超疏水性氧化铝薄膜的制备与防粘附行为

利用溶胶-凝胶法制备得到氧化铝薄膜,然后通过热处理、沸水处理和脂肪酸修饰后得到一种超疏水性氧化铝薄膜.通过考察材料表面的润湿性和表面结构,对超疏水性氧化铝薄膜的制备过程、润湿性能和防粘附行为进行了研究.结果表明:沸水处理使氧化铝薄膜获得了多孔的粗糙结构,而接枝脂肪链使其表面获得了疏水性的有机层.正是由于其特殊的表面结构和化学组成,使水滴难以渗入到由大量空气占据的空隙中,从而使氧化铝薄膜表现出超疏水特性和良好的防粘附行为.     

CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料制备和性能

研制出高强度、高模量完全降解吸收性CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料,并测试了该材料的物理力学性能及降解性能。结果表明:随着纤维体积分数Vf的提高,复合材料力学性能增大,Vf=0.42时,弯曲强度为347 MPa,弯曲模量为22 GPa,抗压强度178 MPa,剪切强度85 MPa,高于人体皮质骨的力学性能;在模拟体液Ringer’s降解介质中降解15周,弯曲强度为154MPa,弯曲模量为6GPa,因此,CPP/PLLA单向纤维复合材料可用作松质骨或部分皮质骨的骨内固定材料。     

养护环境对偏高岭土基地聚物性能及微观结构的影响

为了探究养护环境对偏高岭土基地聚物干缩开裂特性和力学性能的影响,以不同养护环境为参数,系统研究了不同养护环境对偏高岭土基地聚物性能(抗压强度、收缩)和微观结构的影响。结果表明：温度交替变化环境(冻融循环)对偏高岭土基地聚物的结构影响较大,不利于偏高岭土基地聚物材料性能的发展;低湿度环境有利于体系中水分子排出,从而使形成的凝胶相更致密,有利于抗压强度的发展,但使干缩率和孔隙率增加。在各种养护环境中,干燥养护(温度(20±0.5)℃,湿度(50±5)%)条件下的试样28 d抗压强度达到73.94 MPa,较标准养护(温度(20±0.5)℃,湿度不低于95%)条件下的试样增长了68.77%,28 d干缩率为237.5×10^-4,孔隙率达到最高(45.73%)。     

长效超疏水铜表面的构建及耐磨性和自清洁性能

改善超疏水表面的普适性、稳定性和耐磨性是超疏水材料实用化的前提。本研究通过水热反应和表面修饰成功制得接触角达156.2°、滚动角为3~4°的铜基超疏水表面。利用接触角测量、扫描电镜观察、XRD测试、红外光谱和EDS分析对超疏水铜表面的润湿性能、表面微结构、相结构和化学结构进行了分析表征。结果表明:所制备的超疏水表面是由大量Cu₂S晶粒堆积形成的微纳米二元结构及接枝的疏水长链构成,二者共同赋予铜基超疏水表面广泛的普适性和良好的稳定性。同时,该超疏水表面具有良好的耐磨性和优异的自清洁性能。本工作对此项性能产生的原因和机理进行了分析探讨,以期为超疏水材料在实际生产和生活中的应用奠定基础。     

新型水泥基铁路声屏障的研究

通过对各类吸声原材料与吸声结构的吸声机理分析,选择强度较高、价格低廉、具有较好中低频吸声性能的水泥—珍珠岩复合吸声材料作为吸声材料体系,并建立了"水泥—珍珠岩"声传播及吸收的模型。通过实验测定通过合理的材料结构设计可以制备出吸声性能优异的吸声材料,制品完全符合铁道部对铁路声屏障制品的性能要求。研究结果表明:①水泥基复合吸声材料具有较好的中低频吸声性能,特别在500～2 000Hz范围内吸声性能突出;②材料的表观密度为689 kg/m3;抗压强度为5.62 MPa,抗折强度为2.39 MPa;在六个频率下的平均吸声系数为0.63。     

硬脂酸醇水溶液浸泡法构建超疏水铝合金表面

采用简单环保的沸水处理方法使铝合金表面粗糙化,然后经硬脂酸的醇/水溶液浸泡处理而构建得到接触角达155°和滚动角小于5°的超疏水性铝合金表面。通过接触角测量、红外光谱和扫描电镜测试对超疏水铝合金表面的制备过程、表面润湿性能、化学结构和表面形貌等进行了表征和分析。研究结果表明:具有疏水性的烃基长链成功键合到了具有多孔花瓣状微结构的铝合金表面,从而赋予铝合金表面具有超疏水特性。     

强黏附性超疏水氧化铝的表面结构和黏附机理

以三丁醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法和浸涂法制备得到氧化铝凝胶薄膜。再通过沸水处理、热处理和表面接枝聚乙烯亚胺和硬脂酸等工艺,获得了一种既具有超疏水特性又呈现出强黏附力的氧化铝薄膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)和接触角测试等技术对薄膜表面的化学组成、形貌、结构和润湿性能及其黏附性等进行了考察。结果表明:所研制的氧化铝表面由多孔的花瓣状粗糙结构和独特的疏水长链单分子层构成。水滴可以润湿粗糙表面上较大尺度的凹槽,而不能浸润较小尺度的凹槽,从而使得这种氧化铝表面既呈现出很高的接触角,又具有较强的黏附特性。     

超疏水铝合金表面的防覆冰和防黏附行为

通过硬脂酸的醇水溶液一步浸泡法成功获得超疏水铝合金表面,其水接触角可达156.2°,滚动角小于5°.利用接触角测试、扫描电镜、红外光谱观测、结冰实验与防黏附实验分别对超疏水铝合金表面的润湿性能、表面微结构、化学结构以及防覆冰和防黏附行为进行了研究.结果表明:所制得的超疏水表面是由微-纳“多孔”结构和疏水烃基长链所共同赋予的.正是由于其特殊的粗糙结构和化学组成,使得该超疏水表面表现出良好的防覆冰和防黏附行为.     

长效稳定的超疏水氧化铝表面的制备与性能

通过在载玻片表面涂覆一层由溶胶-凝胶法制备的氧化铝溶胶,再经过一定的热处理、沸水处理和表面修饰等工艺,得到了一种超疏水性氧化铝表面。利用接触角测试和扫描电子显微镜观测等技术对薄膜的制备过程、表面形貌和微观结构、润湿性能及其稳定性等进行了考察。结果表明:所制得的氧化铝薄膜由多孔的花瓣状粗糙结构和疏水长链单分子层构成,从而赋予该薄膜具有超疏水特性。而且,所制备的薄膜在空气中放置一年后,其表面仍然保持超疏水特性,表明该薄膜的超疏水特性十分稳定。同时,该薄膜在较宽的pH值范围内,其表面都呈现出十分强的疏水特性,如当水滴的pH值在1-11范围内时,薄膜表面接触角均在146°以上;而当水滴的pH值达到13.8时,其接触角显著降低。     

超疏水镁合金表面的防黏附和耐腐蚀性能

通过盐酸刻蚀、氨水浸泡和疏水长链接枝,成功构建得到接触角达154°、滚动角为6°的超疏水镁合金表面。利用接触角测试、扫描电镜观察、红外光谱分析、防黏附和电化学实验等分别对超疏水镁合金表面的润湿性能、表面微结构与化学组成、防黏附行为以及耐腐蚀性能进行了考察。结果表明:盐酸刻蚀和氨水浸泡使得镁合金表面产生了微-纳复合结构,而硬脂酸修饰使疏水烃基长链通过化学键接枝到具有微-纳复合结构的镁合金表面。正是由于其特殊的表面微结构和化学组成,使得超疏水镁合金表现出良好的防黏附和耐腐蚀性能。