ZnO晶须增强树脂基复合材料研究

对ZnO晶须/NR复合材料的实验研究表明,表面改性后的ZnO晶须对NR具有显著的增强和抗老化作用,其增强效果沿橡胶混炼剪切方向与垂直剪切方向几乎相同。对ZnO晶须/PPS复合体系的研究结果表明,偶联剂表面处理后的ZnO晶须对PPS有显著的增强作用。研究发现,经典的预测复合材料强度的理论公式可以较好地预测ZnO晶须/NR体系,但对ZnO晶须/PPS复合材料的预测则与实测值存在较大差异。分析认为其主要原因是该晶须特殊的空间四针状结构能有效地传递受力,尖端作用避免了端口应力集中引起的破坏。

氧化锌低维结构材料场发射性能研究进展

ZnO具有负的电子亲和势、丰富的结构和形貌可设计性以及良好的机械和化学稳定性等优点,是一种最有前途的阴极电子发射材料。结合作者实验室的工作,综述了近年来迅速发展的ZnO低维结构的场发射特性以及制备方法、形貌结构、排列及密度、表面吸附、掺杂和热处理等因素对其场发射性能的影响,介绍了四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)作为场发射阴极材料的优势。

T-ZnOw晶须改性聚苯胺复合材料的结构和形貌研究

通过自组装和接枝聚合技术,使用γ-氨丙基乙氧基硅烷(APTS)作为偶联剂成功地合成了聚苯胺/四针状氧化锌(PANI/T-ZnOw)核-壳复合材料。合成产品的结构和形貌分别通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行测试表征。研究结果表明,T-ZnOw表面成功地接枝上一层APTS偶联剂,并与PANI形成结构致密的核-壳复合材料。XRD分析和SEM照片进一步证实了这个结果。

磁性改性四针状氧化锌晶须的制备及其表征

本文通过原位合成方法制备了磁性改性四针状氧化锌晶须(M-ZnOw),并通过焙烧处理对M-ZnOw的成分进行了调整。在此基础上,对M-ZnOw的微观形貌、成分、磁学性能进行了表征,结果表明M-ZnOw保持了四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)的四针状结构,且在晶须表面均匀生长有磁性纳米颗粒,M-ZnOw可在室温下表现出超顺磁性、铁磁性等磁学性能。对M-ZnOw原位合成工艺的进一步研究结果表明,PEG在ZnO和磁性纳米颗粒间起到了桥联作用。

四针状氧化锌晶须在抗静电高分子材料中的应用

与传统上使用的导电纤维、金属粉、碳粉等不同,四针状氧化锌品须(T-ZnOw)应用于制备抗静电高分子材料具有密度低、颜色浅、添加量少、化学稳定性好、应用范围广等特点,可应用于制备抗静电工程塑料、抗静电涂料、抗静电纤维等。介绍了 T-ZnOw 的一般物理性质、导电机理及其掺杂改性研究和抗静电应用研究的进展。

大孔型PVA/ZnO复合凝胶制备及重金属离子选择性吸附研究

采用原位交联的方法制备了PVA/tetra-ZnO(聚乙烯醇/四针状氧化锌)复合凝胶,研究了APTES偶联改性对tetra-ZnO粒子结构形貌的影响,采用电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)分别测定了PVA/tetra-ZnO对Ni、Cr、Cd、Pb 4种重金属离子的单一吸附性和混合吸附性,结果表明,tetra-ZnO的引入,复合凝胶的孔径增大,与纯PVA凝胶相比,复合凝胶对重金属离子的吸附量提升明显,混合吸附表明PVA/tetra-ZnO对Pb离子和Cr离子具有较强的选择性吸附;研究了吸附材料的重复再生性,结果表明,复合凝胶在前3次吸附—脱吸附过程中对Pb离子的吸附量基本不变。

片状羰基铁粉/ZnO晶须填充聚合物基复合材料导热与吸波性能

以片状羰基铁粉(FCI)与四针状ZnO晶须(T-ZnOw)为功能填料、硅胶为基材制备了系列导热吸波复合材料,研究了两种形貌填料的含量对复合材料导热和吸波性能的影响。分别对样品的微观形貌、电磁参数以及热导率进行了测试表征。结果表明,随着片状羰基铁粉含量减小、四针状ZnO晶须含量增大,反射损耗峰移向高频,同时热导率增高。当羰基铁粉与ZnO晶须含量分别为30 wt%与50 wt%时,反射损耗峰值最小(−28.03 dB),吸收带宽(<−10 dB)最宽(4.96 GHz),同时热导率达到最高值(2.54 W/(m·K))。通过片状/四针状填料的复配使用,可在基体中有效构建导热通路,同时调控复合材料的电磁参数,从而实现导热、吸波性能的兼顾提升。

超特高压变电站金具填缝导电有机硅聚合物胶泥的制备及性能

超特高压变电站金具表面的尖端放电问题是限制其应用的关键。本文将碳纤维(carbon fiber,CF)粉和四针状氧化锌晶须(tetra-needle like ZnO whiskers,T-ZnOw)作为导电填料,加入到有机硅聚合物基体中,制备了一种超特高压变电站金具填缝导电有机硅聚合物胶泥。通过调节T-ZnOw的含量,制备了不同的导电有机硅聚合物胶泥,并对其拉伸性能、微观形貌、流变性能、导电性能等进行了系统分析。研究结果表明:本文制备的导电有机硅聚合物胶泥的拉伸性能和导电性能优异,且界面结合良好。当导电有机硅聚合物胶泥中T-ZnOw的质量分数达到20%时,该胶泥的体积电阻、表面电阻和电导率分别达到0.14Ω·cm、2.5Ω/sq和101.0 S/cm,其拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率分别达到29.9 MPa、6.3 GPa和0.8%。通过填缝实验以及测量防电晕胶泥涂层的非线性系数和表面电阻率的实验,验证了该胶泥的填缝和防电晕效果。由实验结果可知,本文制备的导电有机硅聚合物胶泥的拉伸性能、导电性能和防电晕效果均满足超特高压变电站金具填缝使用要求。