Silicate-based polymer-nanocomposite membranes for polymer electrolyte membrane fuel cells

Proton-exchange membrane fuel cells have emerged as a promising emission free technology to fulfill the existing power requirements of the 21st century. Nafion^® is the most widely accepted and commercialized membrane to date and possesses excellent electrochemical properties below 80 °C, under highly humidified conditions. However, a decrease in the proton conductivity of Nafion^® above 80 °C and lower humidity along with high membrane cost has prompted the development of new membranes and techniques. Addition of inorganic fillers, especially silicate-based nanomaterials, to the polymer membrane was utilized to partially overcome the aforementioned limitations. This is because of the lower cost, easy availability, high hydrophilicity and higher thermal stability of the inorganic silicates. Addition of silicates to the polymer membrane has also improved the mechanical, thermal and barrier properties, along with water uptake of the composite membranes, resulting in superior performance at higher temperature compared to that of the virgin membrane. However, the degrees of dispersion and interaction between the organic polymer and inorganic silicates play vital roles in improving the key properties of the membranes. Hence, different techniques and solvent media were used to improve the degrees of nanofiller dispersion and the physico-chemical properties of the membranes. This review focuses mainly on the techniques of silicate-based nanocomposite fabrication and the resulting impact on the membrane properties.     

PVC-U管材拉伸屈服点的确定

介绍了塑料管材拉伸屈服应力相关标准内容,分析了不同性能的PVC-U管材的拉伸曲线特性,讨论了PVC-U管材拉伸屈服点的确定方法,剖析了目前拉伸屈服应力测量工作的现状。     

一种可靠的百兆以太网接口设计与实现

针对飞行器遥测系统研制的需要,设计并实现了一种基于FPGA和W5300的可靠的百兆以太网接口。本接口包括变压器隔离模块、以太网控制器和中央控制器3部分。接口采用UDP传输协议,实现了以6.5MB/s的速度可靠、稳定地接收遥测设备的数据流的功能。设计针对UDP协议本身存在的不可靠性,在接口硬件电路设计和软件逻辑设计上分别做了可靠性优化,基本上保证了传输链路的可靠性,确保了数据的完整性。     

光伏组件封装EVA的热空气老化研究

对光伏组件封装EVA胶膜进行了热空气老化研究。将EVA胶膜置于不同温度下进行热空气老化,测试了老化过程中EVA的抗拉强度、透光率和黄度指数,采用FT-IR、GPC、DSC技术对老化后的EVA进行分析。结果表明,随着老化的进行,EVA的抗拉强度快速下降,老化温度越高,抗拉强度下降越快,甚至完全失效,失去弹性;老化过程中EVA会变黄,透光率逐渐下降;老化失效原因主要是发生氧化降解,EVA的交联网状结构破坏,进而失去力学性能。     

退火对PA6结晶和拉伸性能的影响

通过调节退火时间和退火温度,研究了退火工艺对尼龙(PA)6结晶性能以及PA6在不同拉伸速率下的拉伸性能的影响。结果表明,在100℃恒温退火时,随着退火时间的增加,PA6初始熔融温度逐渐升高,熔限减小,γ晶的晶粒尺寸增大,但结晶度变化不大;在5 h退火时间下,随着退火温度的增加,PA6结晶度呈现先增加后降低的趋势,而α晶晶粒尺寸逐渐增大。总体上看,不同拉伸速率下退火时间和退火温度对拉伸强度的影响较小,相对来看,退火温度为100℃时拉伸强度较高,而当退火温度达到200℃时,拉伸强度显著下降;当拉伸速率较高或较低时,不同退火时间下的PA6断裂伸长率相差不大,而当拉伸速率为20,50 mm/min时,随退火时间的增加,断裂伸长率逐渐降低;退火温度为100,130℃的PA6断裂伸长率保持在相对较高值,且拉伸速率越低,其值越高,但随着拉伸速率增加,其下降趋势也最快;高拉伸速率下,退火温度对PA6断裂伸长率影响较小。以上结果表明,当对PA6进行退火处理时,在拉伸性能方面需要考虑拉伸速率的影响。     

PE-LLD-g-(GMA-co-St)的反应挤出及应用

采用反应挤出方法,制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)接枝改性的线型低密度聚乙烯(PE-LLD)产品[PE-LLD-g-(GMA-co-St)]。研究了St用量和反应时间对PE-LLD-g-(GMA-co-St)接枝率和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,当St与GMA质量比为5︰9,反应时间为120 s时,所制备试样接枝率达到1.69%,MFR(190℃,2.16 kg)达0.69 g/10 min。将制备的PE-LLD-g-(GMA-co-St)和PE-LLD-g-MAH作为相容剂应用于聚乙烯无卤阻燃电缆料,对比了水煮老化前后的拉伸性能。结果表明,与PE-LLD-g-MAH为相容剂的电缆料试样相比,以PE-LLD-g-(GMA-co-St)为相容剂的电缆料试样虽然拉伸强度较低,但具有较高的断裂伸长率和较高的耐水煮老化性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别为13.9 MPa和231%,水煮10 h后的保留率分别为84.9%和85.7%,满足电缆行业应用标准要求。     

γ射线辐照对PVAL/Gel共混膜拉伸性能的影响

将明胶(Gel)按不同比例加入到聚乙烯醇(PVAL)溶液中,制备Gel质量分数分别为0%,5%,10%,15%和20%的混合溶液,混合均匀后分别浇铸到用硅纸覆盖的玻璃板上制备PVAL/Gel共混膜。研究了用不同剂量的γ射线(60Co)辐照对共混膜拉伸性能的影响,最后用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对共混膜进行了结构表征和形貌分析。研究结果表明,用γ射线辐照时,纯PVAL膜、PVAL/Gel共混膜的拉伸强度和断裂伸长率均随着辐照剂量的增加而升高,但达到一定值后又开始下降;当辐照剂量为150 krad时,纯PVAL膜的拉伸强度达到最大值,为37 MPa;当辐照剂量为50 krad时,Gel质量分数分别为5%,10%,15%的共混膜的拉伸强度值均有极大值,分别为33,26,24 MPa。当辐照剂量为100 krad时,共混膜的断裂伸长率均有极大值,其中纯PVAL膜、Gel质量分数为10%的共混膜的断裂伸长率分别为175%,162%。FTIR和SEM分析结果表明,γ射线辐照处理后的膜发生了化学反应,形成了更多的化学键,改善了膜的拉伸性能。     

聚碳酸酯注射成型制品力学性能的Taguchi分析

采用Taguchi分析方法考察了注射成型工艺参数对聚碳酸酯(PC)力学性能的影响。结果表明,注射成型工艺参数对PC的拉伸强度影响较大,对弯曲强度和冲击强度影响较小;方差分析结果表明,模具温度对拉伸强度的影响最大,注射压力和冷却时间次之,熔体温度的影响最小;模具温度降低,熔体冷却固化层厚度增加,取向程度增大,拉伸强度增加;同时结果表明Taguchi分析方法可以准确地对优选出的成型工艺制备的PC试样的拉伸强度进行预测,其预测值与测量值的偏差仅为0.75%。     

纳米TiO_2和纳米CaCO_3对EVAC流滴棚膜性能的影响

采用内添法,将纳米二氧化钛(nano-TiO_2)或纳米碳酸钙(nano-CaCO_3)与流滴剂司班60等助剂混合后,利用挤出机制备以乙烯–乙酸乙烯酯塑料(EVAC)为载体的流滴母粒,进而通过吹塑工艺制备EVAC流滴棚膜,探讨了nano-TiO_2或nano-CaCO_3用量对EVAC流滴棚膜拉伸性能、流滴性和透光性的影响。结果表明,适当的加入nanoTiO_2或nano-CaCO_3,均能提高棚膜的拉伸强度,当母粒中nano-CaCO_3用量为4份时,棚膜的纵横向拉伸强度达到最大,而母粒中nano-TiO_2用量为2份时,即可使棚膜的纵横向拉伸强度达到最大;nano-TiO_2的加入略微改善了棚膜的流滴性,而nano-CaCO_3使棚膜的流滴性降低;添加nano-TiO_2或nano-CaCO_3后,棚膜对紫外光均有明显的屏蔽效果,对可见光的透光率也均有所提升,其中添加nano-TiO_2的棚膜的紫外光屏蔽效果以及对可见光的透光率均明显高于添加nano-CaCO_3的棚膜。     

不同水胶比的橡胶混凝土低温力学性能试验研究

在3种水胶比0.35、0.40、0.45下,分别配制含4种橡胶掺量的混凝土,在低温-30 ℃、常温20 ℃和0 ℃进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验研究.结果表明,低温条件下,不同水胶比的橡胶混凝土抗压和抗拉强度均有所提高,但强度变化有明显差异,水胶比越大,受低温的影响程度越显著.在0 ℃时,基准混凝土的强度较常温略有下降,随着橡胶掺量的增加,强度由减小转变为增大趋势.低温-30 ℃时,水胶比为0.35时,橡胶混凝土力学性能相对优越.