低表面能氟碳聚合物涂层真空热循环及防爬移特性研究

低表面能氟碳聚合物涂层是一种抑制空间用油脂润滑剂爬移流失的关键材料,该材料的应用可为空间油脂润滑活动机构实现长寿命、高可靠运行提供技术保障。采用水接触角测试仪、X射线荧光能谱仪、光学显微镜等对自研的氟碳聚合物涂层进行了真空热循环前后的接触角、表面能变化以及对多烷基环戊烷(MACs)润滑油防爬移特性的研究。结果表明,9Cr18不锈钢、2A12铝合金和TC4钛合金三种不同金属基体表面涂覆聚合物涂层后的表面能分别为8.797 mN/m、9.083 mN/m和9.203 mN/m;在温度−45~+90℃下,经过30天、60次真空热循环后,涂层的表面能分别为8.915 mN/m、9.209 mN/m和9.266 mN/m,仍然较低。涂层与MACs润滑油之间存在明显界面,涂层上距离润滑油200μm界面处的XPS分析未发现MACs润滑油的特征峰,表明没有润滑油爬移扩散至涂层处,低表面能氟碳聚合物涂层对MACs润滑油能够起到有效的“防爬移”作用。

基于表面能理论的粘结剂-UHPC粘结失效模式分析

为探究粘结剂与UHPC的潜在粘结失效模式及其机理,通过表面能理论建立粘结剂-UHPC的粘附模型和剥落模型,提出粘结失效模式判断准则。选择四种常用界面粘结剂(热熔型改性环氧树脂202、高粘高弹沥青(宝利)、高粘高弹沥青PG-100和SBS改性沥青)作为研究对象。采用接触角法测算UHPC、粘结材料的表面能参数,并计算粘结剂的内聚功和剥落功、粘结剂-UHPC的界面粘附功和界面剥落功,依据失效模式判断准则确定粘结剂-UHPC体系的粘结失效类型。研究结果表明:四种粘结剂-UHPC的界面粘附功排序为树脂202>高粘沥青>沥青PG-100>SBS改性沥青;粘结剂内聚功排序为树脂202>SBS改性沥青>沥青PG-100>高粘沥青。无水条件下,四种粘结剂-UHPC体系的粘结剂内聚功远小于界面粘附功,为粘结剂内聚失效,粘结剂内聚功与拉拔强度具有较强的线性相关性。有水条件下,粘结剂的剥落功大于界面剥落功,失效类型为粘结剂内聚失效。通过附着力拉拔试验以及已有研究成果,综合分析和验证判定结果的有效性。本研究为探明粘结剂-UHPC粘结失效机理、改进粘结材料配伍性具有理论与实际意义。

基于Cr-O-C钝化层改变多晶Cu表面能和表层位错的脱模力与脱模精度

Cr-O-C钝化层可以提高精密电铸脱模精度,但Cr-O-C钝化层对基底表面的钝化规律和对表层的影响尚未清楚。利用分子动力学方法,在多晶Cu表面沉积离散的Cr、O和C原子,获得不同比例和数量的Cr-O-C钝化层。计算结果表明,不同比例的Cr、O和C原子均可以大幅降低多晶Cu的表面能;随着原子数量的增加,多晶Cu的表面能呈下降趋势;Cr-O-C钝化层增加了多晶Cu表层的位错密度;新增加的位错以Shockley位错为主;在一定沉积原子数量内,位错密度有极值。在多晶Cu表面电沉积不同密度的Cr、O和C原子,通过接触角测试验证了Cr-O-C钝化层降低多晶Cu表面能的结论。电沉积脱模强度和脱模表面粗糙度结果显示,随着沉积原子数的增加,脱模强度和脱模表面粗糙度均降低。研究结果可为利用离散Cr-O-C界面辅助精密电铸脱模提供一种解释。

低表面能Ni-P-PTFE阴极的电化学水软化与再生性能研究

为提高电化学水软化过程中阴极长期高效运行的能力,采用化学沉积法制备了具有低表面能的Ni-P-PTFE电极并用于电化学水软化。结果表明,Ni-P-PTFE电极具有良好的水软化性能,其中Ni-P-PTFE_(15)电极(PTFE体积分数为15 mL/L)的水软化性能最佳,4 h内软化速率可达21.95 g/(m^(2)·h)。同时,Ni-P-PTFE_(15)电极的再生性能最好,说明其具有良好的自清洁性能。在旋转模拟水流冲刷的作用下,Ni-P-PTFE电极的活性得到有效恢复且保持较高的水软化速率。该高活性、长寿命的电极为电化学水软化阴极材料的表面设计提供了新的思路。

从“滴水成画”和超疏水“水泵”认识表面能

利用绿色能源替代化石燃料是实现“碳中和”目标的重要途经.与风能和太阳能类似,表面能也是一种高度分散的能量,其利用和转换引起了人们的关注.本实验利用“滴水成画”展示马兰戈尼效应,利用超疏水“水泵”展示表面的亲疏水性能,通过游戏和自己动手实验,可直观地认识表面能,观察表面能与动能和重力势能相互转化的过程,展示表面能与生活的紧密联系,以及表面能为人类生活带来的便利和危害.

基于杨氏方程的固体表面能计算研究进展

从三个重要方面介绍了基于杨氏方程计算固体表面能。阐述了接触角测量技术的基本假设、对固体和液体材料的要求及测量仪设计;叙述了各种常见液体表面能的测量方法及其适用范围;详述了两大类固体表面能、固液界面能和液体表面能的关系模型,并分析了各自的实效性。最后,总结了此类计算方法存在的一些本质问题。

迈图推出低表面能压敏胶新品,助力可穿戴行业腾飞

硅橡胶以亲肤不致敏,柔软易加工,舒适等特性,成为理想的可穿戴材料之一。但传统压敏胶难以满足低表面能特性及可穿戴设备中较高粘接力的要求。基于此难点,迈图最新开发了HP30/HA20高剥离整体解决方案,可用于膜材或织物基材的压敏胶带的应用,尤其适用于需要较高粘结强度,粘合不同硅橡胶及硅泡棉等低表面能材料的场景。

高表面能聚氨酯树脂研究及应用

制备了高表面能的长玻纤增强聚氨酯树脂。研究了聚合物多元醇、交联剂、助剂等对聚氨酯树脂表面能的影响,合成了与环氧树脂表面能一致的聚氨酯树脂,并将玻纤复合的聚氨酯树脂与环氧树脂进行界面结合,探究复合树脂的剪切强度、拉伸强度、抗疲劳性能等。结果表明,通过调整配方组成可以合成与环氧树脂表面能一致的聚氨酯树脂,所得复合树脂的剪切强度高达67.6 MPa,拉伸强度1 760 MPa,实现了1 000万次的抗疲劳性能测试。

新型低表面能铝合金模板漆的制备研究

以聚醚多元醇、多官能异氰酸酯等为主要原料反应合成NCO封端的异氰酸酯预聚物,并用含氟羟基树脂及羟基环氧树脂进行改性,制备出新型低表面能铝合金模板漆。对影响模板漆关键性能的因素进行研究,制备的涂层交联密度高,与铝合金附着粘接性强,耐磨性好,表面能低,疏水、耐沾污性能优异,能够为铝合金模板提供持久的耐环境因素及耐介质性等防腐蚀保护。

沥青表面能试验方法与试验条件

从操作可行性角度,在现有沥青表面能试验方法中筛选出Wilhelmy吊片法和躺滴法进行研究,通过室内试验对比分析了以上2种试验方法的原理、过程、条件以及数据,并基于试验结果评价了Wilhelmy吊片法的试验条件对表面能参数测试结果的影响.结果表明:采用Wilhelmy吊片法和躺滴法进行沥青表面能测试均可行有效,其中Wilhelmy吊片法在试验样品准备、试验温度控制、试验时对液滴量的控制以及试验数据的有效性和稳定性上更优;沥青的表面能主要由范德华力提供,表面能参数中酸碱力作用较小;表面能测试过程和试验条件会显著影响表面能参数的测试结果,建议Wilhelmy吊片法的试件保温处理条件为120℃且保温2h,测试时间控制在20~60s,室温养生时间不超过3d.

船舶用低表面能减阻防污涂层性能研究

针对现代船舶能耗较大,环境污染破坏较为严重的问题,研制一种船舶用低表面能减阻防污涂层材料,通过实验分析的方式,对该材料的附着力、硬度、耐冲击性、耐腐蚀性、抗菌性能、防污性能及减阻性能进行检测。检测结果显示,该涂层附着力较低、硬度较高、耐冲击性较强,且相对于传统无PTFE材料涂层,具有更高的耐腐蚀性、抗菌性能、防污性能及减阻性能。

一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法

本发明公开了一种基于表面能理论的沥青混合料拌和温度确定方法,包括以下步骤:步骤S100、获取热熔态沥青表面能参数测试结果;步骤S200、根据粘附功计算公式,并结合热熔态沥青表面能参数测试结果,得到不同拌和温度下沥青与集料界面的粘附功;步骤S300、确定沥青与集料界面的粘附功的峰值所在温度范围;步骤S400、计算步骤S300确定的温度范围的中值,进而确定沥青混合料的最适宜拌合温度。

基于表面能理论的半柔性路面材料抗裂性能影响研究

半柔性路面材料具有较好的高温稳定性,具有良好的运用前景,但其水泥石与沥青混合料之间极易发生开裂。本文基于表面能理论,研究SBS改性沥青及环氧树脂乳液改性灌浆料对半柔性材料的抗裂性能影响,并通过扫描电子显微(SEM)技术,分析改性灌浆料对半柔性材料中沥青与水泥石界面抗裂性能。结果表明:SBS改性沥青、环氧树脂乳液改性水泥灌浆料可提高半柔性材料之间的粘附功,相对于70号A级基质沥青和普通灌浆料分别提高了6.7%、3.4%,使得水泥石与沥青界面的拉拔强度分别提高了31.4%、9.8%,使得半柔性材料的低温抗裂性能分别提高了17.1%、7.6%。环氧树脂乳液改性水泥灌浆料可有效改善半柔性材料界面微观结构,使其更为紧密地连接,提高半柔性路面材料界面抗裂性能。

环丙沙星在溶液中固液表面能的测定

采用激光法测定了环丙沙星在纯水和水 乙醇溶液 (水体积分数 2 3% )中的溶解度 ,介稳区和不同条件下的诱导期。根据经典成核理论和诱导期理论 ,推导了固液表面能与诱导期的理论关系 ,应用该理论关系计算了环丙沙星在溶液中的固液表面能 。

基于表面能理论的抗剥落剂-SBS沥青改善集料黏附性研究

为研究抗剥落剂掺加沥青中与集料之间的黏附性效果,制备了SBS改性沥青,掺加定量的抗剥落剂,与70#基质沥青进行对比试验。将改良水煮法试验结果作为沥青-集料黏附性的一个初步判断依据;采用接触角法得到表面能参数,计算黏附功分析其黏附性;成型沥青混合料,采用冻融劈裂试验确定沥青混合料的水稳定性,验证沥青-集料的黏附性。改良水煮法得到的3种沥青黏附性等级:SBS改性沥青和SBS-A黏附等级均为5级,70#基质沥青黏附等级为4级。沥青与石灰岩的黏附功:SBS-A>SBS改性沥青>70#基质沥青,SBS-A较SBS改性沥青黏附功提高了7.3%,较70#基质沥青黏附功提高了11.9%。SBS-A沥青混合料的TSR值较SBS沥青混合料的劈裂强度比提高2.9%,试验结果充分验证了SBS-A与石灰岩之间的黏附性较高。

低氟含量低表面能自清洁氟碳涂料的研究

以氟单体和丙烯酸酯类单体通过聚合物的分子结构设计,合成了一类总氟含量不超过12%的低氟含量的含氟丙烯酸树脂,所制备的氟碳涂料的涂层的表面能低,具有自清洁功能。分析了该涂层中极性与非极性官能团的分子取向机理,测定了纯水水珠在不同含氟单体均聚物和共聚物清漆漆膜上以及在含氟丙烯酸树脂涂层上的接触角,探明了含氟丙烯酸树脂涂层的总氟含量与表面能的关系、含氟官能团在涂层中的分布,探讨了低氟含量的含氟丙烯酸树脂涂料的涂层自清洁机理。

基于表面能理论的老化温拌SBS改性沥青结合料的粘附性

在SBS改性沥青中添加Sasobit与Evotherm温拌剂制备得到温拌沥青,对3种SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)与压力老化(PAV),采用接触角法检测了老化前后温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺等3种液体的接触角,探讨了短期老化与长期老化对温拌SBS改性沥青接触角的影响。基于表面自由能理论,得到了温拌SBS改性沥青的表面能及其色散分量和极性分量,研究了老化对温拌SBS改性沥青表面能的影响。结果表明:随着老化程度的加强,温拌SBS改性沥青与水的接触角逐渐增大,疏水性变化明显;原样与Evotherm温拌SBS改性沥青的总表面自由能及其分量均随着老化程度的加强呈降低趋势,其在短期老化阶段的表面自由能下降较为严重;经长期老化,Sasobit温拌SBS改性沥青的极性分量有增大趋势。

低表面能海洋防污涂层技术及其评价方法

简要介绍了新型、环保的低表面能涂层技术在海洋防污方面的应用及其海洋防污的机理,重点介绍了有机硅涂层、有机氟涂层以及超疏水涂层的国内外研究进展和应用现状,分析讨论了低表面能防污涂层技术的防污性能评价方法,最后展望了低表面能防污涂层技术的应用前景与发展方向。

基于表面能理论的沥青与矿料黏附性研究

依据表面能理论,利用插板法和柱状灯芯技术分别测得2种沥青与2种矿料的表面能参数,然后计算黏附功与表面自由能变化,分析无水和有水情况下沥青自身黏聚力的变化以及沥青-矿料系统黏附与剥落的趋势;以有水、无水情况下自由能比值的绝对值作为黏附性的评价指标,分析不同沥青-矿料系统黏附性的大小.结果表明:SBS改性沥青-角闪片麻岩系统(SBS-J)的黏附性最佳.因此,表面能理论可以很好地解释沥青-矿料系统的黏附过程和剥落过程,值得进一步深入研究.

有机硅低表面能防污涂料控制因素与研究进展

简述了海洋生物的污损原理,介绍了有机硅低表面能防污涂料的主要特性,分析了影响其防污性能的主要因素,概述了该涂料的研究进展及试验研究方法,指出低表面能防污涂料是未来发展的重点,进一步改进和发展有机硅低表面能防污涂料具有很大的空间。