抗疏力固化剂改性黄土物理力学性质试验研究

研究目的:使用改性材料(固化剂)是黄土地基加固处理的常见方法,但传统改性材料存在一定问题,如石灰改性土的强度相对较低,且耐水性较差;水泥改性黄土的收缩性大,容易开裂,且会对环境造成一定的影响。因此,寻求环境友好、性能优良的土壤固化剂来解决传统改性材料存在的不足,对改性黄土具有重要意义。本文对抗疏力固化剂改性黄土进行试验研究,同时与水泥和石灰改性黄土进行对比分析,通过无侧限抗压强度、崩解及SEM等试验研究固化剂掺量和养护龄期对黄土强度、水稳性及微观结构的影响。研究结论:(1)抗疏力固化剂改性黄土的强度随着固化剂掺量和养护龄期的增加而增大,当养护龄期为28 d时,随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的强度由55 kPa增长至95 kPa,其中5%抗疏力改性黄土的强度介于水泥改性黄土(370 kPa)和石灰改性黄土之间(71 kPa);(2)改性黄土的水稳系数和抗崩解性随着固化剂掺量的增加而不断提升,随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的水稳系数由0.13提升至0.36,5%抗疏力改性黄土的水稳性介于石灰改性黄土(0)和水泥改性黄土(0.75)之间;(3)抗疏力固化剂显著提升了土体的斥水性;(4)随着固化剂掺量的增加(1%~5%),抗疏力改性黄土的渗透系数由0.63×10^(-6)cm/s降低至0.36×10^(-6)cm/s, 5%抗疏力改性黄土的渗透性介于石灰改性黄土(0.88×10^(-6)cm/s)和水泥改性黄土(0.32×10^(-6)cm/s)之间;(5)SEM图像显示,随着抗疏力固化剂掺量的提高,土体内部的大孔隙明显减少,土颗粒之间的连接更加紧密,分布更为均匀;(6)本研究成果可为黄土地区地基加固处理提供参考。

改性异佛尔酮二胺固化剂的制备与固化性能研究

环氧树脂是一种应用广泛的热固性树脂,固化剂在环氧树脂体系占很大的比重。以环氧树脂对固化剂异佛尔酮二胺(IPDA)进行改性,通过不同的配比得到不同性能的改性固化剂。再以不同性能的改性固化剂分别与环氧树脂反应,制得不同的固化样品。运用Gelprof 518树脂行为分析仪对固化过程进行评价分析,对固化样品评价分析,改性固化剂的性能相较于未改性固化剂都有所提高,但性能存在不同,改性IPDA比例为m(NPEL-128)∶m(IPDA)∶m(benzyl alcohol)=9∶46∶45时,反应活性最强。此研究揭示了不同比例固化剂对环氧树脂固化的影响,为工业过程中固化剂改性提供了思路。

高韧性聚酰胺固化剂的制备及路用性能研究

通过多元胺与多官能环氧活性稀释剂反应制备网状结构的多元胺中间体,再以该中间体与二聚酸反应得到树状结构的改性聚酰胺固化剂。多元胺以脂肪多胺为主,比如三乙烯四胺、四乙烯五胺;多官能环氧活性稀释剂有三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚以及山梨醇缩水甘油醚等,加入长链单酸来调节聚酰胺的黏度与韧性,长链单酸有妥尔油脂肪酸、油酸等。制备的改性聚酰胺固化剂抗拉强度可达到28MPa、断裂伸长率达到40%,可用于制备环氧覆层材料。采用抛撒工艺进行混凝土路面以及桥面的环氧覆层材料铺装,方便快捷,环氧覆层摩擦系数经检测为0.98,并表现出良好的防滑、抗渗、表面增强等应用效果。

丙烯酸酯改性胺固化剂对环氧树脂防火涂料玻璃化转变温度及性能的调控

文中利用Michael加成反应得到了不同碳链长度的丙烯酸酯改性三乙烯四胺固化剂,并将其用于制备环氧树脂基膨胀防火涂料。采用核磁共振氢谱对所得改性固化剂进行了表征;差示扫描量热分析证明,将不同碳链长度的丙烯酸酯结构引入固化剂分子中可以有效对环氧树脂交联体系的玻璃化转变温度进行调节(玻璃化转变温度在41.4~101.5℃之间变化);采用热失重分析和极限耐火测试对防火涂料的防火效果进行了测试;采用扫描电镜对耐火测试后炭层的微观形貌进行了分析。结果表明,涂料的防火性能与固化剂的种类即固化体系的玻璃化转变温度密切相关,当采用丙烯酸十二烷基酯改性三乙烯四胺为固化剂时,固化环氧树脂的玻璃化转变温度为87.6℃,其防火涂料的极限耐火时间最长,达到43.2min,膨胀倍率为12,拥有致密、连续的炭层结构,其平均孔径为1.75μm。同时,丙烯酸酯改性三乙烯四胺制备的环氧漆膜的耐紫外老化性能和韧性都得到了提高。

桥梁加固用腰果酚改性胺类低温固化剂分子的空间位阻效应研究

以腰果酚、多聚甲醛和3种不同分子链长度的多胺(二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺)等为原料,通过曼尼希反应合成了3种桥梁加固用空间位阻不同的腰果酚改性胺类低温固化剂。采用傅里叶红外光谱对其进行了表征,同时分析了胺值,研究了其对环氧树脂(E-51)胶粘剂低温固化性能的影响。结果表明,随着胺类固化剂空间位阻的减小,固化剂胺值逐渐减小,黏稠度增加,其固化的E-51胶粘剂低温固化物的弯曲强度、拉伸强度、压缩强度和钢-钢拉伸剪切强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小,但受拉弹性模量变化趋势不明显,从分子结构水平研究了腰果酚改性低温固化剂性能及固化物性能的影响。揭示了腰果酚改性胺类低温固化剂空间位阻效应与固化性能之间存在的内在联系及基本规律,从而对腰果酚改性胺类固化剂的研究提供了理论依据。

二聚酸二缩水甘油酯及其改性胺环氧固化剂的制备

研究了二聚酸二缩水甘油酯及其改性胺环氧固化剂的制备工艺,制得具有增韧作用的环氧树脂固化剂。采用羧酸-环氧氯丙烷(ECH)酯化、闭环二步法合成二聚酸二缩水甘油酯,其最佳合成工艺条件为:催化剂为四丁基溴化铵且用量为二聚酸(DA)质量的2%,酯化反应温度为90℃,DA∶ECH(摩尔比,下同)=1∶10,环化反应温度为55℃,NaOH质量分数为30%,DA∶NaOH=1∶4。将制得的缩水甘油酯与异佛尔酮二胺进行胺化反应得到改性胺固化剂,其与环氧树脂618固化产物的冲击强度为29.6kJ/m^2,体现出优异的增韧效果。

端羟基聚醚改性酸酐固化剂在APG体系的应用

采用端羟基聚醚改性酸酐固化剂增韧环氧树脂APG(自动压力凝胶)体系,按国家标准采用压力凝胶工艺制备环氧树脂固化体系标准小样。研究了PEG-400含量对APG体系性能的影响。结果表明,随着PEG-400含量的增加,小样的韧性及综合性能也随之增大,当PEG-400的加入量为10%时,样条的冲击强度及综合性能为最佳。

新型改性脂肪胺固化剂的合成及其在管道减阻耐磨无溶剂涂料中的应用

合成了一种新型的改性脂肪胺固化剂,并以此制备了用于天然气管道减阻耐磨的无溶剂涂料。该固化剂赋予涂层优良的机械性能、良好的耐盐雾性和耐化学介质浸泡性。通过电化学阻抗谱对该涂层的耐腐蚀性进行了评价,并对其减阻效果进行了研究。

新型改性脂肪胺固化剂的合成及其在定向钻穿管道外防腐涂层中的耐腐蚀性能研究

合成了一种新型的改性脂肪胺固化剂,并以此制备了定向钻穿管道用无溶剂防腐涂料。该固化剂赋予涂层优良的耐腐蚀性,可满足定向钻穿管道外防腐层的性能要求。采用电化学交流阻抗对该涂层的耐腐蚀性进行了评价,并测试了其耐盐雾性。

水性环氧树脂固化剂研究进展

介绍了水性环氧固化剂改性原理、改性方法以及国内外水性环氧固化剂的研究进展。

低放热、低粘度、高韧性环氧树脂室温固化剂的性能研究

改性胺类环氧树脂固化剂是干式变压器与互感器等电气设备理想的封装材料。通过对自制改性胺类环氧树脂固化剂的固化特性及物理机械性能进行了实验研究,结果表明,该固化剂具有低放热、低粘度、高韧性和室温固化的特点,可用作建筑结构胶与裂缝灌注胶的专用固化剂,适合于复合材料湿法成型及户外施工。

固化剂对环氧树脂涂层低温性能影响的研究

为了优选出一种能在低温环境中快速固化环氧树脂且综合性能满足工程需求的固化剂,选用了改性脂肪胺、腰果酚醛胺两种低温改性固化剂与常温固化剂多元胺进行对比,通过常规性能测试以及电化学阻抗谱测试来研究固化剂对环氧树脂涂层低温性能影响。结果表明:在温度0~10℃、湿度60%~70%的环境中,将室温固化剂多元胺固化剂替换为腰果酚醛胺固化剂后,所制得的涂层表干时间缩短8.5 h,实干时间缩短45 h;涂层硬度由2 B提升为2 H;在耐磨性试验中,失重降低70%;附着力由1.37 MPa提升至4.24 MPa;涂层耐中性盐雾性能和防腐性均有较大提升。

掺入改性固化剂的固废油基岩屑类土路用性能研究

为解决川渝地区钻前工程的水泥稳定碎石基层成本及资源问题,并将主要污染物油基岩屑进行资源化利用已成为钻井工程难题。从四川省某井钻前工程应用角度出发,利用油基岩屑、改性固化剂MSM、水泥和粉煤灰进行固化实验研究,通过XRF、XRD和SEM微观分析。试验结果表明:油基岩屑经固化处理后,其平均强度可以达到2.5 MPa,水稳性可以达到94%,满足规范要求,可直接用作路基填料。此外,改性固化剂能促进油基岩屑中活性SiO_(2)、BaSO_(4)、CaCO_(3)等物质解聚,并与普通硅酸盐水泥发生二次水化反应,产生C-S-H与C-A-H水化产物,增强基层结构密实性和工程性能。

一种新型阴离子型多异氰酸酯水性固化剂的制备与性能研究

本文制备了含烷氧基硅烷的叔氨,在与环己氨基磺酸中和后,用其对六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体进行改性反应,成功制备了可水分散的一种新型阴离子型多异氰酸酯水性固化剂,讨论了磺酸叔铵盐化合物改性剂的用量和改性工艺,及其对双组分水性丙烯酸聚氨酯涂层性能的影响。经过试验结果表明:当含烷氧基硅烷的叔氨与环己氨基丁磺酸合成的阴离子型亲水性改性剂占总质量的3.45%,反应温度80℃,合成的有机硅改性离子型HDI水性固化剂与普通的水性HDI固化剂相比,形成的涂膜具有高光泽、耐热水和硬度。

低黏度改性异弗尔酮二胺水性环氧固化剂的研制

本文以异佛尔酮二胺、聚乙二醇二缩水甘油醚、双酚A型环氧树脂E51和丙烯酸异辛酯为原料制备了水性环氧胺类固化剂,研究了E51和丙烯酸异辛酯的用量对固化剂黏度的影响,利用傅里叶红外光谱仪对固化剂结构进行了表征。随后进一步研究了不同固化剂所配制的水性环氧涂料的表干时间及其固化涂层的硬度、耐介质及防腐等性能,并研究了不同锌粉含量环氧富锌涂层的耐盐雾性能。结果表明,丙烯酸异辛酯用量越多,合成的固化剂黏度越低,涂料表干时间越慢,固化后的涂层硬度越低、耐介质性越好、吸水率越低、防腐蚀效果越好;锌粉含量越高、耐盐雾性能越好。

磷-氮改性酚醛树脂的制备及其固化环氧树脂阻燃性能的研究

制备的双氰胺酚醛树脂(DICY-NR)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)发生加成反应制备磷-氮改性酚醛树脂(DOPO-DICY-NR),将制备的DOPO-DICY-NR用于固化邻甲酚醛环氧树脂(CNE),并研究固化树脂体系的阻燃性能与机理。通过超高效聚合物色谱(APC)对DOPO-DICY-NR反应过程进行表征,采用热重分析(TGA)研究固化树脂体系的热分解行为,利用锥形量热仪(CONE)、UL-94阻燃性能以及极限氧指数(LOI)测试固化树脂体系的阻燃性能,通过扫描电镜(SEM)观察固化树脂体系的残炭微观形貌。实验结果表明:固化树脂体系中的磷与氮能够产生协效阻燃作用,从而大大提高固化树脂体系的阻燃性能,并降低热释放速率,且随着磷、氮元素含量的增加,固化后树脂体系的阻燃性能愈加优良,当固化树脂体系的磷和氮含量分别达到1.5%(wt)和2.8%(wt)时,固化树脂体系的阻燃性能可以通过UL-94 V-0阻燃等级,LOI达到29%。

全尾砂改性固化力学性能研究

为实现浓缩全尾砂固化堆存,达到地表无害化处理目的,选用矿渣粉、生石灰、工业石膏和膨润土开发尾砂改性固化剂。以三山岛金矿全尾砂为研究对象,测定了尾砂的物化性质;设计了改性固化剂配比试验和正交试验,对固结体强度的影响因素进行了分析,确定了改性固化剂的最佳配比。结果表明:随着生石灰、工业石膏和膨润土占比的增加,尾砂固结体强度变化为先增大后减小,尾砂料浆浓度越大,固结体强度越大;工业石膏的含量变化对尾砂固结体的强度影响最显著;在灰砂比1∶20条件下,适合三山岛全尾砂固结的最佳改性固化剂配比为矿渣粉78.8%、生石灰13%、工业石膏7%、膨润土1.2%。

自制双酚A竹木材质涂料降低操作难度的研究

通过将固化剂过氧化改性,在涂料体系中引入橡胶改性芳香族聚酰亚胺,降低涂料毒性的同时提升涂料的抗冲击强度。试验结果表明:添加橡胶改性芳香族聚酰亚胺的涂料网络结构中引入了端羧基柔性链段,显著提升涂料的抗冲击强度,自制固化剂通过过氧化改性延长了分子链,提升了沸点,经过小鼠表皮细胞毒性检测试验证明涂料毒性低,降低了实际涂覆的操作难度。

室温固化低黏度双酚F环氧树脂体系的研究

选择具有设计结构的固化剂和活性稀释剂,并研究其对体系性能的影响,确定了室温固化耐高温低黏度双酚F环氧树脂配方体系。该体系黏度低,凝胶时间较长,耐热性良好,力学性能优异。固化产物的T_g可达110℃以上,拉伸强度可达90 MPa,弯曲强度可达150 MPa。能够很好地适用于低温固化,中、高温使用的树脂基复合材料成型技术。

低粘度酚醛改性胺环氧固化剂的性能研究

采用非等温DSC法对自制的低粘度酚醛改性胺固化剂与环氧树脂的固化反应工艺参数进行了推导,并通过测试体系的固化度加以验证。固化物采用红外光谱进行了表征,同时测定了浇注体的力学性能、热性能(TG),并通过扫描电镜(SEM)对拉伸断裂面的表面形貌进行了观察。结果表明:环氧树脂E-51与自制固化剂的质量比为100∶35,固化工艺条件为常温/24 h+80℃/2 h时,体系力学性能最佳,拉伸强度55.2 MPa、弯曲强度92.8 MPa、压缩强度83.0 MPa,断裂伸长率2.2%,Tg达到280.3℃。该固化剂粘度低、耐热性好、具有很好的柔韧性,可用于建筑结构胶。