聚醚砜/纳米碳复合耐高温隔热气凝胶的制备及性能研究

以聚醚砜(PES)为基体、氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)为填料,利用溶剂冷冻模板法,制备了PES/GO和PES/CNT气凝胶材料。通过扫描电子显微镜、导热系数仪、红外热成像仪、力学试验机等对气凝胶材料进行表征。结果表明,通过定向冷冻和升华溶剂获得微观取向的孔道结构保证了气凝胶优异的隔热性能和力学性能。随着纳米碳材料和PES基体含量的变化,气凝胶的导热系数在0.0307~0.0698W/(m·K)之间,压缩强度在0.2~1.0MPa(30%应变),而纳米碳材料的加入使得导热系数和压缩强度存在平衡关系。

环氧涂层与基材附着性能评价

环氧树脂作为最常见的热固性树脂之一,因其自身优异的化学特性被广泛应用于建筑防腐领域。作为涂层使用时,环氧树脂防腐性能的优劣与涂层和基材间的附着力息息相关。通过对比不同固化剂种类确定小分子固化剂三乙烯四胺与环氧树脂固化效果较优,当其与环氧树脂以3∶1的质量比混合时,涂层固化最完全,此时涂层与基材的附着力可达到6.54 MPa,为进一步提高涂层附着强度,在涂层中添加质量分数为1%的MOFs钴纳米粒子,此时涂层附着力提高24%,达到8.11 MPa,在此基础上添加一定量功能颜填料,涂层附着力进一步提升至10.28 MPa。

三嗪型天然气管道缓蚀型减阻剂合成与应用

天然气管道传统增输方法投资高、施工复杂,在役旧管线无法增输且管道内部存在腐蚀。为达到经济可行的天然气管道低成本不增压增输和缓蚀的双重目的,应用三聚氯氰和有机胺通过亲核取代反应合成了新型添加剂双-2-二丁基胺基-4-N-吗啉-6-N-乙二胺基-1,3,5-三嗪(BDMET),采用氢核磁共振谱图(1H NMR)和元素分析(EA)对产品进行结构表征。应用BDMET的甲醇溶液作为缓蚀型减阻剂进行现场加注试验,并评价了产品减阻增输效果和缓蚀效果。1H NMR和EA表征证明了产品的化学结构。现场采用雾化加注5条集输管线,其减阻率在8%~13%,增输率在6%~11%,缓蚀率维持在85%~86%,有效时间大于20天,累计加剂时间大于360天。合成的BDMET兼有优异的缓蚀与减阻效果,避免了普通缓蚀剂需连续加注的问题,且气体质检证明加注BDMET后对天然气气质无影响。

新型阻燃黏弹性修复材料的制备及性能表征

油气管道和储罐传统修复技术施工复杂、密封防腐易失效且所使用的修复材料易燃,为解决这一问题,采用改性后的Al(OH)3作为填料,苯基膦低聚物(PPPO)作为阻燃剂,并以聚异丁烯(PIB)为基体制备了新型阻燃黏弹性修复材料,并研究了材料的绝缘性能、力学性能、阻燃性能和热稳定性。实验结果表明,50%(w)PIB/42%(w)Al(OH)3/5%(w)PPPO体系的黏弹性修复材料性能较好,绝缘电阻率1.10×10^(8)Ω·m^(2),剪切强度7.8 MPa,冲击强度15.8 J,剥离强度44.5 N/cm,阴极剥离1.01 mm,可通过UL94 V-0级,极限氧指数29.3%。TG分析结果表明,该体系热稳定性增强,N2条件下,800℃时残炭量增大至29.2%。该体系的黏弹性修复材料具有优良的耐化学腐蚀和耐老化性能。

铁素体/珠光体组织对管线钢中氢扩散行为的影响

长距离管道输送是氢气输送的重要发展方向之一。氢在管线钢的扩散和局部聚集导致材料力学性能下降,在外界作用下引发脆性失效。因此,氢在管线钢材中的扩散和富集是评价管线钢相容性与判断管道升级可行性的重要参考依据。以三种不同等级的管线钢(X52,X65,X70)共22种材料为研究对象,结合图像处理技术与基于材料内铁素体/珠光体组织结构的连续介质数值计算,推算长期服役后结构内部氢的扩散和富集。考虑到铁素体和珠光体组织中的氢扩散速率与晶界的扩散阻碍作用,通过对比量化不同铁素体/珠光体的结构分布和组织取向下氢质量浓度和扩散通量的差异,分析铁素体/珠光体组织对管线钢中氢的扩散和富集作用,为长距离输氢管道材料选用提供技术参考。

ZrO_(2)/TiO_(2)/FEVE复合隔热涂料的制备及其性能

以纳米TiO_(2)为反射隔热层,ZrO_(2)为辐射隔热功能层,FEVE氟碳树脂(由氟烯烃和烷基乙烯基醚或烷基乙烯基酯共聚而成的热固型涂料树脂)为基体制备双层复合隔热涂层,并对其隔热防腐性能进行研究。通过改变涂层配方,探究了不同颜填料配比对涂层隔热温差、反射率、半球辐射率等性能的影响。结果表明,以25%(wt,质量分数,下同)TiO_(2)为反射顶层,25%ZrO_(2)为辐射底层可达到较好的降温效果,温差为25.3℃,此时复合涂层的半球发射率为0.93。由此可知,不同隔热类型的功能颜填料之间具有协同作用,将其复配使用可赋予涂层更显著的隔热效果。

纳米反射/辐射隔热涂料的制备及其性能

对以纳米二氧化钛为反射隔热层,纳米二氧化硅/碳纳米管为辐射的隔热层,氟碳树脂为基体的双层复合隔热涂层性能进行研究。通过改变涂层配方,探究了填料配比对隔热、反射率、半球辐射率等性能的影响。结果表明,以25%二氧化钛为反射顶层,6%纳米二氧化硅和0.6%碳纳米管为辐射底层可达到较好的降温效果,温差为22.1℃,此时太阳反射率为83.09%,近红外反射率为78.01%,半球发射率为0.93。不同类型隔热填料之间具有协同作用,将其复配使用,可赋予涂层更加优异的隔热效果。

超亲水材料的研究进展及应用

自然界中存在着很多超亲水现象,受其启发人们探索各种方法制备超亲水材料,并总结了材料实现超亲水功能的两大关键条件,高能表面和表面粗糙结构。研究中人们逐渐发现其自清洁、抗反射、防腐蚀、防结冰、油水分离等功能,这不仅在工业领域有着广泛的需求场景,而且在商业乃至日常生活中也有一定的应用价值。归纳了超亲水材料的制备方法,包括溶胶-凝胶法、水热法、逐层自组装法、相转化法、界面聚合法等,并从实现量产与工业化的角度对各种方法进行了对比。另外介绍了超亲水材料的主要功能及潜在应用领域,其中有些特性如自清洁已经应用在玻璃上并商业化,相较下工业领域的要求更高,因此应用难度更大。最后指出了现阶段开发的超亲水材料在稳定性、制备工艺、环境影响等方面存在的问题,同时对未来的研究方向给出了建议。尽管目前超亲水材料距离大规模应用还存在很多关键问题和挑战,但研究制备低成本、性能稳定、绿色环保的超亲水材料仍然具有重要意义。

碳纳米管/环氧富锌涂层的制备与性能研究

通过超声分散制备了稳定的多壁碳纳米管分散液,并通过与环氧富锌底漆复配,获得了性能优异的碳纳米管/环氧富锌涂料。通过硬度、附着力、耐冲击、电化学以及耐中性盐雾等测试方法探讨了碳纳米管含量对环氧富锌涂层性能的影响。结果表明:碳纳米管的添加,有效地提高了涂层的铅笔硬度和附着力。涂层的防腐性能随着碳纳米管含量的增加,先增加后减小,当碳纳米管质量分数为0.3%时,涂层的性能达到最佳,此时铅笔硬度为4H、附着力为7.6MPa,其耐盐雾性能在1600h以上。

冷轧对Fe-16Mn-0.6C-2.5Al TWIP钢微观组织及力学性能的影响

利用金相显微镜（OM）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等仪器,研究了冷轧对Fe-16Mn-0. 6C-2. 5Al TWIP钢的微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着冷轧变形量的增加,试样的屈服强度和抗拉强度升高,但伸长率降低,在拉伸过程中更难发生孪生。试样的加工硬化率随应变的增加总体呈下降趋势。当施加10%～50%冷变形时,含有退火孪晶的等轴晶粒被拉长,组织发生亚结构的演变,包含位错、孪晶及位错和孪晶的相互作用,依次出现滑移带、一次孪晶、二次孪晶、剪切带及微量ε马氏体。断口分析表明,随着冷轧变形量的增加,试样的断裂脆性增大。

冷焊修复层在H_2S环境下的开裂行为研究

研究了不同工艺条件下A350 LF2钢冷焊修复层的组织特征以及在NACE标准实验条件下的硫化物应力开裂(SSC)和氢致开裂(HIC)特征。结果表明,低的热输入量、短持续时间和高占空比条件下容易产生未熔合焊接缺陷,Ar气输入量较大则容易产生焊接气泡。H_2S腐蚀实验结果表明,冷焊修复层对SSC不敏感,但是却极易在焊接缺陷处产生HIC裂纹,裂纹在未熔合区以及焊缝气泡的边缘萌生,并沿着焊接熔合线在焊缝一侧扩展。适当的冷焊修复工艺参数能消除焊接缺陷,有利于提高焊缝的抗HIC开裂性能。