疏水表面防覆冰/抗霜冻特性分析

超疏水表面具有良好的防覆冰性能,有望改善低温条件下设备和设施的可靠性。本文采用氨气腐蚀法,制备具有微纳结构的铜表面,通过低表面能氟硅烷修饰后,金属铜表面表现出超疏水特性,其水接触角可达152.1°。利用电镜扫描、接触角测量、结冰和结霜实验分别对超疏水铜表面的表面结构、湿润性能和防覆冰性能进行研究。结果表明,超疏水表面的防覆冰/抗霜冻性能不仅与表面的粗糙度有关,还受液滴在固体表面的湿润状态的影响。当液滴在具有微-纳米结构的超疏水表面处于Cassie状态时,液滴与金属表面的接触面积小,液滴结冰速率较慢,金属表面同时具有较好的防覆冰和抗结霜性;而当液滴在金属疏水表面处于Wenzel状态时,霜晶与固体表面的接触面积增加,加快霜层的生长,金属表面的抗结霜性明显降低。     

适合北方冬季施工的清洁压裂液应用现状及思考

北方冬季温度低,清洁压裂施工时存在稠化剂结晶、起黏速度慢等问题,目前的解决方法主要集中在物理加热及保温以及研发低凝固点清洁压裂液两种策略。本文分析了二者的特点,发现物理加热可用电加热棒、电加热带等,保温措施采用棚罩保温、涂料隔热等,但上述方法施工难度大、成本高,不宜大范围使用。而在清洁压裂液中添加防冻助剂及低Krafft点表面活性剂,可有效降低清洁压裂液的凝固点。防冻助剂常用醇类和无机盐,其中醇类还可以提高有效成分的溶解度,添加防冻助剂可使压裂液在-15℃下保持较好的流动性,但是过量的醇类会阻止表面活性剂形成蠕虫状胶束。文中总结了Krafft点表面活性剂的3种制备方法,即在疏水链上引入双键、对亲水基团进行改性以及引入亲水性较高的非离子基团。指出在疏水链上引入双键的方法对降低Krafft点的影响最大,可降低Krafft点8～49℃,达到在低温环境中使用的目的。设计低Krafft点表面活性剂的合成路线、探索低凝固点清洁压裂液配方,以及研究表面活性剂Krafft点的理论推算应会是未来的研究重点。     

高耐磨亲水亲油易清洁纳米涂层的制备及性能

高耐磨亲水亲油易清洁纳米涂层是以硅酸盐、硅溶胶和纳米氧化锆分散液等为原料,磷酸铝作固化剂,按照合适的比例混合,经喷涂烘烤制备的涂层。经试验,以n(SiO_2)︰n(M~+)︰n(PO_4~(3-))=8.3︰1.7︰1,添加0.5%质量分数的纳米氧化锆分散液制备的涂层,在湿度93%、温度55℃、时间96小时的恒温恒湿测试条件下能够保持良好的表面状态而不出现白斑;经过3万次的百洁布摩擦未出现刮痕、磨损、脱落或者易清洁性降低的现象;与去离子水的接触角平均值为7.4°,与大豆油的接触角平均值为19.0°;涂层具有优异的长效保护和易清洁性能。     

仿生超浸润材料在防覆冰涂层中的应用

超浸润涂层是近年来防覆冰涂层的研究热点。本文探究了仿荷叶的超疏水涂层和仿猪笼草的超光滑涂层的设计与制备方法,阐述了2种涂层在防结冰机理上的不同和性能上的差异。超疏水表面通过增大水接触角减少水滴附着,延长结冰时间,其防覆冰效果与表面粗糙尺度相关,纳米尺度级表面可以克服高湿环境易结冰的缺点;超光滑涂层通过流动、化学均一的液体润滑层抑制水和冰在表面的积聚,防结冰、疏冰性能优异。纳米级粗糙结构有利于形成稳定的液体层,减小润滑层的损失。最后展望了超浸润防覆冰涂层的研究方向。     

疏水表面液滴合并弹跳过程的数值模拟

液滴合并弹跳对强化热泵空调系统中的凝结传热及防结霜、除霜等方面均有良好的应用前景。在综合考虑固-液、气-固和气-液表面自由能,重力势能,液滴内部黏性耗散功及表面黏附功的基础上建立了液滴合并及弹跳的分阶段能量模型,并进行了超疏水表面不同半径液滴合并弹跳时的模型模拟与实验验证,得到较好的吻合。基于该模型研究了液滴数量、半径均匀性及不同表面状态对液滴合并弹跳过程的影响规律。结果表明,液滴数量增加时,合并阶段临界接触角由120°减小至105°,半径尺寸均匀性增加时,弹跳阶段临界接触角从140°减小至130°。当表面接触角大于140°时,固液接触系数影响微乎其微。可见,液滴数量的增多及液滴尺寸均匀性的提升有利于合并弹跳过程的发生,固液接触系数对合并弹跳过程的影响程度随表面接触角的增大而减小。     

超细片状硅酸铝在阻燃带覆盖胶中的应用

正常情况下,钢丝绳芯输送带的寿命终结是以覆盖胶磨损到不能使用为标志的。对于阻燃钢丝带的覆盖胶,基本上有两方面的技术要求,一是安全性,包括酒精喷灯燃烧指标、表面电阻指标、滚筒摩擦指标和巷道丙烷燃烧指标;二是物理机械性能,主要包括拉伸强度、拉断伸长率、磨耗等。为了综合满足以上指标     

输送带领域橡胶配方性能配置及降低成本途径

正2017年,橡胶输送带行业主要原辅材料价格大幅上涨,而某些输送带企业不顾成本迎合下游企业低价中标模式,使低价竞标现象越演越烈,在国家环境治理与严控督查的大环境下,产能严重过剩的输送带行业生产经营压力陡增,运营资金风险加大,部分企业(尤其是中小输送带企业)生产处于停产或半停产状态。加快产品结构调整步伐,加大管理力度节能降耗降本增效等工作被输送带企业提到重要的地位。本文从输送带产品的综合物理机械性能     

改性SiO2/聚硅氧烷无氟超疏水涂层的制备及性能

为了提高基体材料的防污能力,在基体表面制备了一种无氟超疏水复合涂层。首先,使用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对二氧化硅(SiO_2)微纳米颗粒进行疏水改性,其次,将改性后的SiO_2颗粒与有机硅烷混合,利用硅烷的水解、聚合在基体材料的表面得到一层稳定的无氟超疏水复合涂层。采用FTIR、TGA、SEM、AFM和接触角测量仪对涂层的化学组成、表面微观结构和疏水性能进行表征。结果表明:复合涂层表面具有微纳米尺度的粗糙结构,并具有优异的自清洁性和耐磨损性;未磨损前接触角达151°,磨损100周次后接触角进一步提高至161°。     

粗糙壁面上水纳米液滴润湿性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟技术,研究水纳米液滴在粗糙壁面上的润湿性,探讨壁面形貌、柱高和相面积分数对接触状态和接触角的影响。模拟结果表明,在粗糙度因子相同的情况下,水纳米液滴在栏栅形、方柱矩阵形及凹坑矩阵形三种粗糙壁面上的接触角相差不大。对于疏水性壁面,当柱高较小时,水纳米液滴的接触状态为Wenzel模式;当柱高较大时,接触状态为Cassie模式,随着柱高的增加,接触角逐渐增大。在不同的相面积分数下,接触状态始终处于Cassie模式;随着相面积分数的增加,接触角逐渐减小。对于中性壁面,水纳米液滴的接触角随柱高变化不大,接触状态均为Wenzel模式。当相面积分数较小时,接触状态为Wenzel模式;当相面积分数较大时,接触状态为Cassie模式,接触角基本不变。对于亲水性壁面,当相面积分数较小时,水纳米液滴的接触状态为Wenzel模式;当相面积分数较大时,接触状态为Cassie模式。在不同的柱高下,接触状态均为Wenzel模式。     

DOD-PVC耐寒柔韧剂

<正>DOD是一种全新耐寒弹性柔软剂,与PVC完全相容,不迁移。PVC软制品在低温条件下呈现弹性柔软状态。既具有优良的耐寒性,又有卓越的耐热性,耐光性和耐磨性,适用于聚氯乙烯密封条、输送带、软管、鞋材、电线电缆料、人造革、薄膜、板材、片材等所有要求耐寒柔软的PVC软制品。常与邻苯二甲酸酯类并用。【主要成分】:合成胶。【外观与性状】:淡黄色透明液体。【物理特性】:1、比DOS耐寒,具有极佳的低温柔韧弹性,显著提高制品耐寒性和防老化能力。本品     

PDA/DTMS-纳米TiO2对蚕丝织物自修复超疏水整理

为了赋予蚕丝织物自清洁与防污性能,首先利用多巴胺(DA)在CuSO₄/H₂O₂氧化体系下快速聚合形成聚多巴胺(PDA)沉积在蚕丝织物表面,再通过十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)改性的纳米TiO₂对沉积PDA的织物进行超疏水功能整理。通过FTIR、SEM、XPS、接触角测量仪对改性前后蚕丝织物的化学组成、表面微观结构、疏水性能进行表征,测试了改性蚕丝织物的自清洁与防污性、疏水自修复性和抗紫外线性能。结果表明,PDA/DTMS-纳米TiO₂改性蚕丝织物表面具有分布均匀的微纳结构,且与原蚕丝织物相比,织物表面自由能下降;其水接触角为156°、滚动角为5°,防紫外线系数(UPF)为75.81,具有良好的防污自清洁能力和抗紫外线性能,与原蚕丝织物相比透气性略有下降;经O₂等离子体10次的刻蚀-修复循环或1200次机械磨损-修复循环后,蚕丝织物的疏水修复率均>96%,耐环境损伤的自修复效果明显。此外,洗涤25次后,PDA/DTMS-纳米TiO₂     

键合剂对RDX与HTPB的界面改善作用

根据表面与界面化学的相关原理,采用DCAT21型动态接触角/表面张力仪测量了常用键合剂、RDX、HTPB在不同探针液体中的接触角,通过接触角计算键合剂、RDX、HTPB的表面自由能及其分量。并计算了键合剂-RDX、键合剂-HTPB界面之间的黏附功。通过扫描电镜观察添加不同键合剂后RDX与HTPB的黏接状态。由黏附功数据和扫描电镜的观察结果可以得出结论:键合剂LBA603对RDX-HTPB界面的改善作用最好。     

防指纹涂层实验室评价方法研究

建立防指纹（ Anti-fingerprint,AF）涂层实验室评价方法是研制开发手机屏和手机膜 AF涂层的基础。文中提出了通过测定水在手机膜表面的接触角反映汗液中主要成分水在手机膜表面的润湿程度,并通过绘制润湿性包络图表征汗液中其他成分在手机膜表面的润湿程度来研究液体在固体表面的润湿性与固体表面能的关系。在此基础上,设计了一种基于 Young-Laplace方程拟合分析蒸馏水和二碘甲烷在手机膜表面的接触角,利用 Owens-Wendt-Kaelble公式得出被测样品的表面能参数,绘制润湿性包络图并采用面积法求取包络图面积 S,评价表面被液体润湿能力的方法。结合水在手机膜表面的接触角数值,综合分析手机膜的防指纹效果。通过实验分析了 3种手机膜的防指纹效果,结果表明所设计的评价方法能够合理地反映手机膜的防指纹效果。     

海洋化工研究院研制成功憎水防冰涂料

近日,海洋化工研究院合成了一种含氟硅的超低表面能丙烯酸树脂,利用该树脂制备的清漆涂层表面水接触角可达120°以上,具有优异的憎水效果;将该树脂配制成色漆,喷涂制得的涂层表面具有超疏水效果,水接触角达到150°以上,滚动角小于10°。当水滴接触到该涂料表面时,会因为涂层的憎水作用而滑落,使涂层表面不存留水分,起到防冰作用。该技术突破了以往超疏水涂层施工工艺复杂、强度差等缺陷,采用普通的高压空气喷涂,真正满足了大面积施工的要求,涂层机械性能优良。     

低温地区建设化工装置防冻凝措施研究

根据低温地区建设和运行化工装置经验,总结出多项有效防冻凝措施.常用的防冻凝措施可分为加热防冻、流动防冻、消除易冻凝死角等几类.根据装置特点和投资情况,合理选用防冻凝措施既可以避免冻凝对装置运行的影响,又可以有效降低装置能耗.     

DOD-PVC耐寒柔韧剂

<正>DOD是一种全新耐寒弹性柔软剂,与PVC完全相容,不迁移。PVC软制品在低温条件下呈现弹性柔软状态。既具有优良的耐寒性,又有卓越的耐热性,耐光性和耐磨性,适用于聚氯乙烯密封条、输送带、软管、鞋材、电线电缆料、人造革、薄膜、板材、片材等所有要求耐寒柔软的PVC软制品。常与邻苯二甲酸酯类并用。【主要成分】:合成胶。【外观与性状】:淡黄色透明液体。【物理特性】:1、比DOS耐寒,具有极佳的低温柔韧弹性,显著提高制品耐寒性和防老化能力。本品     

低温氨等离子体改性聚醚砜超滤膜气相接枝丙烯酸

采用低温氨等离子体处理和气相接枝丙烯酸对聚醚砜(PES)膜进行表面改性,以提高超滤膜亲水性和抗污染能力。考察了改性膜物理及化学特性变化,并研究了改性膜的通量及截留率特性。结果表明,改性膜表面接枝有亲水基团,水接触角由原始的67°降低至9°,亲水性能明显提高;纯水通量、牛血清蛋白通量和截留率均大于原始膜。     

表面状态与时效对铝表面润湿性的影响

先用2 mol/L盐酸溶液对高纯铝表面进行化学刻蚀,再依次在200、300和400°C下各时效1 h。研究了刻蚀时间和时效处理对试样表面微观组织、成分和水接触角的影响。对比了在不同温度下时效处理后刻蚀试样中部及边界表面形貌和水接触角的差别。结果表明:随刻蚀时间延长,高纯铝表面逐渐产生微米级台阶状结构,当刻蚀时间≥8 min后,高纯铝的表面水接触角由初始的40°降至10°以下,即转变为超亲水状态。当蚀刻试样在200°C下时效处理1 h后,表面由超亲水转变为亲水,继续在300°C和400°C下各时效1 h后,试样表面恢复超亲水性状态。