纳米莫来石添加量对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响

将不同质量分数(0.01%,0.03%,0.05%,0.10%,0.40%)的纳米莫来石添加到聚脲润滑脂中,采用四球摩擦试验机评价纳米莫来石的添加量对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响,并研究了纳米莫来石的减摩抗磨机理。结果表明:随着聚脲润滑脂中纳米莫来石添加量的增加,摩擦副的稳定摩擦因数和磨痕宽度均呈先减小后增大的趋势,在纳米莫来石质量分数为0.03%时达到最小值,分别为0.0587,0.64 mm,相比于未添加莫来石的基础润滑脂润滑条件下分别降低9.3%和11.1%。添加纳米莫来石的聚脲润滑脂优异的摩擦学性能归因于在摩擦过程中形成了由聚脲润滑脂、含C-O键的化合物、氮氧化物与莫来石组成的润滑膜。莫来石中的SiO_(2)有助于降低接触压力,使摩擦副的摩擦方式向滚动摩擦转变,而Al_(2)O_(3)能够填充摩擦副表面的凹坑与凹陷,促进润滑膜的形成;2种成分所发挥的协同作用使得聚脲润滑脂表现出良好的润滑效果。

纳米莫来石粉体的合成及其表征

以异丙醇铝和正硅酸乙酯为主要原料,采用溶胶-凝胶-超临界流体干燥技术(sol—gel—supercritical fluid drying)制备了n(Al2O3):n(SiO2)为3:2的Al2O3-SiO2二元纳米气凝胶,通过中温煅烧,获得了纳米级莫来石粉体。用热重-差示扫描热量计(TG—DSC)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及物理吸附分析仪等手段研究了经不同温度处理后样品的显微形貌、比表面积、微孔孔容分布及物相变化等规律。TG—DSC分析表明:在煅烧过程中,气凝胶的大部分质量损失(15.98％)在700℃左右已完成,在DSC曲线上450℃和1 105℃时存在2个因结构重整晶化的放热峰和850℃时存在1个非晶化的吸热峰;借助于TG—DSC,XRD和TEM分析手段,可以确定在纳米Al2O3-SiO2二元材料内,在1 015℃左右开始形成莫来石,在1 100～1 200℃期间就已完全转变成莫来石,1 200℃可得晶粒发育良好的纳米莫来石粉体;TEM和物理吸附分析仪测试结果表明:1 100℃和1 200℃所得纳米莫来石的微粒大小分别为30 nm和50 nm左右,比表面积分别为138.91 m2/g和95.81m2/g。

Sol-Gel-SCFD法制备纳米莫来石

以AIP(Aluminum-isopropoxde)和 TEOS(Tetraethyl Orthosilicate)为主要原料,采用Sol-Gel-SCFD(超临界流体干燥)技术制备了n(Al_2O_3):n(SiO_2)=3:2的Al_2O_3-SiO_2二元纳米气凝胶,通过中温煅烧,获得了纳米级莫来石.用热重-差示扫描热量计(TG-DSC)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和物理吸附分析仪(Autosorb)等手段对二元纳米气凝胶和纳米莫来石进行了分析和研究.TG-DSC研究表明,在煅烧过程中,气凝胶的大部分失重(15.98％)在700℃左右已完成,DSC曲线上在445和 1015℃存在的两个放热峰是由于二元凝胶中的Si-O-Al-O结构重整和莫来石化所致,而在805℃处小的吸热峰是由体系中结构水分解所致;借助于 TG-DSC、XRD和 TEM分析手段,可以确定在纳米Al_2O_3-SiO_2二元材料内,莫来石的开始形成温度为1015℃左右.XRD分析表明,完全转变成莫来石温度在1100～1200℃之间,1200℃可得晶粒发育良好的纳米级莫来石;TEM和物理吸附分析仪测试结果表明,1100和1200℃所得纳米莫来石的微粒大小分别为30和50nm左右,比表面积分别为138.91和95.81m^2/g.

纳米莫来石/聚苯乙烯复合材料性能研究

采用优质煤系高岭土煅烧制备的纳米莫来石(nano-mullite)对聚苯乙烯(PS)进行改性研究,通过机械共混的方法制备了nano-mullite/PS复合材料。实验探讨了纳米莫来石的表面状态及其含量对复合材料力学性能的影响。实验结果表明:2%的偶联剂包覆改性的纳米莫来石改性PS的效果最为显著;纳米莫来石加入量为2.5%左右时,改性PS的拉伸强度和缺口冲击强度达到峰值。

低纳米莫来石填充聚丙烯的结晶性能研究

在双螺杆挤出机中采用熔融共混工艺制备了纳米莫来石填充聚丙烯(PP)复合材料,莫来石的质量含量为1%、3%、5%、7%和10%。用DSC考察了填料含量、硅烷偶联剂KH-550(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)和加入增容剂MAPP(PP接枝马来酸酐)对聚丙烯结晶性能的影响。结果表明:纳米莫来石粉体作为一种新型的无机矿物填料,对PP有异相成核效应,结晶温度提高,熔点略有上升,能诱导β晶生成;KH-550和MAPP的使用对结晶影响很小。

纳米莫来石在聚苯乙烯改性中的应用研究

采用优质煤系高岭土煅烧制备的纳米莫来石(nano-mullite)对聚苯乙烯(polystyrene)进行改性,通过机械共混的方法制备了PS/nano-mullite复合材料。探讨了复合材料中纳米莫来石的含量对改性PS的力学性能、耐热性能以及热流动性的影响。实验结果表明:适量的纳米莫来石加入后,复合材料的拉伸强度,缺口冲击强度,维卡软化点温度和热流动性能均有较大的提高。

低纳米莫来石填充聚丙烯的力学性能

在双螺杆挤出机中用熔融共混工艺制备纳米莫来石/聚丙烯(PP)复合材料,莫来石的含量为1%、3%、5%、7%和10%。考察了填料含量、硅烷偶联剂KH-550和加入增容剂MAPP(PP接枝马来酸酐)对复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的形貌。结果表明:纳米莫来石粉体作为一种新型的无机矿物填料,在含量较小时(1%左右)对PP基体具有增强增韧作用;用KH-550表面处理和加入MAPP使纳米莫来石在基体中的分散均匀,力学性能有所提高,尤其是加入MAPP效果明显。

纳米莫来石在工业水处理阻垢剂上的应用研究

首次研究了纳米莫来石在工业水处理阻垢剂上的应用,通过实验分别从水溶液中钙离子浓度随温度的变化规律、Ca2+浓度变化对阻垢性能的影响、阻垢剂主体莫来石加入量的影响、分散剂的加入对阻垢性能的影响、不同吸附材料的阻垢性能以及不同吸附材料加分散剂的阻垢性能等六个方面全面考察纳米莫来石的阻垢性能,实验结果表明纳米莫来石和其它助剂配合使用在水处理上具有更好的阻垢效果。

纳米莫来石的制备及其对氧化铝陶瓷性能的影响

以硝酸铝和硅溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了纳米莫来石粉体,进而探讨了纳米莫来石对氧化铝陶瓷烧结性能、抗弯强度以及抗热震性能的影响.结果发现,在1100 ℃煅烧硝酸铝与硅溶胶先驱体时仅有少量Al2O3生成,当将煅烧温度升高到1200 ℃时,获得了单一的莫来石晶相,粉体的平均粒径在50～60 nm之间;在氧化铝中添加2wt%～10wt%的纳米莫来石,可以有效促进陶瓷体的致密烧结,并获得良好的抗弯强度与抗热震性能;纳米莫来石含量为5wt%的陶瓷,在1650 ℃烧结后的抗弯强度为247.49 MPa,经过1200 ℃热震后的抗弯强度为218.52 MPa;当纳米莫来石的添加量超过10wt%时,将降低陶瓷的饱和体积密度,并恶化陶瓷的抗弯强度与抗热震性能.

系列富硅铝矿石水热晶化法合成纳米莫来石复相粉体的研究

分别以粉煤灰、煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣等富硅铝矿石为原料,经过除杂、煅烧活化后,利用水热晶化法制备出纳米莫来石复相粉体。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线荧光光谱分析(EDX)和选区电子衍射(SAED)等手段研究了复相粉体的物相组成与显微结构,并用魔角旋转核磁(MAS^NMR)分析水热晶化反应机理。结果表明:经过一定温度煅烧活化后,当NaOH溶液浓度为2~3 mol/L、搅拌温度80~90℃、恒温3 h、液固比为10 mL/g时,上述四种原料均可制得以莫来石为主晶相的纳米复相粉体,其中以煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣为原料制备的晶体均为结晶良好的柱状晶,平均长度分别为50、300和150 nm,平均长径比分别为4、3.5和3.75;以粉煤灰为原料制备的晶体主要呈现棒状、针状和纤维状,其棒状晶长度约30~80 nm、直径约4.5~30 nm。

纳米莫来石粉在催化加氢上的应用研究

本文以溶胶 凝胶法自正硅酸乙酯和硝酸铝制备纳米莫来石,并将其应用于蒽醌加氢制取双氧水的反应中,考察其催化性能,得出了纳米莫来石在催化加氢上有一定的应用前景,并对反应机理作了初步探讨。

纳米莫来石在水介质中的分散稳定性

以六偏磷酸钠作为分散剂,利用沉降实验研究了分散剂用量,pH值及超声处理时间对纳米莫来石在水介质中的分散稳定性的影响。结果表明:pH>7、超声时间为10min(功率140W)、六偏磷酸钠的浓度为0.5%(wt)时,可以获得较稳定的分散。分散后纳米粒子团聚现象减小,粒子平均粒径从5μm减小为300nm,对纳米莫来石在水基涂料等方面的应用进行了初步探索。

微沸法合成纳米莫来石及活化能的研究

以硝酸铝和硅溶胶为原料,采用微沸法对合成纳米莫来石及其活化能进行研究,并用热重-差示扫描热量计(TGDSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成莫来石的粒度、相组成和形貌进行分析。结果表明:在原料中的铝硅摩尔比为3∶1的条件下,温度为854℃时莫来石开始形成,温度为920℃时Al-Si尖晶石开始转变为莫来石,温度为1200℃时莫来石化完成,合成莫来石的活化能为(634.52±28.90)kJ·mol-1。经过1200℃煅烧后,莫来石含Al2O3的摩尔分数为59.8%,平均粒度约为31.7nm,形状为针状,并由这些针状莫来石构成连续的网络结构。随着铝硅摩尔比的增加,合成莫来石的温度降低,活化能降低。当铝硅摩尔比增加至6∶1,合成莫来石的活化能降至(514.73±14.40)kJ·mol-1。

纳米莫来石在蓖麻油中的摩擦学行为

利用MMW-1型立式万能摩擦磨损试验机考察了添加KH-550硅烷偶联剂改性及未改性纳米莫来石对蓖麻油的摩擦学性能的影响。结果表明：KH-550硅烷偶联剂对纳米莫来石具有明显的改性效果；在蓖麻油中添加改性纳米莫来石可以明显提高其润滑性能；改性莫来石的添加量在1％～1．5％时，润滑油的效果最佳。

纳米莫来石的阻垢性能研究

研究了纳米莫来石的阻垢性能,通过实验分别从不同水溶液浓度中的钙离子随温度的变化规律、不同Ca2+浓度变化对阻垢性能的影响、阻垢剂主体莫来石加入量的影响、分散剂的加入对阻垢性能的影响、不同吸附材料的阻垢性能以及不同吸附材料加分散剂的阻垢性能6个方面全面考察纳米莫来石的阻垢性能,实验结果表明纳米莫来石和其它助剂配合(质量配比为1.2∶7)使用具有更好的阻垢效果。

纳米莫来石的制备及其机理研究

以正硅酸乙酯(TEOS)、结晶氯化铝(A lC l3.6H2O)为主要原料制备纳米莫来石前驱体溶胶,然后采用超临界流体干燥处理(SCDF)技术制备了A l2O3-S iO2体系纳米超细粉体,经1 100℃热处理后全部转化为针状纳米莫来石。借助透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)和物理吸附仪等仪器对纳米莫来石进行了表征,并对其机理进行了探讨。

纳米莫来石的制备及表征

以正硅酸乙酯(TEOS)、结晶氯化铝(AlCl3,.6H2O)为主要原料制备纳米莫来石前驱体溶胶,然后采用真空冷冻干燥处理(SCDF)技术制备了Al2O3—SiO2体系纳米超细粉体,经1100℃热处理后全部转化为针状纳米莫来石。借助透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、X—射线光电子能谱仪(XPS)和物理吸附仪等仪器对纳米莫来石进行了表征。

纳米莫来石强化龙泉青瓷胎体性能

在龙泉青瓷胎体中引入纳米莫来石晶粒作为增强相强化龙泉青瓷,分析了纳米莫来石晶粒的添加量对龙泉青瓷力学性能、物相组成及显微结构的影响规律。研究结果表明,在龙泉青瓷胎体中引入纳米莫来石晶粒,通过颗粒增韧和裂纹增韧机理而增加龙泉青瓷的力学性能。当纳米莫来石晶粒的引入总量为3%时,其抗折强度可以达到59.7 MPa,相对于未引入纳米莫来石晶粒的青瓷样品其抗折强度增幅达85.4%。

莫来石／环氧树脂纳米复合材料制备及其拉伸力学性能研究

用机械搅拌和超声波分散相结合的实验方法制备了莫来石／环氧树脂纳米复合材料，通过透射电镜照片分析得出纳米莫来石的最佳填充量，拉伸实验数据表明，最佳填充的莫来石／环氧树脂纳米复合材料的拉伸强度有显著提高。

开放水热法制备莫来石复相纳米晶体的影响因素

以天然高岭土为原料,经精细化处理煅烧制备莫来石。用常压、开放水热技术制备出莫来石复相纳米晶体材料。实验表明:常压、开放水热条件下制备莫来石复相纳米晶粉体的水热反应中,采用质量比为m(Na2O)/m(SiO2)=2.8,m(H2O)/m(Na2O)=35～30,0～80℃控温升温1h,在80℃保温2h,可制备出尺寸为80～100nm莫来石复相纳米晶体。所制备的莫来石纳米晶体的水热溶液相变驱动力?μ为(3.609～4.672)×10–20J/mol;水热体系溶解度控制在3.891×10–6mol/L;熔解热?E为18.846kJ/mol;晶体生长速率常数选择0.85～0.92,有利于快速成核和晶体生长,并且可以很好地控制晶体尺寸和分散度。