蓖麻油基聚氨酯薄膜的制备及性能研究

为了探究蓖麻油基聚氨酯(castor oil-based polyurethane,CO-PU)薄膜最佳成膜条件及其综合性能,以蓖麻油(castor oil,CO)、二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4-diphenylmethane diisocyanate,MDI)为主要反应物,以过氧化二苯甲酰(benzoyl peroxide,BPO)为自由基引发剂,二月桂酸二丁基锡(dibutyltin dilaurate,DBTDL)为催化剂,控制单一变量,采用预聚体法,制备不同R值(-NCO与-OH物质的量之比)的CO-PU薄膜。探究不同R值、DBTDL含量和成膜固化温度对CO-PU薄膜的力学性能和成膜状态的影响,从而确定CO-PU薄膜的最佳成膜条件。结果表明,当R值为2.5,DBTDL含量为0.1‰,成膜固化温度为80℃时,CO-PU薄膜的抗拉强度和断裂伸长率分别达到36.4 MPa和49.05%,其铅笔硬度达到6H,吸水率为0.01%,水接触角最大为83.5°,有着较好的综合性能。该研究证实了通过改变CO-PU薄膜成膜条件,可以在一定程度上提升CO-PU薄膜的各项性能,为CO-PU薄膜后期的应用拓展以及其他性能研究奠定基础。

改性石墨烯/聚苯胺水性聚氨酯涂料力学及防腐性能研究

为了提高水性聚氨酯涂层防腐性能,以对苯二胺作为还原剂,采用Hummer法合成氧化石墨烯(GO)来得到改性石墨烯(PGO),最后与聚苯胺(PANI)进行复合制备得到PANI/PGO,将其作为填料加入水性聚氨酯乳液(WPU)中,混合均匀后涂刷至马口铁板上,对涂层进行FTIR和XRD表征.研究了复合涂层的热稳定性、力学性能、吸水性、疏水性能、耐腐蚀性能和耐酸碱性能.研究结果表明,复合涂层PANI/PGO2表现出较优异的耐腐蚀性能、耐酸碱性能及力学性能.当PGO含量为0.05%时,涂层抗拉强度达到19.8MPa,延伸率达到98.3%,涂层硬度5H,吸水率为2.26%,水接触角为70.3°,腐蚀速率可达到0.002mm/a,具备较好的防腐性能.改性石墨烯的添加,可以显著提高聚苯胺水性聚氨酯涂料的力学和防腐性能.

有机硅树脂改性蓖麻油基聚氨酯的制备与性能分析

为提高蓖麻油基聚氨酯(Castor oil-based polyurethane,CO-PU)的耐高温性能,选用五种有机硅树脂对CO-PU进行改性,制备得到有机硅改性蓖麻油基聚氨酯(Silicon-modified castor oil-based polyurethane,Si-CO-PU)并探究不同有机硅树脂种类及质量比对聚合物各种性能的影响。对Si-CO-PU的拉伸性能、水接触角、光泽度、耐液体介质性能等进行测试,并结合傅里叶变换红外光谱仪和同步热分析仪进行表征。研究结果表明,当有机硅树脂质量比为12.5%时,环氧有机硅树脂(SH-023-4)改性CO-PU的综合性能相对较好,耐高温性能达到最佳,这为扩展聚氨酯的应用途径提供了研究思路和方法。

偶联剂对地聚合物涂层性能的影响

为解决地聚合物涂层与材料附着力差、防水膜开裂等问题,本文探讨了硅烷偶联剂的用量对地聚合物涂层性能的影响规律。研究结果表明,偶联剂可以改善地聚合物的吸水率、涂层附着力、硬度,当其用量为3%时,地聚合物涂层性能最佳。

酸激发磷石膏地聚合物胶凝材料基本物理性能研究

以原状磷石膏、水泥、偏高岭土等为主要原料,磷酸或乙酸为激发剂,制备了酸激发磷石膏胶凝材料并探究其基本物理力学性能,研究了酸激发剂的种类及掺量对胶凝材料抗压性能和抗折性能的影响。研究结果表明:磷石膏、偏高岭土、水泥的质量比为45∶15∶40,掺加量为1-5%的磷酸或乙酸,制备的胶凝材料具有较好的抗压抗折性能;掺加量为4%的磷酸制备的胶凝材料28天龄期的抗压强度达到了30.97MPa,抗折强度3.64 MPa;掺加量为4%的乙酸制备的胶凝材料28天龄期的抗压强度19.03MPa,抗折强度达到了4.08 MPa;在自然养护条件下,磷酸激发的磷石膏胶凝材料的激发效果优于乙酸。

硅改性聚氨酯耐高温涂料的研究进展

阐述聚氨酯的组成和热降解行为;列举聚氨酯耐高温改性的方法,分析纳米二氧化硅的作用机理、有机硅的改性原理以及有机硅、硅烷偶联剂改性蓖麻油聚氨酯形成聚合物互穿网络的方法;综述硅改性聚氨酯的耐高温性能的方法和研究进展。

氢氧化铝对地聚合物防腐涂层性能的影响

为探究氢氧化铝作为防腐填料对地聚合物防腐涂层性能的影响,对不同氢氧化铝掺量下涂层的附着力、韧性以及防腐性能进行测试。试验结果显示:在氢氧化铝掺量为2%时,涂层的综合性能最佳,附着力为1.39 MPa,韧性为6 mm,经过氯盐浸泡15 d、干湿循环15 d、盐雾试验7 d后,腐蚀面积比最小,相较于空白对照组分别下降了20.05%、27.25%、38.91%。试验可为地聚合物防腐涂层后续的研究及性能提升提供参考。

基于成熟度理论掺氧化镁混凝土开裂敏感性的评价

通过研究氧化镁掺量为0、4%、6%、8%混凝土的劈裂抗拉强度、变温历程下的约束应力发展,并结合成熟度理论和数据拟合计算混凝土变温历程下的等效龄期,评价混凝土的开裂敏感性。结果表明,掺4%、6%氧化镁可提高混凝土的劈裂抗拉强度,掺8%氧化镁可提高混凝土的早期劈裂抗拉强度,但不利于后期劈裂抗拉强度发展;温度-应力试验表明,掺氧化镁可以提高混凝土的抗裂性能,但开裂温度和开裂应力的定量评价结果存在差异;开裂敏感度综合考虑了混凝土温度历程和劈裂抗拉强度发展,其作为评价指标更加准确,氧化镁掺量为4%、6%、8%的混凝土开裂敏感度较基准组分别减小了4.6、5.0、1.8个百分点。

铬添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷结构和磁学性能的影响

以TiC粉、镍粉、TiN粉、碳粉以及铬粉为原料,采用粉末冶金法制备TiC-10TiN-xCr-30Ni-4C(x=0,2,4,6,8,物质的量分数/%)金属陶瓷,研究了铬添加量对金属陶瓷结构、磁学性能以及力学性能的影响。结果表明:随着铬添加量的增加,金属陶瓷的密度增大,Ti(C,N)陶瓷相呈黑芯-灰环结构且黑芯和灰环的成分变得更均匀,Ti(C,N)陶瓷相颗粒细化,镍基黏结相的晶格常数先增加后略微减小。当铬物质的量分数不大于2%时,金属陶瓷呈铁磁性,随着铬添加量的继续增加,金属陶瓷具有室温无磁性的特性。随着铬添加量的增加,金属陶瓷的室温最大磁化率先降后升,饱和磁化强度和剩余磁化强度均降低,且当铬的物质的量分数大于2%时,均保持为0。随着铬添加量的增加,金属陶瓷的抗弯强度降低,硬度升高。铬添加物质的量分数为4%时,金属陶瓷的综合性能最好,具有室温无磁性、最低的室温最大磁化率(1.85×10^(-7)m^(3)·kg^(-1))、较高的抗弯强度(1 094 MPa)和硬度(88.1 HRA)。

Nb添加量对金属陶瓷显微组织和磁学性能的影响

Ti(C,N)基金属陶瓷具有硬度高、耐蚀性好及密度低等一系列优点,在工业领域具有广泛的应用前景。但它室温时易呈铁磁性,阻碍了其进一步推广应用。采用粉末冶金法制备了系列TiC-l0TiN-xNb-30Ni-4C(摩尔分数)金属陶瓷,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)、物理性能测试系统(PPMS)、洛氏硬度计和万能试验机研究了金属陶瓷的磁学性能、力学性能以及显微组织在不同Nb添加量下的变化。结果表明,所有金属陶瓷由陶瓷晶粒和Ni基粘结相组成,添加的Nb组元在烧结过程中基本完全固溶于粘结相和陶瓷相。整体上,陶瓷晶粒随着Nb添加量的增加变细。未添加Nb的金属陶瓷呈现典型的铁磁性,当Nb添加量为8%(摩尔分数)时,金属陶瓷转变为顺磁性。随着Nb添加量的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的室温饱和磁化强度和剩磁都呈现下降趋势,然后逐渐趋近于0。Nb含量的增加,也使得Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度呈现先增加后逐渐减小的趋势。当Nb含量为4%(摩尔分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷保持较好的抗弯强度(1 470 MPa)和硬度(87.0 HRA)。研究可为制备无磁金属陶瓷提供一定的理论依据。

聚苯胺/水性聚氨酯复合涂膜制备及防腐性能

采用苯胺(AN)、十二烷基苯磺酸(DBSA)和过硫酸铵(APS)为主要原料制备了聚苯胺颗粒,并对其进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射谱图(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征。再结合聚乙二醇(PEG600)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二月桂酸二丁基锡(DBTDL)等主要原料制备了聚苯胺/水性聚氨酯复合涂膜(PANI-WPU),通过红外光谱对其结构和性能进行表征。探讨了PANI含量对涂膜力学性能影响,研究了涂层的吸水性、光泽度、电化学防腐和耐酸碱等性能。结果表明,聚苯胺/水性聚氨酯涂膜的抗拉强度最大可达到23 MPa,延伸率达到1012%,铅笔硬度5H,柔韧性2 mm,耐冲击性为50 cm,吸水率14.66%,光泽度在60°时达到99.9%。当PANI掺量为0.7%时,能够提高复合膜的力学性能、光泽度和防腐性能。由电化学极化曲线和阻抗谱图分析得到,添加PANI的水性聚氨酯涂膜其缓蚀效率可达到99.74%。将0.7%掺量的PANI-WPU复合材料涂敷在封边的马口铁板上,在10%的H2SO4和10%的NaOH溶液中浸泡90 d,不掉漆,可以起到很好的耐酸碱防护效果。

生物质防腐涂料的研究进展

相比传统化学防腐涂料,生物质防腐涂料降低了对环境和人体的危害,其具备原料可再生、生物可降解以及环境友好等优点,成为了防腐涂料新的重要研究领域。主要介绍了生物质木质素、蓖麻油和壳聚糖作为改性剂制备的防腐涂料取到了更好的防腐性能,不足之处是施工难度大、价格较高以及容易受到紫外线的影响。列出了生物质防腐涂料在工程技术领域桥梁等钢结构防腐、海洋船舶领域石墨烯乙酸银抗菌防腐和其他设备和石油管道等防腐方面取得的成果,并对生物质防腐涂料在环保性和可持续性前提下,进一步提高防腐性能、抗紫外线和抗老化等方面的应用进行了展望。

外加剂对地聚合物涂层抗热老化性能影响研究

使用涂层防护是一种简单有效的混凝土防护方法,但涂层同样面临着各种各样的耐久性问题,其中,涂层的热老化是影响涂层使用寿命的关键因素。以偏高岭土为基料,以水玻璃为激发剂,与EVA乳液复配,制作地聚合物涂层,研究其抗热老化性能以及不同外加剂对地聚合物涂层抗热老化性能的影响,结果表明:偏高岭土基地聚合物涂层具有良好的抗热老化性能,其中,掺偶联剂的涂层对抗热老化性能综合提升效果显著。

目标孔隙率对地聚合物混凝土的宏观性能研究

利用偏高岭土为原料,采用体积法的配合比设计,研究目标孔隙率对偏高岭土基地聚合物透水混凝土的工作性能、力学性能和抗冻性的影响规律。研究得出,随着目标孔隙率的增加,地聚合物透水混凝土的拌合物由粘聚变得更加松散,湿润程度降低,光泽度降低,其抗压抗折强度都呈下降趋势,透水性增强,随着冻融循环次数的增加,目标孔隙率对地聚合物透水混凝土的质量损失影响逐渐增大。

砂胶比对地聚合物砂浆强度与干缩性能的影响

为了研究砂胶比对地聚合物砂浆强度与干缩性能的影响,对不同砂胶比条件下砂浆的抗折强度、抗压强度、折压比、干缩率以及孔隙率进行了测试。实验结果表明,地聚合物砂浆的抗折强度和抗压强度随着砂胶比的增大而先增加后降低,且分别在砂胶比为0.4和0.2时达到最大;在探究范围内,折压比随着砂胶比的增大而增大;干缩率随砂胶比的增加呈现出先降低后升高的变化趋势,且砂胶比在0.3时最小;随着砂胶比的增大,地聚合物砂浆的孔隙率和孔径增大,砂浆的致密性明显降低。试验可为地聚合物砂浆的配比优化和后续研究提供有益参考。

自发光水泥基路面材料的耐久性影响因素分析

采用对照试验分析自发光水泥基路面材料,研究了发光砂和反光粉掺量两个因素对自发光水泥基路面材料的耐久性影响。结果表明,在7天的浸泡后,自发光路面材料的初始发光亮度和余辉时间下降速率最快,随着浸泡时间增多,衰减速率明显降低。40%发光砂的样本显示出最佳的抗冻和耐腐蚀性能,在固定发光砂掺量为20%时,反光粉的最佳掺量为10%。试验可为未来的材料改进和实际应用提供有价值的信息和方向。

纳米聚苯胺/聚氨酯IPN复合涂层防腐性能研究

通过原位乳液聚合法,以苯胺(AN)和十二烷基苯磺酸(DBSA)为原料制得PANI-DBSA颗粒,进一步结合环氧树脂(E-44)与蓖麻油(CO)制备出聚苯胺混合物(PANI-DBSA/CO),将其作为纳米填料得到纳米聚苯胺/聚氨酯互穿网络聚合物(IPN)涂层。并利用SEM、XRD和FTIR对制备的PANI-DBSA与PANI-PU互穿网络复合涂层进行了表征。测试分析了涂层的物理力学性能,并利用电化学阻抗谱(EIS)和电动位极化分析该系统在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。通过耐酸耐碱和盐水浸泡实验进一步测试评估涂层耐介质性能。结果表明PANI-DBSA添加量为1%时,接触角达到102.6°,浸泡720 h后附着力达到S1级,拉伸强度16.22 MPa,伸长率达到208%。添加聚苯胺后,复合涂层的阻抗值提高569倍,耐10%H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl时间均达到90 d以上。聚苯胺的加入,能进一步提高互穿网络涂层的防腐性能,扩大了其应用领域。

偏高岭土基地聚物道路修补砂浆的制备和性能优化

为弥补传统水泥基修补材料的不足,利用地聚物凝结硬化快、强度高、可持续等优点来制备道路快速修补材料。从力学性能角度出发,采用偏高岭土和普通硅酸盐水泥复掺的方法,将水玻璃和NaOH作为复合碱性激发剂,制备出了力学性能优良的地聚物道路修补砂浆。通过正交试验,确定了复合碱性激发剂的水玻璃模数为1.5、胶砂比为0.5的试验条件。结合SEM试验,系统地研究了水泥掺量、激胶比对地聚物道路修补砂浆早期和后期力学性能的影响。试验结果显示,当水泥掺量为40%、激胶比为0.30时,在标准养护条件下,地聚物修补砂浆在0.5 d时的抗折强度为3.8 MPa,抗压强度为21.9 MPa。在28 d龄期时,其抗折强度达到了9.7 MPa,抗压强度达到了最大值47.7 MPa。研究结果将为地聚物道路修补砂浆的可控制备和性能优化设计提供参考。

基于稳定化金属锂粉的硅电极预锂化性能探究

为了解决锂离子电池首次充放电效率过低、不可逆容量损失会消耗大量电解液和正负极材料中脱出锂离子的问题,基于稳定化金属锂粉(SLMP)对硅电极进行预锂化,结合扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对电极表面形貌及组成进行分析,探讨预锂化搁置时间及预锂化试剂用量对硅电极储锂性能的影响规律。研究表明,预锂化之后,减少了首次不可逆容量,提高了电极循环稳定性能。在预锂化搁置时间为36 h和SLMP用量为0.3 mg的条件下,硅电极的首次可逆容量可以达到3 444.9 mAh·g^(-1),经过60次充放电循环后,容量依然能保持1 247.2 mAh·g^(-1)。预锂化技术能补偿电池初始及循环过程中的不可逆容量损失,提高电池的容量及能量密度,显著延长电池的使用寿命。

氧化锌改性聚氨酯/聚烯烃IPN复合膜力学性能研究

以蓖麻油(CO)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为基材,采用共混法制备聚氨酯/聚烯烃互穿网络(IPN)薄膜(PU/PO),再利用氧化锌改性,制备得到氧化锌改性聚氨酯/聚烯烃复合膜(PU/PO-ZnO),并对PU/PO和PU/PO-ZnO复合膜进行了表征和测试。结果表明:组分甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和丙烯腈的添加量分别为2.5、2.5、1.16 g时,PU/PO薄膜的抗拉强度最高达到10.70 MPa。蓖麻油预聚体和环氧树脂E44的质量比为3.4时,在铝合金、钛合金和碳纤维基材上的剪切强度分别达到7.92 MPa, 7.59 MPa和8.17 MPa。经0.5 wt%氧化锌改性后,拉伸强度提高了30%、平均断裂伸长率上升至180%。