聚丙烯/碳基填料复合材料的流变行为研究

系统研究了炭黑(CB)、石墨(GP)和碳纤维(CF)填充聚丙烯(PP)三种复合材料的稳态、动态流变行为及微观形态;重点讨论了粒子外观形貌、粒径和用量对体系流变行为的影响。研究发现,CB具有强的Payne效应且形成逾渗网络的能力要强于其他两种填料,粒径小的增强效率高、逾渗值低,填料用量增加熔体非牛顿性和弹性增加。使用SEM考察三种填料的微观形态,发现同等含量下,石墨分散性最好,同一填料时,粒径越小分散性越好。

PEMFC聚合物/填料复合材料双极板的研究进展

质子交换膜燃料电池具有高效环保、经济安全、比能量和比功率高、启动快、寿命长等优点,受到各国政府和大公司的广泛关注。双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键部件之一,直接影响到电池组的性能和成本,降低双极板的成本已经成为PEMFC产业化的关键因素之一。综述了聚合物/填料复合材料双极板的研究进展,介绍了聚合物/石墨,聚合物/中间相碳微球(MCMB),聚合物/其它填料等聚合物/填料复合材料双极板原料及制备方法,并提出了燃料电池双极板的发展趋势。目前,聚合物/填料双极板的研究重点是选用合适的高分子聚合物和导电填料,改善复合时聚合物和填料的加工性能,在导电填料尽可能少的情况下,保证双极板的高导电性和力学强度等。

螺杆构型对E-SBR/白炭黑/硅烷基橡胶-填料复合材料性能的影响

通过在同向双螺杆挤出机中进行实验,考察了E-SBR/白炭黑/硅烷基橡胶/填料复合材料(RFC)的连续混炼。在混炼区段捏合块类型变化(正向捏合块、中性捏合块和反向捏合块)情况下,研究了三种不同的螺杆构型。针对这三种不同的螺杆构型对混炼效率进行了比较。研究了胶料性能(如填料-填料相互作用、门尼黏度)以及硫化胶的机械性能,发现通过采用带反向捏合块的螺杆构型,白炭黑粒子的分散度高于带正向捏合块和中性捏合块者;利用反向捏合块所获得的胶料性能和硫化胶性能,与在密炼机内混炼的对照胶料的性能大致相当。

螺杆构型对E-SBR/白炭黑/硅烷橡胶/填料复合材料性能的影响

用同向旋转双螺杆挤出机研究了E-SBR/白炭黑/硅烷橡胶/填料复合材料(RFC)的连续混炼工艺。研究了混炼区捏合块类型不同的3种螺杆配置:正向捏合系统、中位捏合系统和反向捏合系统,对比了3种螺杆配置的混炼效果。研究了胶料的性能,如填料-填料相互作用、门尼黏度以及硫化胶的力学性能。结果发现,与中位和正向捏合系统相比,采用反向捏合系统时白炭黑粒子的分散较好。采用反向捏合块混炼的胶料,胶料性能和硫化胶性能与用密炼机混炼的参比胶料相当。

导向梯形立体喷射填料复合塔板的流体力学与传质性能

设计了一种具有低压降、大通量和高传质效率特点的立体复合塔板(FTCT),以空气-水-氧气为实验介质,在直径500 mm,板间距450 mm的有机玻璃塔中进行冷模实验。对3种开孔形态不同的FTCT塔板进行流体力学和传质效率的测试,测定了不同气液负荷下的板压降、板上液层高度、漏液、雾沫夹带和传质效率,回归得到了FTCT塔板的干板压降经验公式。实验结果表明:板孔动能因子在7~19(m/s)·(kg/m3)0.5范围内干板压降比开孔率相同的New VST塔板低10%~20%;3种FTCT的漏液、雾沫夹带和塔板传质效率都有相似的规律,但正向梯形开孔TH1型FTCT的流体力学性能和传质效率要明显好于另外两种。

质子交换膜燃料电池用聚合物/导电填料复合材料双极板的研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要组成之一,其性能直接影响到PEMFC的成本和性能。目前,常用的双极板主要有石墨双极板、金属双极板和聚合物/导电填料复合双极板。聚合物/导电填料复合材料双极板由于同时克服了石墨双极板机械性能差、加工成型困难、成本高和金属双极板耐腐蚀性差等缺点,成为目前PEMFC用双极板材料的研究重点,但聚合物/导电填料复合材料双极板导电性不高,因此提高其导电性能是目前的重点研究方向。主要对目前应用于PEMFC的聚合物/导电填料复合材料双极板的研究进展进行了简单综述,总结了目前聚合物/导电填料复合材料双极板的主要研究方向及其相关性能。

塔板与填料复合技术在吸收稳定塔系中的应用

研究了空中复合填料技术对提高塔板通量和效率的影响,讨论了填料层阻挡雾沫夹带和改善气相分布的功能。该技术已成功应用于吸收稳定系统改造。在解吸塔中用DJ-3型复合塔板代替浮阀塔板可获得高通量。对吸收塔和稳定塔,则采用塔板下放置复合填料层的方法降低了原浮阀塔板的雾沫夹带量,在不改变塔体并利用了原浮阀塔板的条件下,实现了扩产28 5%的改造。

不同纤丝尺寸的MFC-填料复合材料的制备及性能研究

羧乙基化的纤维通过研磨或高压均质得到微纤化纤维素(MFC),MFC与重质碳酸钙(GCC)形成的混合浆料通过涂布法制备高填料含量(70%)的MFC-填料复合材料。本实验以激光粒制备的复合材料在强度性能、光学性能、表面性能等方面的差异。结果表明,经过研磨并高压均质3次得到的MFC3制备的复合材料综合性能较好,其纤维得到了充分的解离且保留有适量长纤丝。当MFC3-填料复合材料的定量为110 g/m^2时,抗张指数为20. 4 N·m/g,耐破指数为0. 77 kPa·m^2/g,不透明度为97. 2%,平滑度达到1565 s。

常用造纸填料在MFC-填料复合材料中的应用

为探索常用造纸填料在MFC-填料复合材料中的应用性能,将竣乙基化的纤维通过研磨与高压均质得到微纤化纤维素(MFC),MFC与填料形成的混合浆料通过涂布法得到高填料含量(质量分数为70%)的MFC-填料复合材料。该实验研究了4种填料与MFC制备的复合材料在结构性能、机械性能和光学性能等方面的差异。结果表明:不同种类填料制备出的MFC-填料复合材料的性能各有差异,其中片状结构的高岭土和滑石粉在机械性能方面更有利,也更容易获得较高的光泽度;而块状的研磨碳酸钙(GCC)和棒状的沉淀碳酸钙(PCC)则在光学性能和松厚度上更有利;其中MFC-滑石粉复合材料的抗张指数为22.3N·m/g,MFC-高岭土复合材料的光泽度达到了50,MFC-PCC复合材料的光散射系数高达104.21m^2/kg。

硅酸三钙-微纤化纤维素/重质碳酸钙复合填料的制备及其性能

将硅酸三钙水化反应引入到复合填料的制备过程,采用行星式球磨机制备出能与纸张纤维进行交联的反应型填料,并对填料以及其加填纸张的结构和性能进行表征。结果表明:硅酸三钙与微纤化纤维素(microfibrillated cellulose,MFC)在研磨过程中可以形成电位为正值的硅酸三钙-MFC复合物,并吸附电位为负值的重质碳酸钙(ground calcium carbonate,GCC),最终形成含有羟基的三元硅酸三钙-MFC/GCC复合填料。复合填料的留着率相较于传统GCC的留着率提升了17%;填料研磨时间为20 h时,三元复合填料加填纸张的裂断长相较于GCC/MFC二元复合填料加填纸张的裂断长提升20%左右。

新型复合填料强化生活污水处理系统

采用新型复合填料强化生活污水处理系统处理生活污水,可有效净化水质。现场试验结果表明:氮去除率达82%,磷去除率达90%以上,固定填料缺氧槽、生物接触氧化槽中的填料维护周期延长两倍以上,出水可达准Ⅳ类水质标准。

复合填料对提高环氧涂层耐腐蚀性能研究

通过向环氧涂层中添加适量的氧化石墨烯-氟代聚苯胺(GO-PFAN)复合填料,有效提高了环氧涂层在N80钢的耐腐蚀性能,同时考察了复合填料加量对环氧涂层防腐性能的影响。实验结果表明,氧化石墨烯-氟代聚苯胺/环氧复合涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡60天后仍具有较高的阻抗值,其中复合填料添加量为2 wt%的环氧涂层的阻抗值最高,为5.67×10^(10)Ω·cm^(2),说明添加了复合填料的环氧涂层具有优异的防腐性能。

化学沉淀法制备二氧化钛复合填料及其在装饰原纸中应用

以滑石粉为基体,硫酸钛为钛源,尿素为沉淀剂,硝酸锌(Zn(NO_(3))_(2))为晶型促进剂,采用化学沉淀法制备金红石型二氧化钛(TiO_(2)),并沉积在滑石粉表面,制备TiO_(2)/滑石粉复合填料。结果表明,TiO_(2)/滑石粉复合填料的最佳制备条件为:滑石粉悬浮液质量分数5%、水解温度80℃、pH值=1.7、陈化时间3.0 h、硫酸钛溶液浓度0.25 mol/L、滴加速度3 mL/min、煅烧温度800℃。当其加填量为30%时,获得的装饰原纸的不透明度和白度最高,分别为97.3%和84.5%,与加填TiO_(2)纸张性能接近,可以替代TiO_(2)应用在装饰原纸中。

硅藻土-沸石-高锰酸钾复合填料及果蔬保鲜包装纸的制备

本研究将硅藻土和沸石混合均匀,在600℃下烧结4 h,再经高锰酸钾饱和溶液浸渍后,经过滤、干燥及研磨,制得具有保鲜功能的硅藻土-沸石-高锰酸钾复合填料(DZP),并抄造DZP果蔬保鲜包装纸。结果表明,硅藻土和沸石经高温烧结后,表面杂质脱除,出现更多微孔,比表面积有一定提高,孔径增大;沸石分散在硅藻土表面,与高锰酸钾共同建立DZP乙烯吸附-氧化系统,可提高果蔬保鲜能力。与未加填纸相比,DZP果蔬保鲜包装纸包装菠菜的质量损失率由6.42%降至2.92%,降低了54.5%;VC含量由1.67 mg/100 g提升至3.56 mg/100 g,提高了113.2%;丙二醛含量由3.92μmol/kg降低至3.20μmol/kg,降低了18.4%;叶绿素含量由6.24 mg/100 g提升至13.43 mg/100 g,提高了115.2%。由此可见,制备的DZP果蔬保鲜包装纸对菠菜保鲜效果明显,可以减缓果蔬受损程度,延长货架期。DZP果蔬保鲜包装纸的抗张指数为42.7 N·m/g,耐破指数为2.88 kPa·m^(2)/g,具有良好的强度性能。

复合二氧化钛的制备及在装饰原纸中的应用

采用乳液法制备二氧化钛(TiO_(2))/滑石粉复合填料,并将其应用在装饰原纸中。结合油包水型(W/O)乳液的拟三元相图,寻找合适的乳液体系,并利用响应曲面试验对TiO_(2)/滑石粉复合填料的制备工艺进行优化。结果表明,环己烷比正庚烷更适合作为油相,正丁醇的用量影响着乳液的稳定性;复合填料制备的最优工艺为:Tween80/正丁醇的质量比为1∶1,乳化剂/环己烷的质量比为4∶6,水/环己烷的质量比为1∶3,滑石粉/钛酸四丁酯(TBT)质量比为1∶4,在此条件下制备的复合填料加填在装饰原纸中,得到的不透明度为97.0%,白度为84.0%ISO。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)分析方法对复合填料进行表征,结果显示,滑石粉表面包覆了一层致密均匀的TiO_(2),其晶型结构为锐钛矿型。

氧化铁-多孔陶瓷复合填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率的影响研究

试验旨在研究氧化铁-多孔陶瓷复合填料在净化养殖废水中氨氮和化学需氧量(COD)的效率及氧化铁薄膜的理化性质。利用多孔陶瓷作为载体,将氧化铁薄膜负载在陶瓷表面,依靠氧化铁与微生物之间的偶极作用,使微生物能够在陶瓷表面具有更高的挂膜效率,检测2种填料净化养殖废水中氨氮和COD的去除效率。结果表明,氧化铁薄膜负载的多孔陶瓷复合填料比单一多孔陶瓷填料,净化养殖废水中COD和氨氮的去除效率分别提高1.27倍和1.07倍。研究表明,负载有氧化铁薄膜的多孔陶瓷填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率对比单一多孔陶瓷填料具有一定优势。

铁铜碳三元微电解填料制备及性能的研究

为制备更高效的微电解填料材料,在铁碳微电解体系中加入Cu,通过高温焙烧制成铁铜碳多孔微电解填料。实验表明:通过铁铜碳正交实验得出最佳铁铜碳质量比为2∶2∶5,其甲基橙及COD去除率较铁碳微电解技术分别提高11%和7.02%。利用单因素及正交实验考察造孔剂含量、膨润土含量、填料粒径、焙烧温度、焙烧时间对去除效果的影响确定最佳制备条件。结果表明:在甲基橙初始质量浓度为100 mg·L^(-1)、填料投加量为50 g·L^(-1)、曝气量为300 mL·min^(-1)、初始pH为4、反应时间为2 h时,甲基橙去除率最高。最佳制备条件为羧甲基纤维素钠质量分数为4.5%、膨润土质量分数为30%、填料直径为10 mm,焙烧温度为850℃、焙烧时间为2.5 h。对甲基橙及COD去除率达到77.27%、46.60%,表明铁铜碳三元微电解填料具有更高效的性能。

用超临界氮气发泡技术制备复合纳米粒子填充聚氨酯弹性体发泡材料及其性能

在热塑性聚氨酯(TPU)基体中添加了由石墨烯、碳纳米纤维和碳纳米管复配而成的三元复合纳米填料(GFT),并采用超临界氮气发泡技术制备了TPU/纳米填料复合泡沫材料,研究了GFT含量对复合泡沫的泡孔密度、流变行为、热性能、微观形貌及导电性能的影响。结果表明,随着GFT含量的增加,TPU复合泡沫材料的储能模量和复数黏度有所增大、热稳定性有所提高。少量的GFT可以作为异相成核剂助力发泡,但其含量过多阻碍泡孔的增长,降低了发泡性能。GFT质量分数增加到2%以上时形成了填料网络,降低了TPU复合泡沫材料的结晶度,改善了其热稳定性和导热、导电性能。

浅析硫-硫铁复合填料自养反硝化技术应用研究进展

硫铁矿等含硫矿物质成本低廉,经改良处理后与单质硫混合制备成硫-硫铁复合填料脱氮效果良好,具有工程应用前景。本文从污染物去除效率、副产物的产生和控制,中试及工程案例等方面对硫-硫铁复合填料自养反硝化技术在污水深度脱氮处理中的应用和发展进行了介绍。

填料/复合填料填充丁腈橡胶的介电性能、热性能和形貌特征

橡胶与我们的生活息息相关,在不同领域和行业中都发挥着重要的作用,也在现代文明发展中发挥了积极的作用.为此,一些研究试图通过添加不同类型的填料来改善橡胶的电性能、机械性能、热性能和形态特征.许多研究在提高橡胶性能方面取得了良好的成果,延长了橡胶在我们生活中的使用寿命,为人们提供了许多服务,节省了精力和金钱,也使环境免受诸多危害.有些橡胶性能较差且不能自补强,例如NBR在拉伸时不结晶,需要补强填料来增强其拉伸强度、撕裂强度等性能.合成橡胶与天然橡胶不同,不会出现应变诱导结晶,因此不会表现出自补强的特性.目前,添加填料是补强橡胶、提高其物理性能的最广泛的方法.在所有的聚合物/填料体系中。