碳纤维耐高温型上浆剂的研究进展

上浆是碳纤维及其复合材料开发与应用中必不可少的关键技术之一。随着先进聚合物基碳纤维复合材料的开发与应用,碳纤维上浆剂耐高温性能不足的问题日益凸显。本文综述了近年来碳纤维耐高温型上浆剂的研究进展,重点阐述了其水性化改性方法,并对各类上浆剂的表面性能、耐高温性能以及对复合材料力学性能的影响进行了分析。从产业化应用的角度,提出了碳纤维上浆剂不仅要对水溶性和耐热性等热点性能以及原材料与制备方法进行研究,更应当注重对碳纤维上浆剂整体应用性能的研究,如上浆剂乳液的稳定性、润湿性、粒径分布,上浆后碳纤维及复合材料的表界面性能和整体力学性能等。

耐高温化纤油剂季戊四醇油酸酯的合成

以氧化亚锡为催化剂、二甲苯为携水剂、由季戊四醇与油酸酯化,合成了在250℃时热失重率为16.76%-20.72%的耐高温季戊四醇油酸酯。对反应温度、投料比、催化剂和反应时间等参数进行了探讨, 得出了最佳合成工艺条件:催化剂质量分数为0.8%,携水剂质量分数为8%,反应温度200℃,反应物醇酸摩尔比1:3.6,反应时间7-8 h。

动力/储能锂离子电池隔膜制备先进技术及研究进展

锂离子电池主要由电极、隔膜、电解液三大部分构成。其中隔膜作为电池的关键部件之一,极大地影响着电池的综合性能。商业聚烯烃隔膜由于润湿性与耐温性差、孔隙率低等缺点,很难满足高性能锂离子电池隔膜的要求。因此,隔膜的制备技术与材料急需进行深入的研究与探索。本文从近期隔膜的研究热点出发,分别从商业聚烯烃隔膜的改性、静电纺丝法及相分离法制备等方面对动力/储能锂离子电池隔膜最新研究成果进行综述,并指出了未来隔膜的发展方向。

TFDY-98油剂与同类进口产品的性能对比

分析了国产TFDY -98FDY油剂的耐热、平滑、润湿、抱合、油膜强度、上浆等性能 ,并与国外产品F -10 48和E -2 0 75K进行了比较 ,其性能与国外同类产品相当。TFDY -98油剂经厂家使用 ,其主要性能能够满足FDY生产的要求 ,可纺性好 ,染色M率 98%以上 ,上浆性好。

新型大容量涤纶短纤维油剂的研制与应用

以高碳醇磷酸酯类表面活性剂为主体抗静电剂 ,与其它酯类、醚类非离子表面活性剂复配制得TDS 2 0 0 0。不同生产规模装置的工业化应用研究结果与进口油剂对比该油剂具有优异的抗静电性 ,较高的油膜强度 ,良好的平滑与抱合性。性能评价表明 :油剂可纺性好 ,能满足生产要求 ,可替代同类进口产品使用。

掺锑氧化锡纳米粉体的表面改性

以硬脂酸、钛酸四丁酯对掺锑氧化锡(ATO)纳米粉体进行表面改性,用FTIR、XRD、TG、TEM等分析手段结合沉降系数、活化指数的测试对改性效果进行了表征和分析.结果表明:钛酸四丁酯偶联剂与硬脂酸按1∶3比例混合,与经无水乙醇处理的ATO粉体比例为12∶加入,在140℃、二甲苯回流5 h的试验条件下对纳米ATO粉体的改性效果最佳,此改性粉体粒径小、抗团聚性好、在26#白油中具有良好的分散性.

国产涤纶POY油剂FSC-168的性能及应用现状

讨论了国产涤纶 POY油剂 F SC-16 8的润湿、摩擦、耐热、抗静电性能及油膜强度和应用对生产过程、产品质量的影响 ,并与同类进口油剂进行了对比。油剂经厂家使用证明 ,其主要性能满足高速纺生产要求 。

氮掺杂二氧化钛的制备及性能

为解决污水降解的问题,利用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为钛源、氨水为氮源、无水乙醇为溶剂制备出N-TiO2,并通过静电纺丝法制备出PET/N-TiO2电纺膜,解决了N-TiO2粉末在水中难以回收的问题;实验研究了样品的光催化性能及重复利用性。结果表明:N-TiO2具有较好的光催化性能,经过150 min太阳光照射,亚甲基蓝的降解率为90.5%;在此基础上制备的PET/N-TiO2电纺膜同样具有良好的光催化性能,经过150 min的太阳光照射,亚甲基蓝降解率为86.2%。

水泥混凝土增强用短切聚丙烯纤维分散助剂

以分子量6 500的聚醚作为主平滑剂,配以聚醚型乳化剂及自制的多电荷抗黏结剂等其他添加剂进行复配,制备水泥混凝土用超短纤维分散助剂,并对其性能进行了系统的研究.结果表明:该分散助剂具有良好的平滑性、润湿性及抗黏结性;用该分散助剂对聚丙烯纤维表面进行处理,不仅能满足纺丝工艺的要求,而且切断后还使纤维具有良好的分散效果;短切纤维在水泥体系中能形成均匀的乱向支撑结构.通过平板试验发现,聚丙烯超短纤维的加入能有效延缓混凝土表面的湿度下降,提高了混凝土体系的强度,阻滞了基体材料的裂纹扩展,改善了基体的抗疲劳性能.

水性环氧树脂的合成及其乳液性能研究

环氧树脂的磷酸化是制备水溶性环氧树酯的一种新的途径。研究了五氧化二磷磷酸化环氧树脂的工艺条件,讨论了温度、时间、投料比等因素对环氧树脂磷酸化过程的影响,利用红外光谱对合成的产物进行了结构表征,并对其水乳液的性能进行了测试。实验结果表明,所制备的产物为环氧磷酸酯类化合物,且具有较好的表面活性,其临界胶束浓度(cmc)为0.3%(质量分数),当乳液质量分数增大到临界胶束浓度以上时,气-液表面张力缓慢增大到44.2 m N/m并保持稳定;乳液质量分数在30%以下时,具有良好的机械稳定性,属假塑性流体。

水溶液中磷酸二氢钾结晶影响因素的研究

采用重结晶法研究了搅拌速率、降温速率和pH值等因素对磷酸二氢钾在水溶液中结晶行为的影响。结果表明:随着搅拌速率的增大,介稳区宽度变窄,诱导期缩短,搅拌速率为300r/min时,结晶速率最小;随着降温速率的增大,介稳区宽度逐渐增加,结晶速率也逐渐增大,而诱导期和晶体的平均粒径均减小;降温速率为0.3℃/min时,晶体的平均粒径最大;在pH=3时,介稳区宽度和诱导期达到最小,结晶速率达到最大。

松香酸聚氧乙烯酯的合成工艺与性能研究

以松香为原料,在高压反应釜中用KOH作催化剂与环氧乙烷加成,制备不同聚合度松香酸聚氧乙烯酯(RPEO).研究其合成工艺,并对反应条件及不同聚合度的松香酸聚氧乙烯酯的性能进行了比较分析.实验表明,反应温度为150℃、催化剂用量200、EO的平均聚合度在15～40时,松香酸聚氧乙烯酯具有较好的乳化、润湿表面活性和优异的耐热性能.

五氧化二磷改性水性环氧树脂的合成及性能

为获得具有良好表面活性的水性环氧树脂,采用五氧化二磷为磷酸化试剂对环氧树脂进行改性,并对此磷酸化工艺过程进行优化。从反应投料比、时间、温度等主要因素考察了反应条件对产物环氧值和单双酯含量的影响,确定了较佳的反应条件:反应投料摩尔比n_((E20))∶n_((P_2O_5))=1.2∶1,反应时间为3h,反应温度为85℃。此工艺条件下制备产物的环氧值为0.057mol/100g,单酯含量为0.44%,双酯含量为0.56%。使用红外光谱仪、核磁共振谱仪对改性环氧树脂的结构进行了表征,并对其热稳定性、乳液的黏温、黏浓特性、粒径及表面活性进行了测试。结果表明,改性后样品的分子结构中有部分环氧键断裂,同时有磷酸单双酯官能团的出现,说明合成了新的产物;改性环氧树脂的热稳定性较好;乳液的平均粒径较小;乳液质量分数低于10%时,其黏度几乎不受质量分数的影响,具有较好的表面活性;乳液质量分数为0.5%时,乳液的表面张力最小。

炭黑导电聚酯织物的制备及其性能表征

为提高聚酯织物的导电性能,采用一种新型的制备导电织物的方法,即同质涂层法,加入导电粒子炭黑制备了同质涂层炭黑导电聚酯(PET)织物;研究了涂层中炭黑(CB)的含量与聚酯含量对织物导电性能的影响,并对所得导电织物的微观形貌、耐水洗性能、热力学性能、力学性能进行了测试表征.研究表明:所得同质涂层导电聚酯织物的表面电阻可达10~2~10~3Ω,且经过超声水洗后表面电阻不受影响;经过SEM观察得知,炭黑与同质涂层相容性良好;改性后织物的熔点在257℃左右,保持聚酯良好的耐热性能;改性后织物拉伸强度相比原织物最大增加164%,具有良好的力学性能.

水溶性聚己内酰胺磷酸酯盐的制备与性能研究及应用

为获得具有良好表面活性的水溶性改性聚己内酰胺(PA6),利用脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯对PA6进行改性。研究了反应物质量比、反应时间、反应温度等工艺条件对产物水溶性、黏度、表面活性、接触角及热稳定性等性能的影响,得到了水溶性PA6合成的最佳工艺条件。使用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对产物结构进行表征。利用场发射扫描电镜对碳纤维表面形貌进行表征。结果表明:最佳工艺条件下改性产物热稳定性较好,500℃时未改性PA6几乎完全分解,8102PK的残留率为24.12%,而8102PPAK的残留率达到27.59%;其1%水溶液的表面张力为22.6mN/m,具有良好的表面活性;使用1%乳液对碳纤维上浆处理后,碳纤维与水的接触角达到51.23°,与改性前85°相比,纤维表面亲水性提高。当上浆浓度和施覆量分别在1%和4mg/g时,碳纤维表面形成一层均匀的浆膜,纤维表面粗糙度达到最小,纤维表面的缺陷得到修复。

聚醚醚酮水性上浆剂对碳纤维热塑性复合材料界面性能的影响

为了提高碳纤维(CFs)热塑性树脂基复合材料的界面性能,采用以相反转乳化法制备的聚醚醚酮(PEEK)水性上浆剂对CFs进行上浆处理,然后通过手糊热压的方式制备CFs/PEEK树脂热塑性复合材料,研究上浆剂乳液浓度与上浆剂的附着量对CFs及其热塑性复合材料界面性能的影响。结果表明:当PEEK上浆剂在水乳液中质量分数为2%时,乳液的表面张力具有最小值29.2 mN/m,PEEK上浆剂乳液具有最佳的表面润湿与铺展性能,PEEK上浆剂的最佳附着量为6 mg/g;采用此上浆工艺条件上浆后的CFs表面氧元素质量分数增加到19.51%,CFs复丝断裂强度较原厂上浆CFs提高了23.7%,制备的CFs/PEEK复合材料拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度比未上浆改性的分别提高了58.37%、37.01%和47.53%。与基体树脂同质的PEEK复合型水性上浆剂能明显改善CFs/PEEK复合材料的界面黏结性能,显著提高CFs/PEEK的整体力学性能。

高疏水PAN的制备及其性能

以磷酸和环氧树脂E20制备了水性的磷酸改性环氧树脂(PAER),考察了反应温度、反应时间、投料比等因素对环氧树脂转化率的影响,得到了制备PAER的最佳条件。采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱对PAER结构进行了表征。用KOH中和PAER得到磷酸改性环氧树脂的钾盐(PAERK),测试了PAERK乳液的性质。使用含氟表面活性剂(FP-6812)与PAERK复配制得了含氟改性环氧树脂钾盐(PAERKF),测试了PAERKF乳液施覆改性前后聚丙烯腈纤维(PAN)与水的接触角及纤维在环氧树脂中的分散性,并通过场发射扫描电子显微镜对纤维的表面形貌进行了观察。结果表明,PAERKF的最佳上浆浓度为0.6%(质量分数,下同),最佳施覆量为5.0 mg/g;经PAERKF施覆改性后的PAN纤维与水的接触角可达146.94°,纤维具备了高疏水特性;经PAERKF施覆改性后的PAN在环氧树脂基体中的分散系数(β)可达0.89,纤维在树脂基体中的分散性得到改善。

腈纶聚合物造粒剂的研制及其应用

研究了腈纶聚合物造粒的机理。根据不同类型表面活性剂单体对聚合物的润湿、固化、用水量、粉末量、耐热性、粒子强度、长度等造粒剂性能的影响,以高分子量的聚醚、脂肪酸酯、磷酸酯胺盐为主体原料,添加特殊的渗透剂、减水剂、脱模剂、固化剂、凝结剂,制备了TFX2000型腈纶聚合物造粒剂,并对其应用性能进行了研究。

聚氨酯摩擦盘的应用性能

探讨了聚氨酯摩擦盘的使用工艺条件,选择出较佳的使用条件为第一热箱温度180～220℃,摩擦盘圆周线速度与丝条速度比1.6～20,同时对其它条件作了说明。结果表明:与陶瓷摩擦盘相比,使用聚氨酯摩擦盘纺出的丝质量更好。

二氧化钛负载聚酯织物的制备及其光催化性能

为解决印染废水的降解问题,采用同质涂层法将氮掺杂二氧化钛粉末负载于聚酯(PET)织物上。研究了氮掺杂二氧化钛负载PET织物在太阳光照射下对亚甲基蓝水溶液的光催化降解效率及重复利用性。结果表明:氮掺杂二氧化钛负载PET织物具有良好的光催化性能,经过150 min的太阳光照射后,放有原PET织物的亚甲基蓝溶液的降解率仅为8.2%,而放有光催化PET织物的亚甲基蓝溶液的降解率提高至94.8%;且织物在重复洗涤5次后对亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,表明同质涂层法制备的光催化功能层具有较好的耐久性;光催化PET织物在pH值为9.0的碱性溶液和晴天条件下的催化活性更高,而NaCl溶液和亚甲基蓝溶液浓度的提高会抑制光催化反应的进行。