全钒液流电池用非氟咪唑型阴离子交换膜的制备

在全钒电池(VFB)用离子交换膜中,阴离子交换膜以其钒离子渗透率低这一主要优势受到了广泛的关注。以N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为溴化试剂,2,2′-偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,对聚苯醚(PPO)的苄甲基溴化;以N-正丁基咪唑为功能化试剂,制备了一种非氟咪唑型聚苯醚阴离子交换膜。研究了不同N-正丁基咪唑功能化程度的阴离子交换膜的离子传导率、离子交换容量(IEC)、含水率、钒离子传递系数等性能,并与N-甲基咪唑功能化的阴离子交换膜做了对比。结果显示,N-正丁基咪唑功能化聚苯醚阴离子交换膜的钒离子传递系数为4.8×10-9 cm·min-1,60℃时离子传导率为10.8mS·cm-1,且化学稳定性及力学性能优异,具有在钒电池中应用的潜力。

非连续长纤维增强树脂基复合材料进展

本文综述了非连续长纤维增强树脂基复合材料的制备工艺;纤维长度对力学性能的影响;非连续长纤维的增强与增韧机理和控制纤维长度对加工设备与模具的要求。

全钒氧化还原液流电池复合双极板制备与性能

采用溶液插层复合法成功地制备了以聚丙烯(PP)和马来酸酐接枝聚丙烯(g-PP)为基体材料、鳞片石墨(GP)为导电填料的全钒氧化还原液流电池(VRB)导电双极板。用四探针法、动电位、恒电位、循环伏安及交流阻抗考察了复合双极板的导电性、耐腐蚀性及电化学性能。实验结果表明:g-PP的加入可以使GP均匀地分散到高分子基体中,显著提高了导电填料与高分子基体之间的相容性,复合双极板的电导率为4 3.7 S·cm-1,1.2 V下的腐蚀电流为1.9×1 0-3A·cm-2,满足了全钒液流电池双极板的使用要求。

碳硼烷酚醛树脂的合成及性能研究

以m-碳硼烷为原料,通过Ullmann反应和脱甲基反应获得1,7-二(4-羟基苯基)-m-碳硼烷(1),进一步得到热固性的碳硼烷酚醛树脂(preP1),研究了反应温度、反应时间、摩尔比、催化剂种类和用量对碳硼烷酚醛树脂合成的影响。通过1H-NMR、FTIR等标准方法表征了单体和树脂的结构,并研究了固化物的热失重性能和高温结构转变行为。结果表明,催化剂为NaOH、控制和条件为100℃/8h时,得到数均分子量(M n)为1035的preP1,HRMS分析表明其主要成分为羟甲基化碳硼烷双酚A。preP1固化产物在氮气和空气气氛下900℃时的残炭率分别为88.9%和92.9%,远高于市售硼酚醛固化物。空气中preP1在685℃时B—H键与氧气反应生成含B—O—B键的三维网状结构,因此固化物发生明显增重。

磺化聚苯并咪唑/磺化聚醚砜酸碱复合质子交换膜的制备与表征

为提高膜的尺寸稳定性和阻醇性能,以磺化聚苯并咪唑(S-PBI)与高磺化度聚醚砜(ABPS)两种聚合物为原料,采用溶液共混的方法,制备了系列酸碱复合质子交换膜。研究了复合膜的甲醇溶胀性、吸水率、甲醇渗透系数、质子传导率随S-PBI含量的变化规律。研究表明,随着S-PBI含量的增加,膜的阻醇性能和尺寸稳定性明显提高;同时,复合膜具有较好的质子传导率,有望应用于直接甲醇燃料电池。

通用级沥青基炭纤维的表面处理及增强ABS复合材料力学性能的研究

通过自制实验装置，以ＮＨ４ＮＯ３ 作为电解液，对短切通用级沥青基炭纤维进行阳极氧化表面处理。结果表明：处理后，纤维表面粗糙度和含氧官能团数目明显增大，有效地改善了ＣＦ／ＡＢＳ复合材料的界面粘结性。当处理条件为电解液浓度５ ％ ，电流强度０．８ Ａ，氧化时间１２０ ｓｅｃ时，ＣＦ／ＡＢＳ复合材料的力学性能达到最好。当ＣＦ含量为１２．８ Ｖ／％ 时，拉伸强度由４５ ＭＰａ 提高到６９ ＭＰａ，拉伸模量由０．７３ ＧＰａ 提高到１．６５ ＧＰａ，弯曲强度由９０．５ Ｍｐａ 提高到１１０．８ ＭＰａ，弯曲模量由２．６０ ＧＰａ提高到４．２１ ＧＰａ。并对处理前后沥青基炭纤维增强ＡＢＳ复合材料的机理进行了分析。

石墨在半金属摩擦材料中的作用及其对摩擦性能的影响

研究了石墨在半金属摩擦材料中的粘着和润滑作用和不同含量人造石墨对摩擦性能包括摩擦系数,摩擦稳定性(摩擦系数随温度变化的稳定性)和体积磨损率的影响并与天然石墨进行了比较。由于石墨的粘着特征,石墨可以在一定摩擦温度范围内提高摩擦系数。作为润滑剂,石墨可以通过减弱摩擦材料和摩擦盘表面的粗糙峰之间的直接摩擦而有效降低磨损率。应用模糊综合评价原理,提出并验证了一个定量描述摩擦稳定性的新方法。

不同混合方式对超高分子量聚乙烯复合材料中填料粒子分散性的影响

研究了气流粉碎分散法和普通机械混合法对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中纳米SiO2及玻璃微珠的分散性的影响。经过偶联剂处理的填料,采用这两种方法和树脂混合在一起,在相同的加工条件下,制备出复合材料。通过对复合材料的维卡温度、拉伸强度、硬度的测试,发现气流粉碎分散法有利于提高复合材料的性能,通过对扫描电镜中纳米粒子团聚体的观察,发现气流粉碎分散法有利于填料的分散。

聚丙烯/纳米SiO_2复合材料的结晶行为研究

纳米S iO2经过超声波分散后,用硅烷偶联剂和分散剂A组成的复合偶联剂体系进行表面处理,通过熔融共混法与聚丙烯混合制得聚丙烯/纳米S iO2复合材料。通过DSC分析,研究纳米S iO2对聚丙烯结晶行为的影响。研究发现,纳米S iO2在聚丙烯中起到异相成核的作用,使聚丙烯的结晶温度提高,结晶速率增大,微晶尺寸分布减小。非等温结晶动力学研究表明,不同降温速率下的成核机理基本不变。降温速率越快,单位结晶时间达到的相对结晶度越高。

汽车制动过程中摩擦层的作用和形成机制

总结了汽车制动过程中摩擦层的生成及其对摩擦性能的影响和摩擦层结构的特征:(1)摩擦层具有组分依赖性,摩擦材料中使用的原材料决定摩擦层的组成并最终决定摩擦性能;(2)摩擦热导致摩擦化学反应发生而在摩擦层产生新物质;(3)摩擦层生成是动态的,具有不断生成、破坏、再生成、再破坏的循环过程;(4)摩擦层结构是变化的,与摩擦温度、压力、速度、气氛等条件有关;(5)摩擦层是可控的,通过控制摩擦层结构可以制备高性能(具有稳定摩擦因数、低磨损和低噪声)摩擦材料。

高柔韧性环氧树脂胶粘剂的制备与性能

以聚丙二醇二环氧乙烷甲基醚（牌号1217）作为环氧树脂（EP）体系的柔韧剂,以柔性聚酰胺（牌号2766）和普通聚酰胺（牌号3140）为固化剂,制备了柔韧性良好的EP胶粘剂。研究结果表明：当w（2766）=80%（相对于EP质量而言）时,EP/2766体系的拉伸强度为22.94 MPa、断裂伸长率为10%;当w（3140）=70%（相对于EP质量而言）时,EP/3140体系的拉伸强度为60.00 MPa、断裂伸长率为2%~4%。当EP与1217共混时,随着1217掺量的增加,树脂组分的黏度呈指数式下降态势;当w（1217）=20%（相对于EP质量而言）、m（1217）∶m（2766）=1.3∶1时,EP/1217/2766体系的断裂伸长率（为37%）和铝-铝胶接件的拉伸剪切强度（为22 MPa）相对最大。

直接甲醇燃料电池用有机-无机杂化质子交换膜研究进展

介绍了直接甲醇燃料电池用有机-无机杂化质子交换膜的研究目的和意义,综述了杂化膜的种类、制备方法、结构与性能和质子传输机理,展望了杂化膜的研究方向。

玻璃微珠改性PA6/PA66合金复合材料的制备与性能

采用玻璃微珠填充PA6/PA66合金制得复合材料,通过一系列测试方法研究了复合材料的力学性能、耐热性、吸水率及结晶性能的变化。结果表明,随着玻璃微珠含量的增加,复合材料的拉伸强度有所提高,但当其质量分数超过15%时,拉伸强度开始降低;冲击强度的变化与拉伸强度的变化类似;复合材料的耐热性能则随玻璃微珠的增加而不断增加;玻璃微珠在材料的结晶过程中起到异相成核的作用,导致材料在相对较高的温度下便能形成稳定的晶核,使晶体更稳定地生长,但复合材料的结晶度有所下降。

酚醛树脂在陶瓷摩擦材料中的作用及其对摩擦性能的影响

制备了不同含量丁腈橡胶改性酚醛树脂的陶瓷摩擦材料,并分析了改性树脂在材料中的作用及其对摩擦性能的影响。树脂含量在一定范围内(14.6%～23.6%),摩擦材料的摩擦性能好。为了评价用国家标准GB5763-1998测定的摩擦性能,提出了一个新的综合磨损率的定量表征方法。

端羧基液体氟橡胶的合成及固化性能

以高相对分子质量偏氟乙烯(VDF)-六氟丙烯(HFP)-四氟乙烯(TFE)共聚物为原料,采用一步氧化降解法制备了低相对分子质量的端羧基液体氟橡胶,以六亚甲基二异氰酸酯三聚体为交联剂对其进行交联固化,确定了合成条件,通过傅里叶变换红外光谱和核磁共振表征了端羧基液体氟橡胶,并研究了固化产物的物理机械性能和热性能。结果表明,以KOH为碱时,随着KOH用量的增加,液体氟橡胶的相对分子质量降低(数均分子量较低值为2 200),羧基含量增加,产率可达到98%;随着NCO/COOH(摩尔比)的增加,固化产物的拉伸强度先增加后降低,扯断伸长率先降低后增加,当NCO/COOH为1.20时,固化产物的物理机械性能较好,在800℃时其残炭率为35%,较端羧基液体氟橡胶有所提高。

全钒液流电池阴极电解液稳定性

在钒硫酸溶液中加入添加剂,对钒电池阴极电解液的稳定性进行了研究。利用循环伏安法和交流阻抗法分别对含1%的草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸、葡萄糖、D-果糖、α-乳糖的V(Ⅲ)硫酸溶液进行了分析测试。实验结果表明:添加上述添加剂后,溶液中V(Ⅲ)的溶解度和稳定性有所提高,羧酸类化合物比羟基类化合物的效果更加明显,更适合作为阴极电解液的添加剂。当采用1%草酸的1.8mol.L-1 V(Ⅲ)硫酸溶液作为阴极电解液和2mol.L-1 VOSO4硫酸溶液作为阳极电解液组装钒电池时,电池的充放电性能表明此时钒硫酸溶液具有较高的单位体积电容量。

制动摩擦材料摩擦性能的模糊综合评价

针对国标GB5763-1998和定速摩擦测试仪测定制动摩擦材料在不同温度下的升温、降温摩擦因数和磨损率数据,应用模糊综合评价原理,提出了定量评价制动摩擦材料摩擦性能的方法,包括摩擦稳定性(摩擦因数与摩擦温度的关系)、综合磨损率(磨损率与摩擦温度的关系)和总摩擦性能评价。以一种低金属制动摩擦材料的摩擦性能评价为实例,验证了该方法的可行性。

原材料对制动摩擦材料磨损性能的影响

采用组合摩擦材料研究的组合筛选原材料方法,研究原材料对制动摩擦材料磨损性能的影响,提出用原材料的摩擦磨损性能谱及磨粒磨损和黏着磨损2种磨损机制的竞争关系(V机制)解释制动摩擦材料的磨损性能。根据摩擦磨损性能谱,基于原材料在制动摩擦材料中的作用和对磨损性能的贡献,可把原材料分为润滑区、过渡区和磨料区,处在润滑区的固体润滑剂的耐磨性最好,处在磨料区的陶瓷磨料的耐磨性次之,处在过渡区的纤维和填料的耐磨性最差;有机合成、天然纤维和树脂基体在高温的摩擦化学反应导致热磨损。根据V机制,通过对摩擦断裂表面形态观察,可判断原材料的耐磨性。

端羟基超支化聚酯的改性及性能研究

以三羟甲基丙烷和二羟甲基丙酸为原料,在对甲苯磺酸催化下合成了端羟基超支化聚酯,8-[4'-丙氧基(1,1-联苯)-氧]-辛酸为封端剂对超支化聚酯进行改性,采用羟值滴定确定封端率。通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(NMR)对改性前后超支化聚酯的化学结构进行了表征,并采用差示扫描量热法(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)对所合成超支化聚合物的热性能进行了研究。结果表明,封端剂的最佳用量为聚合物中羟基物质的量的1.05倍,在此条件下,超支化聚合物封端率达到92.02%;改性前后聚合物化学结构与理论结构一致,改性后聚合物玻璃化温度显著升高,且聚合物物相由无定形态转变为晶态与非晶态共存。

黄金分割法在摩擦材料配方设计中的应用

黄金分割法是一维空间搜索最佳值的优化方法。将黄金分割序列与摩擦材料配方中组分的体积分数关联,可以设计和计算摩擦材料配方。摩擦材料配方优化分3步进行:(1)将原材料分为纤维增强体组、填料组和树脂基体组,考察纤维增强体组和填料组中的各个组分对摩擦性能的影响;(2)固定树脂基体组的体积分数,优化纤维增强体组和填料组的含量;(3)优化树脂基体组的含量。