改性玄武岩纤维的制备及其挂膜性能

以不同表面活性剂作为分散剂,采用物理涂覆法对玄武岩纤维（BF）进行表面改性处理,得到3种改性玄武岩纤维（MBF）。以FTIR、光学接触角分析仪和SEM分别研究了BF和MBF的表面官能团、亲水性和微观形貌的变化。计算了载体的挂膜率和残余挂膜率,以光学显微镜和扫描电子显微镜观察了BF和MBF的生物膜生长情况,讨论了不同表面处理对BF挂膜性能的影响。结果表明：经表面改性处理后,MBF的表面亲水性和水中分散性得到有效改善,其中经阳离子型表面活性剂（十六烷基三甲基氯化铵,CTAC）改性的玄武岩纤维（MBF-C）具有最佳亲水性和水中分散效果,接触角由133.57°（BF）下降至62.52°（MBF-C）。挂膜实验结果表明,3种表面活性剂对BF的表面改性处理均有助于增加微生物的附着量和提升附着强度,其中改性后的MBF-C挂膜率为256.25%,残余挂膜率为41.28%,具有最优的挂膜效果。     

玄武岩纤维表面改性对生物膜附着性能的影响

采用壳聚糖对玄武岩纤维(BF)进行表面改性处理,研究改性后玄武岩纤维对生物膜附着性能的影响。利用红外光谱、X射线光电子谱仪、扫描电镜等对改性前后玄武岩纤维的表面官能团、成分和形貌进行表征分析,通过接触角测量仪对样品的亲水性进行研究,最后通过挂膜实验,讨论生物膜在改性前后玄武岩纤维上的附着性能。结果表明:采用物理涂覆法可成功制备改性玄武岩纤维(MBF),所制得的MBF表面粗糙度为209.04nm,接触角为66.62°。MBF表面形成的生物膜均匀致密,生物膜附着量明显增大,挂膜率由(129.27±1.23)%增加至(179.92±2.63)%,说明壳聚糖改性玄武岩纤维可以有效提升生物膜的附着性能。     

低电位泡沫石墨改性阳极及其在海底微生物燃料电池中的应用

泡沫石墨是一种新型阳极材料, 对其进行改性是提高海底微生物燃料电池性能的重要途径之一。本文研究了混酸改性泡沫石墨阳极及其电化学性能。研究表明:改性后泡沫石墨表面生成羟基、羧基等含氧官能团; 改性阳极接触角降低了24.5°, 润湿性提高, 有利于微生物附着; 交换电流密度达到6760.8 mA/m², 动力学活性提高了53.7倍。研究还发现改性后阳极电位降低了100 mV, 电池开路电位达到865 mV (未改性750 mV), 最大输出功率密度为358.1 mW/m², 提高了2.4倍。三个月放电测试显示, 改性阳极和电池具有相对稳定的性能。同时, 本文初步分析了改性后阳极动力学活性增加和电位降低的原因。该研究结果为构建高输出电压和功率的海底微生物燃料电池提供了依据。     

球磨法疏水改性高岭土及其性能研究

以聚(甲基氢硅氧烷)(PMHS)作为疏水改性剂,采用球磨法对高岭土进行疏水改性,制备具有高疏水性能的改性高岭土。通过激光粒度和Zeta电位分析仪、接触角测量仪、FT-IR、SEM、TEM、XRD、DSC对改性后的高岭土进行了表征。结果表明,在球磨机械力作用下,高岭土的粒径和Zeta电位分别由1237nm和-28.12mV降至439nm和-10.53mV,晶型结构遭到破坏。高岭土的接触角由0°迅速增长为130~144°,表现出较强的疏水性能。PMHS以物理吸附或化学吸附的方式覆积于高岭土的表面,以提高热稳定性能。     

连续玄武岩纤维冷等离子改性处理性能研究

采用低温等离子体表面改性处理仪对玄武岩纤维等离子改性,对玄武岩纤维改性前后表面形貌SEM、表面浸润性以及回潮率等的变化进行测试、表征分析。结果表明,未处理的玄武岩纤维表面较为光滑,接触角滞后现象不明显,与树脂基体界面粘结效果不理想,回潮率为0.12%。比较处理时间5min、12min,等离子体改性处理15min刻蚀程度最大,表面最粗糙,回潮率增加到0.83%,而接触角差异达到37.57°,与树脂基体界面粘结效果最好。     

IRMOF-3@PAA/PVDF复合纳滤膜的制备及性能

以相转化法制备PVDF基膜,通过IRMOF-3@PAA复合材料实现对其亲水改性,并采用界面聚合方法成功制备IRMOF-3@PAA/PVDF复合纳滤膜.用FT-IR、SEM和AFM等测试手段对IRMOF-3@PAA改性PVDF膜及复合纳滤膜的表面基团、微观结构进行了表征,用静态水接触角和Zeta电位对膜的亲水性及荷电性进...     

FEP纤维的等离子体表面改性

以空气气氛对聚全氟乙丙烯（FEP）纤维进行等离子体处理,利用SEM、DSC、XPS对改性前后纤维的性能及形貌进行表征,并测试水在纤维表面的接触角。等离子体处理后纤维的表面发生了C—F键断裂,表面形貌变得粗糙,O原子含量增加4.65%,F原子含量降低4.37%,O/C、F/C原子含量比分别由0.19和0.28变为0.25和0.22,但DSC结果表明结晶度未发生变化;水在纤维表面的接触角由改性前的112.3°降至改性后的54.1°,纤维亲水性得到明显增强。     

铝合金表面微波等离子体类聚乙二醇涂层的亲水性研究

通过对铝合金低温微波等离子体表面改性,增强其亲水性,减少铝离子扩散,降低生物学毒性,可提高铝合金的生物相容性.采用三乙二醇二甲醚有机试剂,于电子回旋共振低温微波等离子体条件下,在铝合金表面进行沉积对其改性,对所得涂层用X射线光电子能谱、衰减全反射红外光谱和水接触角进行分析表征,以判断表面沉积物的组成及亲水性变化,评价低温微波等离子体处理对提高铝合金亲水性的机理及作用.结果表明,铝合金经三乙二醇二甲醚低温微波等离子体改性后,表面得到一层均匀、致密的涂层,其化学组成为类聚乙二醇结构,表面主要聚集有大量的碳氢和碳氧极性键;与改性前相比,等离子体涂装的铝合金表面接触角大大下降.低温微波等离子体表面改性能显著提高铝合金表面的亲水性.     

硅烷偶联剂改性纳米SiO_2的分散性能

用硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行表面改性,用红外光谱仪(IR)、热重(TA)、Zeta电位、SEM、性能测试等对改性纳米SiO2进行了研究,结果表明,偶联剂KH-570与SiO2化学结合形成了Si—O—Si键,其附着量约5.8%,结合溶剂水约10.35%;改性纳米SiO2在乙醇介质中的Zeta电位由-14.9 mV减小到-41.1mV,体系稳定性可达60 h以上;改性SiO2用作光固化牙科复合树脂的填料,分散性显著提高,其维氏硬度、压缩强度、弹性弯曲强度等性能提高10%以上。     

海底微生物燃料电池阳极邻苯二酚紫修饰及电化学性能

为了提高海底微生物燃料电池(BMFC)的功率,尝试利用邻苯二酚紫(PCV)修饰电池阳极,分析研究其电化学性能.结果表明,改性阳极表面的接触角由129.1°减小到了63.3°,亲水性增加.表面附着可培养异氧细菌数由6.8×105/cm2增加到1.6×106/cm2,数量提高1倍.改性阳极具有很好的抗极化性能,交换电流密度...     

稀土改性对玄武岩纤维增强氰酸酯树脂复合材料性能的影响

采用自制稀土改性剂改性玄武岩纤维（La-BF）布增强双酚A型二氰酸酯（BADCy）制备了La-BF/BADCy复合材料。采用SEM和FTIR分析了改性对BF表面产生的影响,TG分析研究了改性对BF/BADCy复合材料热稳定性的影响,使用电子万能试验机研究改性对不同质量分数的BF/BADCy弯曲性能的影响,通过阻抗分析仪分析了改性对La-BF/BADCy复合材料介电性能的影响。结果表明,改性减少了BF的表面缺陷,并引入了结晶状凸起,有利于提高BF/BADCy复合材料的界面性能;通过改性提高了BF/BADCy复合材料的热稳定性,初始分解温度提高了145℃;当BF的质量分数为12wt%时,改性使BF/BADCy复合材料弯曲模量提高到4.19 GPa,弯曲强度达到110 MPa以上。在1 MHz~3 GHz范围内,La-BF/BADCy复合材料的介电常数稳定在1.9左右。因此稀土改性是一种能够有效提高BF/BADCy复合材料弯曲性能、热稳定性及介电性能的表面改性方法。      

玄武岩纤维对喷射混凝土力学性能及微观结构的影响机制

通过力学性能实验研究了玄武岩纤维（BF）对玄武岩纤维/喷射混凝土（BF/SC）基本力学性能及韧性的影响规律,同时借助扫描SEM及核磁共振（NMR）实验对BF/SC的微观结构进行研究。结果表明:添加BF可以显著提高BF/SC的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度;相较于素SC,掺量为3 kg/m3及7.5 kg/m3的BF/SC抗弯试块韧性较好,其能量吸收能力分别为素SC的2.42倍和2.69倍。BF在SC内部具有较好的分散性,与SC基体界面粘结性较好。适量BF有效地抑制了大体积孔隙的生成,其中掺量为3 kg/m3的BF/SC大孔径孔隙占比仅为0.25%,但过多BF掺入会导致纤维结团及孔隙率增加,因此在本文实验条件下纤维掺量为3 kg/m3时BF/SC性能最好。      

Combined effects of fiber/matrix interface and water absorption on the tribological behaviors of water-lubricated polytetrafluoroethylene-based composites reinforced with carbon and basalt fibers

Tribological behaviors of two PTFE-based composites reinforced with carbon fibers and basalt fibers sliding against stainless steel under water lubrication were investigated and compared with those of pure PTFE. Results showed that carbon fibers were well bonded with PTFE matrix by dendritic PTFE nano-ribbons in a Boston ivy-like manner, but the basalt fibers were poorly bonded with the matrix. Due to the great accelerating effect of poor fiber/matrix interfacial adhesion on water absorption, BF/PTFE with the highest crystallinity unexpectedly showed the highest water absorption, resulting in serious matrix plasticization and degradation of fiber/matrix interfacial adhesion. As a result, as the reinforcement failure of basalt fibers occurred, BF/PTFE exhibited the highest wear rate. Instead, because good fiber/matrix interfacial adhesion was favor of the resistance to water intrusion, CF/PTFE composite was not dominated by remarkable matrix plasticization and fiber/matrix interface degradation, and showed the lowest wear rate.     

玄武岩纤维增强木塑复合材料的拉伸和熔融性能

探讨了用3mm的短切玄武岩纤维(BF)增强木塑(WPC)复合材料(BF-WPC)时,BF含量与BF-WPC拉伸性能及熔体流动性能之间的关系。结果表明,通过控制BF含量可有效改善BF-WPC的相关性能:与WPC相比,BF的含量为15%~25%区间时,BF-WPC的拉伸强度提高了近30%、但断裂伸长率略有下降;熔体流动性能随着BF含量的增加呈下降趋势,在BF含量达到15%之前下降较快,之后变化缓慢。     

玄武岩纤维丝束强度的Weibull和Gauss分布统计分析

通过假设检验验证了Weibull及Gauss分布模型对玄武岩纤维丝束强度统计分析的适用性,并用2种分布模型对BF-CSH-01、BF-CMD-02和BF-CAH-01 等3种纤维不同长度丝束的拉伸强度分布进行了统计分析。当纤维种类和试样长度变化时,采用2种模型统计的丝束强度的变化规律一致,即3种纤维中BF-CSH-01强度最高,BF-CMD-02的强度分散性最小;同种纤维中,随着试样长度的增加,丝束强度下降,强度分散性减小。2种分布模型相比,采用Weibull 模型计算的丝束强度略高于 Gauss模型,但强度分散性稍大。      

静电纺TiO2改性联苯型聚酰亚胺锂离子电池隔膜

先采用高压静电纺丝技术制备二氧化钛/聚酰胺酸(TiO₂/PAA)复合纤维膜,然后对其进行热亚胺化处理制备出二氧化钛/聚酰亚胺(TiO₂/PI)复合纤维隔膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)、热失重分析仪和电化学工作站测试了TiO₂/PI复合纤维隔膜的基本性能和电化学性能,结果表明：隔膜具有明显的三维网状结构,与未改性的纯PI隔膜相比,改性后TiO₂/PI复合纤维隔膜的拉伸强度、孔隙率和吸液率分别提高到16.74 MPa、77.5%和550%;其热收缩性能较好,整体电化学性能优异。制备的LiFePO₄(磷酸铁锂正极)/TiO₂/PI/C(石墨负极)电池具有优异的循环稳定性和高放电容量,在1 C条件下进行100个循环后,其库伦效率在25℃和120℃高达96.7%和90.7%。     

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料烧蚀性能研究

本文选择了氨酚醛树脂以及硼酚醛树脂为基体材料,玄武岩纤维为增强材料,制备了三种耐烧蚀复合材料。对材料进行了力学性能以及耐烧蚀性能试验,发现玄武岩纤维增强高分子量硼酚醛树脂复合材料力学性能以及耐烧蚀性能最优。通过对烧蚀后材料的表面形貌SEM分析以及表面粘附物能谱分析,简要阐述了酚醛树脂树脂基烧蚀复合材料的烧蚀机理。     

玄武岩纤维增强木塑复合材料的力学性能

研究了用短切玄武岩纤维(BF)增强木塑(WPC)复合材料(BF/WPC)体系中, BF的含量与BF/WPC力学性能之间的关系, 定性探讨了纤维增强机制。结果表明, 与WPC相比, 除断裂伸长率有所下降之外, BF/WPC的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度均有明显提高, 且这些性能取得最大值时BF的质量分数分别为15%~30%、15%~25%、20%~30%, 提高的幅度约为30%。提出了"弱端面"的定性假说, 由此解释了BF/WPC各项强度指标与增强纤维含量之间存在着最大值现象的原因。