纳米氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的微观结构及作用机理

通过氧化反应和超声波分散作用制备了不同含氧量氧化石墨烯(GO)纳米分散液,研究了GO氧含量、用量和水化时间对水泥基复合材料微观结构和力学性能的影响。研究结果表明GO能够调控水泥水化产物的形状,促使水泥水化反应形成规整的花状晶体,使得水泥基复合材料的强度特别是拉伸强度和抗折强度显著提高。研究结果证实了GO在水泥复合材料水化过程中起到模板作用,能够调控水泥水化产物的微观结构及提高水泥基复合材料的韧性,同时提出了GO调控水泥基复合材料微观结构的作用机理。本文结果提供了一种可显著增强增韧水泥基复合材料的新方法,具有潜在的应用前景。

纳米氧化石墨烯对水泥复合材料中水化晶体结构的控制及增韧作用

通过氧化反应和超声波分散作用制备了含氧量19.31%、25.43%和31.78%的氧化石墨烯(GO)纳米分散液,研究了GO对水泥复合材料微观结构和力学性能的影响。研究结果表明含氧量为25.43%的GO能够调控水泥水化反应形成规整的花朵状晶体,使得水泥基复合材料的强度特别是拉伸强度和抗折强度显著的提高。提出了GO调控水泥水化产物微观结构的作用机理,认为GO在水泥水化过程起到模板作用具有组装效果,能够调控水泥水化晶体的微观结构。提供了可显著提高水泥浆体韧性的新方法,具有潜在的应用前景。

氧化石墨烯对水泥净浆流动度及水泥石结构和性能的影响

采用 Hummers 法及超声破碎分散法制备了氧化石墨烯（GO）纳米相分散液,研究了 GO 对水泥净浆流动度和水泥石微观结构的影响,用 FT-IR、AFM、XRD及SEM 对GO及水泥石结构进行了表征.结果表明GO的掺入降低了净浆流动性,每增加0．01％的 GO 需要增加0．02％的聚羧酸系减水剂（PCs）以保持水泥净浆流动度在3 h 内在200mm 以上,GO 的掺入能够使水泥石的微观结构发生明显的变化,当 GO/PCs 掺量为0．01％/0．24％～0．03％/0．28％时,水化龄期7d 的水泥石出现了大量分散均匀的花状微晶体,当 GO/PCs 掺量为0．05％/0．32％～0．07％/0．36％时,同龄期水泥石中出现大量的片状晶体,在水化龄期延长到28d 时有转化为密实结构的趋势,结果说明 GO 具有调控水泥水化产物形貌的能力及增强增韧的作用,此研究结果对于提高水泥基材料的力学性能具有重要意义.

氧化石墨烯对水泥基复合材料微观结构的调控作用及对抗压抗折强度的影响

通过氧化法制备得到氧化石墨烯(GO),通过GO与丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)进行插层聚合反应制备得到插层复合物GO/P(AA-AM)。检测结果表明,GO在插层复合物中具有较小的尺寸和均匀的分布,将GO/P(AA-AM)掺入水泥基复合材料中,发现水泥水化产物成为规整的针状、棒状或多面体状晶体,并且能够聚集形成具规整形貌的微观结构和宏观结构,水泥基复合材料中的裂缝及有害孔洞比对照样品明显减少,其抗压强度和抗折强度比对照样品有明显提高。提出了GO纳米片层对于水泥基复合材料规整结构的调控机理,认为GO纳米片层及活性基团能够促进水泥化产物形成规整形状的水化晶体,最初形成的水化晶体成为后续水化晶体形成的模板,通过晶体的生长最终形成规整水化晶体及规整的微观结构和宏观结构。

氧化石墨烯对水泥水化晶体形貌的调控作用及对力学性能的影响

用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)并用超声波将其分散制备了纳米片层分散液,用XRD和AFM表征了分散的效果。研究了不同含氧量GO对水泥水化晶体微观形貌及胶砂耐折强度和抗压强度的影响,结果表明含氧量为18.65%和25.53%的GO可使水泥水化产物成为花朵状微晶体,而且形状统一、分布均匀,具有显著的增韧增强效果。研究结果也说明了GO能够调控水泥水化晶体产物的形状和尺寸,GO对于水泥水化反应产物具有促进作用和模板效应。研究结果对于提高混凝土建筑的抗裂缝和耐久性具有积极的意义。

降解淀粉与乙烯基类单体接枝聚合物的合成及应用

适当降解的玉米淀粉与乙烯基类单体在引发剂作用下通过接枝聚合得到了改性淀粉鞣剂。当体系中w (降解淀粉 ) =10 %、w (乙烯基类单体 ) =2 0 %、引发剂质量为反应物质量的2 .0 %、反应温度为 5 0℃、反应时间为 1 5h时所得聚合物的接枝百分率为 87%、接枝效率为94%及接枝频率为 43。用其预鞣时可减少铬鞣剂用量 30 %～ 5 0 % ,铬鞣废液中铬含量降低到 ρ(Cr2 O3) =0 .2 6g/L ,用其复鞣时所得成革的选择填充性显著。成品革丰满柔软 ,粒面细腻。

氧化石墨烯增强增韧水泥基复合材料的研究

用Hummers法对石墨进行氧化后再用超声波进行分散制备纳米氧化石墨烯(GO)分散液。研究GO对掺有聚羧酸系减水剂(PCs)的水泥净浆流动度、粘度、凝结时间、石泥石孔结构和水泥砂石的耐折强度、抗压强度的影响。研究结果表明,纳米氧化石墨烯掺量为15mg/(100g水泥)时,使净浆流动度和凝结时间稍有降低,所得石泥石的中大孔隙率减少,结构致密,硬化水泥砂浆的耐折强度和抗压强度显著提高。硬化水泥石的XRD和SEM测试结果表明,纳米氧化石墨烯片层对水泥水化晶体产物的形成有模板效应,能够促使水泥石形成微小、形状统一的晶体结构,研究纳米氧化石墨烯增强增韧混凝土对于构建高性能、长寿命混凝土具有重要的意义。

氧化石墨烯在水泥基体中的分散性及对其结构和性能的影响

为了解决氧化石墨烯(GO)纳米片层在水泥基体中的分散问题,制备了丙烯酸(AA)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(AAC)和丙烯磺酸钠(SAS)的共聚物(PAAS),PAAS与GO纳米片层形成PAAS/GO复合物并显示出分散作用。结果表明,w(PAAS)=2%分别与w(GO)=0.01%、0.02%和0.03%形成的复合物可使水泥基体分别形成由花状晶体、多面体状晶体和针状晶体构成的规整有序的微观结构,28 d时的抗折强度分别比对照样提高了63.0%、90.4%和87.9%,抗压强度分别提高了32.6%、74.2%和71.3%,同时这些水化晶体容易生长在裂缝、孔洞等缺陷处,具有修复结构缺陷的效果。PAAS通过与GO纳米片层形成复合物实现了GO在水泥基材料中的均匀分散以及对水泥基材料微观结构和性能的调控。

氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响

采用改进Hummers法和超声波分散方法制备纳米氧化石墨烯分散液(NGO),通过傅立叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)对其进行了结构表征。将NGO掺入到含有聚羧酸系减水剂(PC)的水泥浆体中,研究了NGO对水泥浆流动度及黏度、水泥石微观结构及力学性能的影响,结果表明NGO片层对水泥石中水泥水化产物晶体的形成有模板效应和调控作用,能够促进水泥水化产物形成整齐、规整的纳米级微晶体,对水泥石有显著的增强增韧作用。

GO纳米片层对水泥水化晶体及胶砂力学性能的影响

通过控制氧化反应时间和超声波处理,制备了含氧量(质量分数,下同)分别为19.15%,25.43%和32.30%的氧化石墨烯(GO)纳米片层分散液,研究了不同含氧量GO纳米片层对水泥水化晶体和胶砂力学性能的影响.结果表明:含氧量为25.43%的GO纳米片层能够促使水泥水化反应形成规整的花状晶体,同时使得胶砂的拉伸强度和抗折强度显著提高.阐述了GO纳米片层调控水泥水化晶体的作用机理,认为GO纳米片层对水泥水化晶体的形成具有模板作用.

二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚物的结构表征及应用

在引发剂过硫酸铵 (APS)的作用下 ,二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)和丙烯酰胺 (AM)通过共聚合反应合成了一种新的阳离子型聚合物。在n(DMDAAC)∶n(AM) =2∶1、c(APS) =2 0×1 0 - 2 mol L、t=60℃、t=3h的条件下 ,所得共聚物的阳离子度 (聚合物链节中阳离子单体的链节所占摩尔分数 )为 45%、相对分子质量为 4 7× 1 0 6 、产率达 96%。用红外光谱对聚合物的结构进行了表征 ,同时对聚合物的絮凝与脱水作用也进行了实验。

UHMWPE纤维高强度绳索的研究

研究了纤维捻度、粘结剂对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维力学性能的影响及漫胶UHMWPE纤維表面的耐磨性能。UHMWPE纤维的断裂强力随着纤维捻度的增加而下降;纤维表面漫胶处理后断裂强力提高,当UHMWPE纤维中改性氯丁胶或聚氨酯粘结剂的含量为6％时,其断裂强力增加17.2％或13.9％。经聚氯酯粘结剂处理的UHMWPE纤维表面的耐磨性能最好。

高分子阻尼材料的研究进展

介绍了高分子材料的阻尼原理和评价方法 ,综述了高分子阻尼材料的最新研究进展 ,讨论了设计制备高性能阻尼高分子材料的原理和方法。

新型含苯环聚羧酸系减水剂的制备与性能

用烯丙基聚氧乙烯醚(APE)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和阿魏酸(FA)作为反应单体,在过硫酸铵(APS)引发下通过水溶液自由基共聚反应制备了一种新型含苯环聚羧酸系减水剂(FPC)。当n(APE)∶n(AA)∶n(SMAS)∶n(FA)=1∶5∶0.3∶0.15时,在反应温度为85℃、反应时间为4 h、引发剂APS用量为总单体质量的3%时得到的FPC性能最佳。FPC的主要特点是对含泥水泥具有较强的适应性。实验结果表明,FPC的折固掺量为0.2%时,含泥质量分数10%的水泥净浆流动度可达308 mm,初凝时间和终凝时间分别达430 min和502min,减水率可达33.2%;扫描电子显微镜(SEM)和水泥胶砂强度检测结果表明,FPC可使水泥石更加紧密均质,可以明显提高硬化水泥砂浆的抗压强度。

一种新型聚羧酸系高效减水剂的制备及性能

将柠檬酸作为侧基引入到聚羧酸大分子链中,合成了一种新型聚羧酸系高效减水剂.制备条件为:n(丙烯酸聚乙二醇酯)∶n(马来酸聚乙二醇柠檬酸酯)∶n(丙烯酸甲酯)∶n(丙烯酸)∶n(丙烯磺酸钠)=1.000∶0.100∶0.300∶0.200∶0.050,引发剂(NH4)2SO4为乙烯基单体质量的0.8%,反应温度为90℃,反应时间为2 h.应用结果表明:该减水剂减水率达32%,缓凝时间达5 h;掺该减水剂混凝土强度高、坍落度损失小、无泌浆离析现象.另外,用红外光谱(FTIR)和凝胶渗透色谱(GPC)对该减水剂分子结构进行了表征.

环氧(甲基)丙烯酸酯树脂的制备及应用研究

用正交设计法研究了(甲基)丙烯酸对环氧树脂的改性反应,探讨了反应温度、催化剂和阻聚剂用量对产物的影响。用红外光谱(FT-IR)对产物的结构和性能进行了表征,同时进行了应用实验。

PCs/GO复合物对水泥基材料微观结构和力学性能的影响

用氧化石墨烯(GO)纳米片层分散液与甲基丙烯酸聚氧乙烯单甲醚(MPE)、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯磺酸盐(AA)进行插层聚合反应制备了聚羧酸减水剂(PCs)与GO的插层复合物(PCs/GO),将其应用于水泥基复合材料。结果表明,PCs/GO能够调控水泥基体成为由多面体状产物构成的规整的微观结构,具有显著的增强增韧效果,同时也发现PCs/GO能够在水泥基体的裂缝和孔洞处产生花状和多面体状晶体,具有修复裂缝、孔洞的功效。研究结果对于制备无裂缝及高强度、高韧性和高耐久性水泥基复合材料具有积极的意义。

超高相对分子质量聚乙烯纤维研究进展

介绍了超高分子质量聚乙烯纤维的制备、表面改性及应用的研究进展 。

环氧及酚醛树脂增韧改性氰酸酯树脂研究

用环氧树脂(EP)及酚醛树脂(PF)对氰酸酯树脂(CE)进行增韧改性,对改性CE的凝胶时间和DSC曲线进行研究并确定了改性CE的固化工艺。红外光谱分析表明改性CE固化时形成了柔韧性结构。研究了改性CE的力学性能、热性能、电性能及微观形态,发现EP的加入可增加CE的柔韧性,PF的加入可使CE的热稳定性损失减小。当CE/EP/PF的质量比为70/15/15时改性CE的弯曲强度和冲击强度分别从改性前的123.6 MPa、5.2 kJ/m2提高到134.5 MPa、16.7 kJ/m2,耐热性及电性能改变不大。

聚乙二醇支链型丙烯酸树脂复鞣剂的制备及应用性能

用聚乙二醇（PEG400～800）与丙烯酸（AA）进行酯化反应,所得产物聚乙二醇丙烯酸酯（PEGAA）再与AA及甲基丙烯磺酸钠（SMAS）进行共聚反应,制备了聚乙二醇支链型丙烯酸树脂复鞣剂。考察了影响酯化反应及共聚反应的因素,确定酯化反应的条件为：n（PEG）∶n（AA）=1∶1,反应温度110℃,反应时间3 h,酯化率为98%;共聚反应的条件为：n（PEGAA）∶n（AA）∶n（SMAS）=1∶1∶0.2,w（过硫酸铵）=2%,反应温度90℃,反应时间1 h。PEG800支链型丙烯酸树脂的应用效果最好。用FTIR及GPC分别对复鞣剂的结构和相对分子质量进行了表征,最好的复鞣剂质均相对分子质量为26 510,分布系数为6.21。应用结果表明,复鞣革具有丰满、柔软、弹性好、发泡感强、无败色现象等优点。