PTFE改性超疏水PDMS装饰涂层及表面性能分析

随着高分子化学的发展对建筑装饰材料的性能提出了一定要求。选择碳钢作为测试基材,利用碱性不含氰化物电解浴方式制备有机硅聚合物(PDMS)装饰涂层,对PDMS涂层进行聚四氟乙烯(PTFE)改性处理形成超疏水表面。开展实验测试研究其表面润湿性和耐腐蚀性。研究结果表明:PDMS涂层润湿角从31.6°提高至81.5°,经PTFE修饰处理的试样获得了超疏水性。PDMS涂层形成了2个抑制阳极反应的钝化区,获得了更强的耐蚀能力。PDMS涂层PTFE改性后具备比改性前更强耐蚀能力。该研究有助于提高建筑装饰材料表面使用效率,尤其是便民质量。

建筑装饰用PTFE改性超疏水PDMS涂层性能分析

选择碳钢作为测试基材,利用一种简单、无氟、低成本工艺制得超疏水性聚二甲基硅氧烷PDMS涂层。对PDMS涂层进行聚四氟乙烯PTFE改性处理形成超疏水表面,并通过实验测试的手段对其进行微观组织和自清洁分析。研究结果表明:PDMS涂层经PTFE改性处理后的表面变得更加粗糙,许多微米级颗粒在表面形成了均匀覆盖状态。超疏水涂层形成了PTFE烷基的衍射峰,生成了聚四氟乙烯盐。碳钢超疏水表面具备高效自清洁能力,其分层结构能够保留空气,隔绝了污染物接触,抑制水滴在表面发生扩散。

基于PDMS和GTSTRUDL的核电厂管道支架自动建模技术研究

为提高核电厂管道支架力学分析的效率,解决支架力学分析中建模耗时费力的问题,基于核电三维布置设计平台(PDMS)开展了可用于GTSTRUDL软件的支架自动建模技术研究。通过开展支架的关键节点、支架坐标系、钢结构排序、型钢BETA角自动调整等关键技术的研究,实现了支架从PDMS至GTSTRUDL的自动建模,并开发了PAGIS程序。经验证,PAGIS程序可以快速、准确地将PDMS中的支架数据转换成GTSTRUDL命令流。PAGIS程序可以解决支架力学分析中建模耗时费力的问题,极大地提高了支架力学分析的效率。

PDMS系列助剂对10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂防治草地贪夜蛾的增效作用

本研究采用室内毒力测定,助剂润湿铺展性能和田间防治效果评价研究了自研“PDMS”系列助剂(PDMS-01、PDMS-02、PDMS-03、PDMS-04)对10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂防治草地贪夜蛾的增效作用。结果表明,PDMS系列助剂均可提高10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂的毒力;7.5~17.5 g/L处理药液中添加助剂PDMS-01,药液润湿时间降低172.84~176.59 s,药液表面张力降低15.26~16.28 mN/m,玉米叶片正、背面静态接触角分别降低13.39°~24.12°和12.02°~27.56°;10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂减量30%(21 g/667m^(2))并添加PDMS-01后,无人机施药对草地贪夜蛾的3 d和14 d田间防效分别可达76.62%和82.36%,与未减量处理(30 g/667m^(2))的防效差异不显著,与添加KQ-103、凯耀高航处理差异也不显著。助剂PDMS-01可显著改善10%甲维盐·氯虫苯甲酰胺悬浮剂药液的润湿铺展性能,减少药剂用量30%对草地贪夜蛾仍有较高防效,且速效性和持效性较好。

AuNPs/CNTs/PDMS复合薄膜的制备及其导电性能研究

通过物理混合和原位还原的方法制备了纳米金/碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(AuNPs/CNTs/PDMS)复合薄膜。扫描电子显微镜分析表明碳纳米管(CNTs)在PDMS中均匀分布。当CNTs含量为4%(wt,质量分数,下同)时,其与纳米金(AuNPs)形成相互连接的网络,复合薄膜具有导电性;CNTs含量为3%,AuNPs还原时间为8h时,复合薄膜灵敏度最高,应变系数为5.71。AuNPs/CNTs/PDMS复合薄膜具有良好的柔韧性和导电性,可广泛应用于柔性可穿戴设备。

ZnO/PDMS对生物被膜形成和厚壳贻贝稚贝附着的影响及在养殖网箱的潜在应用

为探究养殖网箱表面涂层对海洋污损的防污性能,研究在Glass基底上以聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)为成膜剂,填充不同浓度(3.5wt%、7.5wt%、11.25wt%、15wt%)的ZnO纳米粒子,采用流延法制备ZnO/PDMS涂层后,将基底投放于浙江嵊泗枸杞岛自然海域(30.72°N,122.76°E),测试该涂层表面所成生物被膜情况,及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。结果显示:生物被膜的生物量随基底投放时间的增加而增加。在28d时,填充ZnO纳米粒子各实验组生物被膜的细菌密度、硅藻密度及其对厚壳贻贝稚贝附着的诱导能力显著低于未添加组。与Glass相比,15wt%ZnO/PDMS上28d生物被膜细菌密度下降了43.25%、硅藻密度下降了91.59%;厚壳贻贝稚贝附着率同比Glass组及PDMS组分别下降了75.41%和62.50%。利用MiSeq测序技术评估15wt%ZnO/PDMS上28d生物被膜群落结构发现,与Glass相比,ZnO/PDMS通过降低嗜冷杆菌属(Psychrobacter)相对丰度,提高罗氏菌属及维诺格拉德斯基氏菌属(Winogradskyella)相对丰度,改变了细菌群落的组成。因此,ZnO/PDMS通过降低生物被膜的生物量及改变细菌群落结构丰度来影响自然生物被膜的形成,并抑制了厚壳贻贝稚贝的附着。

B-PDA-G/PDMS导热绝缘材料的制备及应用

为解决可穿戴电子设备中的散热问题,开发了一种高导热、高电绝缘性能的柔性热管理材料。通过选用氮化硼(BN)和石墨烯纳米片(GNPs)作为杂化导热填料,选取聚多巴胺(PDA)对杂化导热填料表面进行改性,然后与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合,采用热压法制备了不同填料质量分数的B-PDA-G/PDMS导热绝缘膜。利用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜等表征手段,探究填料B-PDA-G与单一BN对PDMS膜导热性能的影响,并评估其在纺织领域的应用可行性。结果表明:B-PDA-G/PDMS膜在低填料质量分数时能够保持良好的力学性能、电绝缘性和导热性能。当BN与GNPs的质量比为5∶5,填料质量分数为30%时B-PDA-G/PDMS导热绝缘膜的面内导热率最高可达7.63 W/(m·K),相较于BN/PDMS和纯PDMS膜分别提高了2.8倍和27.3倍。B-PDA-G/PDMS作为封装材料应用于电热织物中表现出良好的导热和散热性能,表明其在柔性可穿戴设备和电子器件的热管理中应用潜力巨大。

CNT/PDMS复合材料的直写打印技术及性能测试

针对复合材料的制备需求以及具有导电性能的碳纳米管(CNT)-聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料在柔性传感方向的使用需求,利用直写打印与复合材料制备相结合,研究了CNT/PDMS复合材料的直写打印工艺及测试了其传感性能。在实验中,配制了不同CNT含量的打印墨水,通过测试其自举性及导电性得到CNT含量为7%的墨水在打印时出丝顺畅且能打印复杂结构。优选200 kPa的挤出气压、20 mm/s的打印速度进行打印。通过对不同形状的网格打印效果和导电性进行测试,选择60%密度的网格进行打印。为了提高固化后的导电性,选择80℃,加热2 h进行固化。在此基础上,打印CNT含量不同的网格结构,测试其灵敏度在0~10 kPa范围内变化相对明显,往后加压电阻变化率增长速度放缓;对材料往复施加不同压力,其稳定性良好;将不同质量砝码间歇式的压在网格结构上时,测试得该复合材料的传感分辨率良好。这为后续研究直写打印技术制备复合材料打下了良好的基础。

基于PDMS的FPI高灵敏度温度与气压传感器

为了满足生产实际对高灵敏度温度和气压测量的需要,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计了一款新型的高灵敏度温度与气压光纤传感器。传感器由两个自由光谱范围相近的法布里-珀罗干涉仪(FPI)并联构成,两个FPI由单模光纤端面涂覆PDMS制成。由于PDMS具有优良的热敏性和弹性,基于PDMS的FPI具有较好的温度和压力敏感性。将两个自由光谱范围相近的FPI并联后,形成一个光学游标效应传感器,进一步放大了传感器灵敏度。实验结果表明传感器的温度和气压灵敏度分别为2.7893 nm/℃和15.5079 nm/MPa,而单个FPI的温度与气压灵敏度分别为0.2508 nm/℃和1.5181 nm/MPa,灵敏度被分别放大了11.1和10.2倍。该传感器结构简单、制作容易、尺寸紧凑、成本低、灵敏度高、重复性和稳定性好,具有一定的实际应用价值。

钛酸钡/炭黑/PDMS三元压电复合薄膜及其在振动能量采集器上的应用研究

制备了性能优越的三元无铅钛酸钡/炭黑/PDMS(BaTiO_(3)/C/PDMS)压电复合薄膜。周期振动击打下BaTiO_(3)/C/PDMS压电复合薄膜输出电压为7.43 V,比BaTiO_(3)/PDMS压电复合薄膜的输出电压增加了143%。当导电材料C的质量分数为3.2 wt%时,BaTiO_(3)/C/PDMS复合薄膜可获得最大输出电压,且压电性能和铁电性能最优。复合薄膜产生的电能可储存至超级电容器,用于驱动对应的商用发光二极管。将BaTiO_(3)/PDMS和BaTiO_(3)/C/PDMS基复合压电材料分别应用于非对称振动能量采集器,实验结果表明系统的-3 dB带宽由未填充C时的8.7 Hz增加到填充C后的9.3 Hz。

煤浆提浓项目的工程设计与PDMS软件的应用研究

结合凯越煤化的煤浆提浓项目,介绍了其煤浆提浓系统,并针对该系统的工程设计,从设备布置、工艺管道设计、自动控制系统和联锁设计等方面进行探讨,阐述了设计要点和注意事项。在设计过程中,为提高设计质量和出图效率,采用了PDMS软件进行三维设计,介绍了PDMS软件的特点、建模设计过程和设计成品文件。

PDMS二次开发在数字化站场设备设计中的应用

PDMS是一款由AVEVA公司开发的三维协同设计平台,在石油化工行业有着广泛的应用。本文首先对PDMS三维协同设计平台的传统设备模型生成方式进行了阐述,由于油气站场数字化设计项目具有“短、频、快”的特点,传统的设备模型生成方式已无法满足生产需要,因此亟需研发一款设备模型插件来改变现状。接着,本文比较了PDMS开发语言PML语言与.NET(C#)的利弊。根据设备模型插件不需要与第三方软件进行数据交互的特点,本文主要介绍了PML语言在PDMS设备模型插件开发中的应用,详细描述了设备模型插件的开发流程。PDMS二次开发技术的应用,省略了传统设备建模方式中参数输入及元件间定位操作环节,能够实现一键创建设备模型,从而有效提升数字化站场设备设计效率,缩短数字化站场建模的周期,节约人力成本及时间成本。

提高PDMS项目法兰连接用螺栓长度的准确性

给出了如何提高三维设计软件PDMS螺栓长度的解决方案,主要通过螺栓连接元件建模标准化、对夹元件建模标准化、螺栓集标准化、螺栓长度标准化、螺栓等级标准化,从而确保PDMS项目螺栓长度的准确。

PDMS软件在化工设计中的应用

由于化工生产装置管道复杂,压力等级较多,配管设计工作量大,在化工工程配管设计过程中,常常采用工厂设计管理系统(PDS、PDMS)等工程设计软件进行辅助设计。以PDMS软件为例,从化工工程配管设计的意义、设计方法以及PDMS软件特点出发,探讨PDMS三维配管在变压吸附装置(PSA)设计中的应用方法,并从创建元件库、层级化的工艺拆分、管道建模、管道优化、碰撞分析以及设计方案输出等角度予以阐述。

基于正交试验的CNT/PDMS复合材料直写打印参数优化

为了获得平整的CNT/PDMS复合材料的打印表面,为后续提升材料的传感性能。通过直写打印技术来获得复合材料结构,对其影响因素进行正交试验设计,再通过测量打印试样的宽度和厚度,对其极差、方差进行分析来优化打印参数。在实验中,配制了CNT/PDMS墨水并设计了其打印结构为20 mm×20mm×1.8 mm长方体,选用0.45 mm孔径的针头在200 kPa的挤出气压下打印。选取了打印速度、扫描间距和层厚三个因素为主要影响因素并设置了相应的三个水平进行了正交试验设计。打印了9个试样并测量了试样的宽度和厚度,通过其极差和方差分析一致可得:三因素对宽度和厚度影响程度排序均为层厚>打印速度>扫描间距。根据极差和均值分析可得:影响宽度的打印参数最优组合为打印速度15 mm/s,扫描间距0.45 mm,层厚0.15 mm。影响厚度的打印参数最优组合为打印速度15 mm/s,扫描间距0.30 mm,层厚为0.15 mm。这为后续打印效果中传感性能的优化打下了良好的基础。

PDMS数字化交付在化工项目中管道设计的应用

随着设计技术的不断进步、软件性能的提升,工厂数字化交付已成为企业提升管理水平和竞争力的重要手段。数字化交付是建设数字化工厂的核心,确保实现设计、采购、施工和调试及运维等工程全生命周期各个阶段的数据信息共享和安全管理。目前主流设计院都在主推工厂数字化交付,工厂数字化交付作为现在设计的主流作用越来越明显。我们公司工厂数字化交付主要的三维设计软件是PDMS,这款三维设计软件在项目中得到了应用,鉴于本人对PDMS应用比较多,现对PDMS在项目设计上的应用进行具体的说明。

PDMS/PTFE限制层材料软体机械手设计与性能试验

为抑制软体驱动器弯曲过程中的不必要变形,提高软体机械手抓取能力,提出一种限制层材料为PDMS和PTFE混合制备的软体机械手。通过调整PDMS和PTFE之间的质量比来改变限制层刚度,进而改变软体机械手的弯曲角度。考虑到软体机械手工作时,应变层变形远大于限制层,采用Yeoh和Neo-Hookean形式的应变能方程表述应变层和限制层材料力学行为。基于模型和力矩平衡原理建立软体驱动器弯曲角度数学模型,进而研究限制层材料和结构参数对软体机械手弯曲性能的影响。利用单轴拉伸试验获取不同质量比的PDMS和PTFE混合制备的限制层样品应力应变曲线,并拟合获取Yeoh模型材料参数,进而进行有限元仿真分析,确定限制层材料的最佳比例。对不同限制层材料制成的驱动器进行弯曲角度测试,试验结果与理论分析偏差在5%以内,验证了数学模型的准确性。同时,驱动器的末端力测试结果表明,限制层PDMS/PTFE质量比为8∶1的驱动器明显优于纯硅胶软体驱动器,最大末端力可达2.45 N。使用软体机械手对多种物品进行抓取试验,其最大抓取质量达420 g。

基于PDMS的网格化三维定位技术在海洋石油工程中电仪专业的应用

通过对PDMS建模软件的二次编程开发,将复杂的输入模型进行统一的标准化调整和设定,从而实现三要素三维定位技术在实际海洋石油工程项目中的应用。对于结构复杂、支架繁多的国内外项目,加以网格化辅助的三维定位技术是电仪专业提高施工工效的必经之路,通过圆形FPSO的项目实践验证,此一整套的基于三维定位技术的出图模式已逐渐替代传统的二维出图模式,在海洋石油工程行业中成为最佳选择。

基于PDMS海绵介质的柔性光纤压力传感器制备及性能研究

为了提高柔性光纤压力传感器的灵敏度和稳定性,对压力传感器结构设计、结构参数及制作工艺进行了研究。设计并制作了基于海绵增敏结构下的不同厚度和不同固化温度的光纤压力传感器。对比了不同参数下传感器的性能得出了最佳的厚度和固化温度,最后利用光频域反射计(OFDR)测量了光纤应变变化。结果表明,在PDMS基底配比和固化时间恒定的情况下,厚度和固化温度均对柔性光纤压力传感器的灵敏度有影响,并验证了当施加压力的范围为0~276.2kPa,加压的步长为27.7kPa时,PDMS厚度3mm,固化温度80℃的传感器灵敏度最高,可达6.65με/kPa。同时,柔性压力传感器具有柔韧、轻薄、可测量复杂曲面等优点,为航天航海领域弧形物体表面压力测量提供了可靠的解决方案。

介电层造孔优化ITO-PET/PDMS/ITO-PET结构的电容式柔性压力传感性能

灵敏度是柔性压力传感器的重要性能指标,为了有效提高传感器的灵敏度,同时兼顾其他各性能,选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为复合介电层材料、氧化铟锡-聚对苯二甲酸乙二醇脂(ITO-PET)作为电极材料、二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)作为造孔试剂,通过介电层造孔的方式,尝试配置不同质量分数DPT的DPT-PDMS试剂来寻找最佳配比,使制备的ITOPET/PDMS/ITO-PET结构的电容式柔性压力传感器的灵敏度显著提高,在低压范围灵敏度达到了1.65 kPa^(-1),相较于没有造孔的PDMS电容式柔性压力传感器的灵敏度(0.36 kPa^(-1))提高了3.58倍,最终取得了灵敏度高、工作压力范围(0~8 kPa)宽、阻滞误差小、循环稳定性高、工作温度范围(0~80℃)广、响应时间(<65 ms)短的电容式压力传感特性。由此可见,对介电层造孔能够有效提高传感器的灵敏度,并且传感器的其他性能均表现良好。