水性环氧树脂-聚丙烯纤维改性水泥基快速修补砂浆性能研究

为改善机场道面修补砂浆脆性大和粘结性能差等问题,本文利用水性环氧树脂(WER)、聚丙烯(PP)纤维和硫铝酸盐水泥(SAC)制备出一种快速修补砂浆,并对其工作性能、力学性能、阻尼性能和耐硫酸盐腐蚀性能进行研究。结果表明,PP纤维和WER可显著提高快速修补砂浆韧性和粘结性能,使得快速修补砂浆2 h抗压、抗折强度和粘结强度分别达到22.3,5.1和3.7MPa,满足民用机场规范要求,同时可改善快速修补砂浆的阻尼性能和抗硫酸盐侵蚀性能。

甘蔗渣/膨润土基复合高吸水性树脂性能及应用研究

采用微波法,以蔗渣和膨润土为基质,与丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)共聚合成甘蔗渣/膨润土复合高吸水性树脂(B/BCSAR)。选取辐射时间、膨润土用量、AM/AA(质量比)及中和度四个因素,利用正交试验得到树脂的最佳制备条件,即AM/AA=0.5,中和度为60%,膨润土用量为6%,辐射时间为3min时,产品的吸水倍数和吸盐水倍数最大,分别为402.65g/g和86.14g/g。通过对B/BCSAR性能研究,结果表明,B/BCSAR吸附速率先快后慢,8h时吸水倍数最大,达到吸附平衡,且保水能力良好,有一定的机械强度,耐热耐寒及耐光照性能良好。B/BCSAR应用实验结果表明,作为土壤掺杂剂,当B/BCSAR的掺杂量为4g时,应用效果最好,发芽率达到80%,平均茎长为6.13cm;作为种子包衣剂,当包衣比为1∶30时,应用效果最好,发芽率为100%,平均茎长为7.58cm。二者相比,后者对植物发芽及前期生长更有利。

SCCO_(2)作用下不同含水性煤孔裂隙结构变化机制

深部煤层封存CO_(2)增产CH_(4)产出过程中,处于超临界状态的CO_(2)(SCCO_(2))与煤中矿物质发生反应,改变煤的孔隙性,进而影响煤层封存CO_(2)的效果和甲烷增产效果。为发现SCCO_(2)–H_(2)O–煤岩作用对煤中孔隙的影响特征,以焦煤为研究对象,开展了不同含水条件下的超临界CO_(2)改造煤实验,基于矿物组成和孔隙性测定结果,对比煤中主要矿物质和不同尺度的孔裂隙变化的差异,探讨了不同含水状态下SCCO_(2)流体对孔裂隙性的作用机制。研究表明:①SCCO_(2)作用后,煤体表面粗糙、疏松,且由于矿物溶蚀使得一些裂隙得到贯通,微裂隙连通性增强。②SCCO_(2)流体对煤具有“扩孔”作用,表现为微、小孔含量下降,中、大孔占比升高,也即微、小孔隙向大孔隙的转化,且孔隙连通性改善;进一步发现,萃余煤吸附孔的分形维数稍微增加,粗糙度增大,而渗流孔的分形维数显著降低,复杂性和非均质性降低。③SCCO_(2)对煤中碳酸盐类矿物的溶解性最好,其次是黏土矿物,且随着含水率增加,萃余煤中的碳酸盐矿物占比先增加后减小。SCCO_(2)使干燥基态、饱和水态煤样中碳酸盐矿物显著溶解,有效改善了孔隙结构,且对饱和水态煤样作用效果更好。空气干燥基态煤样经SCCO_(2)作用后,新生成的白云石矿物聚集在孔喉中造成堵孔效应,缩小原有大孔隙尺寸,是引起不同含水性煤孔隙差异性变化的主要原因。

旱区陆面非降水性水分研究进展和展望

随着全球气候变暖,自然生态系统和水资源压力不断增加,加剧了全球水资源的短缺。旱区非降水性水分(Non-precipitation Water,NPW),作为一种重要的水源,对旱区生态系统和陆面水分平衡具有显著影响。本文基于国内外非降水性水分研究现状,总结其在西北旱区的观测方法、变化特征、形成机制及对陆面水分平衡和作物的影响。在结合非降水性水分研究国际趋势的基础上,指出当前研究的不足和问题,以及未来研究的重点方向:揭示陆面非降水性水分的复杂形成机制,加强对不同气候区和下垫面非降水性水分的认知,建立专门的陆面非降水性水分观测系统,发展其在数值模式中的参数化,以及制定陆面非降水性水分开发利用的技术标准。

水性环氧树脂改性的建筑结构密封胶缓凝性能研究

为研究水性环氧树脂建筑结构密封胶缓凝性能,选用水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂、MS聚合物、硅烷偶联剂、纳米碳酸钙以及不同填料等试剂,以MS聚合物质量为标准设定试剂比例,分别制备A组分与B组分,将2组分依照1∶1质量比混合配比,由此获取不同配比条件下的改性密封胶样本。结果显示,在偶联剂用量达到2%以上时,密封胶样本的适用期符合建筑结构密封胶应用的适用期标准;水性环氧树脂用量为25%,密封胶样本硬度最优;当密封胶样本内不同填料质量比达到3.4∶20∶66∶16时,密封胶样本不会发生流淌现象;不同MS聚合物具有不同特征。

脱硫石膏强度及耐水性改善方法研究综述

针对脱硫石膏强度及耐水性改善方法和改性机理做了系统的归纳与分析。详细阐述了水泥、各种矿物掺合料、有机硅防水剂以及其他有机乳液等对脱硫石膏及其复合胶凝材料的强度和耐水性的影响,对各种改性方法的作用机理、优点以及不足之处进行了讨论。结果表明:掺入适量的水泥和矿物掺合料时会生成水硬性产物,脱硫石膏的强度和耐水性得到一定的改善,但是掺入过量时会造成不利的影响;水泥、粉煤灰和脱硫石膏之间的比例变化会对胶凝体系的强度和耐水性产生较大的影响;有机硅防水剂可以在脱硫石膏表面形成一层疏水性薄膜,显著提升脱硫石膏的耐水性,当与矿物掺合料复合作用于脱硫石膏时可以得到更好的力学性能和耐水性能;其他类型的有机防水剂均能改善脱硫石膏的耐水性,但是大部分会改变脱硫石膏的晶体形貌,对脱硫石膏的强度和耐水性产生不利影响;目前脱硫石膏的改性材料都比较复杂,单独作用时综合性能不佳,需要进一步研究与探讨更加简单、有效的改性材料和方法。

阴/非离子型水性聚氨酯的制备及其性能研究

通过采用复合型亲水单体2,2-双(羟甲基)丙酸(DMPA)和非离子二元醇(Ymer N120),制备了阴/非离子型水性聚氨酯,研究了N120与DMPA不同摩尔比对乳液及涂膜性能的影响。结果表明:不同摩尔比对乳液粒径大小及涂膜力学性能有显著影响。随着两种亲水单体摩尔比的改变,当Ymer N120用量逐渐增多时,乳液粒径及分散指数先增加后减小再增加,最小粒径为816nm,分散指数为0.112。涂膜吸水率亦是先增加后减小再增加,最低吸水率为22%。涂膜接触角随Ymer N120用量增大逐渐增大,最大为82.17°。当DMPA与Ymer N120的摩尔比为4∶1时,拉伸强度最大为13MPa,断裂伸长率最大为672%,此时乳液涂膜的机械性能最佳。

软模板法制备聚苯胺干凝胶及在水性防腐涂料中的应用

分别以双十八烷基二甲基氯化铵和双十二烷基二甲基氯化铵为软模板,采用化学氧化法制备聚苯胺干凝胶。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等对聚苯胺干凝胶进行结构表征;将制备的聚苯胺干凝胶应用于水性防腐涂料中,考察其对水性涂料防腐性能的影响。结果表明,制得的聚苯胺水性防腐涂料具有较好的耐水、耐酸、耐碱、耐中性盐雾性。

磷基阻燃水性聚氨酯的制备与性能研究

为了解决传统水性聚氨酯(WPU)阻燃剂稳定性差、阻燃效果不佳、影响基体力学性能等问题,以双酚芴(BPFL)和苯基膦酰氯(BPOD)为原料合成了一种新型磷基阻燃剂(FHPLC),并将其作为扩链剂,合成了系列本征型磷基阻燃水性聚氨酯(FHWPU)。通过核磁共振波谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪、UL-94垂直燃烧测试仪、零锥量热计、附着力测试仪等对FHPLC和FHWPU的结构、耐热性、阻燃性以及应用性能进行考察并探究了其阻燃机理。结果表明成功制备了FHPLC,并以不同含量的添加量获得了系列FHWPU薄膜。随着FHPLC含量的不断增加,FHWPU薄膜的力学性能、耐热性、阻燃性均逐渐增加,且均具有优异的应用性能。

CeO_(2)/PTFE涂层微粗糙结构的构筑及其超疏水性能

采用熔盐法制备呈八面体状、粒径尺寸分布在300~500 nm的CeO_(2)颗粒,借助喷涂法制备CeO_(2)/PTFE涂层,目的是通过CeO_(2)颗粒的加入填充或者嵌入在PTFE的网络结构上,以此构筑CeO_(2)/PTFE涂层微粗糙结构提高其疏水性能.探讨不同的CeO_(2)颗粒含量在不同硬度铝基底上(Al 3003和Al 3004)对CeO_(2)/PTFE涂层疏水性能的影响,进而从“CeO_(2)颗粒的显微结构”和“微粗糙结构的构筑”两个方面阐明CeO_(2)/PTFE涂层的超疏水机理.结果表明:当CeO_(2)颗粒含量为0.5 wt%时,从SEM图中看出CeO_(2)/PTFE涂层的表面出现大量突起且呈现密集均匀排布即构筑出“单层连续网络结构”;CeO_(2)颗粒嵌入PTFE涂层的网络结构中CeO_(2)/PTFE涂层疏水性能最佳,从润湿性分析得到在Al 3003和Al 3004接触角分别为154.7°和153.3°.当CeO_(2)颗粒含量小于0.5 wt%时,构筑涂层表面呈现“孤岛状结构”;大于0.5 wt%时,构筑涂层表面呈现“多层不连续网络结构”.

可水洗隔尿垫吸水防水性检测及结构影响研究

为了开发可水洗隔尿垫产品,研究产品结构对吸水和防水性能的影响,确立了15 mL尿液量为吸水性能测试的关键指标,按压时间10 min为防水性能测试的关键指标,并最终建立了可水洗隔尿垫吸水性和防水性检测方法。使用该方法对市售的可水洗隔尿垫产品进行检测和评价,结果表明:可水洗隔尿垫产品应至少包含吸水层和防水层,且吸水层在防水层之上,以保证较好的吸水性;以针织物为面层的隔尿垫产品具有更好的柔软性和舒适性;建议隔尿垫产品进行压合或绗缝,否则填充物易鼓包,影响吸水效果;防水膜或防水层均可以达到期望的防水效果。

干湿循环对黏土微观结构及持水性能影响的试验研究

长期干湿循环作用会削弱路基土的工程力学性质,产生工程灾害,有必要研究干湿循环对其微观结构及持水性能的影响。针对既有线有砟轨道路基土,开展了一系列考虑干湿循环影响的压汞试验、扫描电镜试验、压力板试验与饱和盐溶液蒸汽平衡试验。试验结果表明:在反复的干湿循环过程中,土体结构遭到破坏,内部胶结物质不断减少。土体微孔及小孔(<5μm)数量逐渐增多,中孔及部分大孔范围(5~30μm)内的峰值孔径逐渐减小,分布密度逐渐增大。数次干湿循环后微裂隙(>100μm)逐渐增多,导致试样开裂。干湿循环会对土体的持水性能产生影响,初始干密度较小时,经历过1次干湿循环持水性能略有增强,而经历过3次及5次干湿循环持水性能持续减弱。

水性环氧乳液/海泡石复合改性苯丙乳液涂层粘结性能研究

采用物理共混法制备水性环氧乳液/海泡石复合改性苯丙乳液涂层,探讨了苯丙-水性环氧乳液配比,三乙醇胺、填料及乳化沥青掺量对涂层粘结强度的影响,同时考察了复合涂层的抗渗性和耐高低温性。结果表明,当苯丙乳液与水性环氧乳液的有效质量比为1∶2,三乙醇胺、海泡石和乳化沥青掺量分别为2%、3%、5%时,复合涂层粘结强度为3.54MPa,与钢板间具有较好的相容性,且不透水性和耐高低温性优良。

粉煤灰掺量对直通孔型再生透水混凝土抗盐冻及透水性能的影响

采用相对动弹模量、抗压强度、透水系数和微观试验,分析了在复杂冻融环境下(5%NaCl、5%Na_(2)SO_(4)和5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4))不同粉煤灰掺量(0、10%、20%和30%)对直通孔型再生透水混凝土抗盐冻及透水性能的影响。结果表明:粉煤灰加剧混凝土在5%NaCl溶液中的冻融损伤,适量粉煤灰(10%和20%)可以提高混凝土在5%Na_(2)SO_(4)和5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液下的抗冻效果。经过200次盐冻后,透水系数的结果均大于初始值且满足规范要求。在含硫酸钠的环境中,侵蚀产物在冻融初期有利于增加混凝土基体密实度。直通孔型再生透水混凝土在盐冻环境中具备良好的耐久性能和透水效果,可在复杂盐冻地区推广使用。

偏转工况L型吊舱推进器敞水性能数值研究

针对吊舱推进器在偏转时诱发的剧烈的水动力不稳定问题,以某L型吊舱推进器为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法和滑移网格技术对不同偏转角β(β=0°、±10°、±20°、±30°)下L型吊舱推进器进行敞水性能数值研究。研究结果表明:吊舱推进器螺旋桨的推力、扭矩以及吊舱单元的侧向力均随偏转角的增大而变大,其中吊舱推进器螺旋桨的推力系数、扭矩系数受偏转方向影响较小。β=0°时,受螺旋桨旋转时产生的周向诱导速度的影响,吊舱推进器在直航工况下也会受到侧向力作用,当吊舱推进器向右偏转时,其迎流侧产生的侧向力会与螺旋桨旋转尾流产生的侧向力相互抵消,导致吊舱推进器在向右偏转时产生的侧向力整体小于向左偏转时产生的侧向力;由于螺旋桨旋转尾流会与后方舱体、支架相互干扰,吊舱推进器整体推力系数并不是关于直航时对称,小偏转角(|β|≤15°)对吊舱推进器整体的推力系数影响较小,当偏转角|β|>15°时,推力系数会迅速下降。

水性丙烯酸树脂对PBAT/淀粉复合材料性能影响

研究了四种水性丙烯酸树脂对聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/淀粉复合材料性能的影响,选择最佳水性丙烯酸树脂进一步研究其用量对复合材料性能的影响。通过万能拉伸测试仪、熔体流动速率仪、接触角测试仪、差式扫描量热仪、热失重分析仪对复合材料力学性能、熔体流动性能、亲水性能、热性能进行了分析;采用红外光谱仪、偏光显微镜对PBAT/淀粉复合材的分子结构与微观组织形貌进行了表征。研究结果表明:玻璃化温度较低的水性丙烯酸树脂对淀粉的改性效果更佳;当水性丙烯酸树脂7168(B7168)用量为25.2g时,复合材料拉伸强度和断裂伸长率有最佳值,较空白样提高10.8%和38.5%;随B7168的增加,复合材料熔体流动速率先减小后趋于平缓,亲水性能增加,对PBAT的结晶和熔融温度影响不明显,对球晶形貌影响不大,但使球晶平均直径略有减小,3000~3600 cm^(-1)的红外响应峰强度有增加的趋势,波峰略向低波数方向移动;热失重显示B7168的加入,使体系热分解起始温度提前,700℃残余量增加。

木质素纤维增强型透水性沥青稳定碎石疲劳研究

为提高增强型透水性沥青稳定碎石(asphalt treated permeable base,ATPB)的抗裂性能和耐久性,以SBS改性沥青为胶结材料配制掺入木质素纤维的ATPB混合料——纤维增强型透水性沥青稳定碎石(fiber asphalt treated permeable base,FATPB),并制作不同木质素纤维掺量的FATPB-25梁式试件进行不同应力比下的四点弯曲疲劳试验。将木质素纤维掺量为0.3%的FATPB-25与普通的AC-25、ATB-25的疲劳性能进行对比分析,探究考虑失效概率的应力比与纤维掺量对疲劳寿命的影响。研究结果表明:纤维掺量为0.3%的FATPB-25的抗疲劳性能明显比普通的AC-25和ATB-25的高,可用作耐久型的透水性下面层或柔性基层;通过包含失效概率的双对数方程可以对FATPB-25的疲劳寿命进行预测。

水性无机耐高温防腐涂料的研制

以硅烷KH560、甲基三甲氧基硅烷偶联剂、气相二氧化硅和氢氧化钾为主要原料合成水性无机耐高温树脂,为提高涂料的耐热性,选择铜铬黑、磷酸锌、碳酸镁作为主要颜填料,并选用抗开裂粉料、消泡剂、分散剂等提高涂层外观及涂料的施工性能等。结果表明,该涂料有机挥发物低于100mg/L,涂层能在200℃固化成膜,700℃煅烧2h仍具有良好的防腐性能,且附着力好、耐盐雾性能良好。

一种性能优异的水性环氧防腐底漆配方研究

通过双酚A型环氧树脂E-51(EP-51)与聚乙二醇4000(PEG-4000)进行开环反应,合成环氧乳化剂,利用相反转技术制备出了一种水性环氧树脂乳液,研究了环氧/活泼氢当量、固化剂体系、防锈颜料、颜料体积浓度(PVC)对水性环氧涂料性能的影响。

生物基阻燃水性聚氨酯涂料的制备及对胶合板性能的影响

针对包装、建筑和家具领域使用的胶合板易燃的问题,对胶合板进行阻燃处理,利用蓖麻油、马来酸酐、异佛尔酮二异氰酸酯、季戊四醇、三乙胺、硼酸锌、丙酮、乙二胺,通过丙酮法制备生物基阻燃水性聚氨酯乳液,采用浸渍涂布法制备阻燃杨木胶合板。根据GB/T 1040.3—2006对水性聚氨酯胶膜的物理性能进行测试,采用傅里叶变换红外光谱表征硼酸锌添加量不同的乳液的官能团,采用氧指数测定仪、热重分析仪、锥形量热仪、导热系数测试仪表征阻燃处理前后杨木胶合板的阻燃性能、热稳定性、热释放速率和隔热性能,并探究了阻燃杨木胶合板的抗流失性能。结果表明:阻燃杨木胶合板具有良好的阻燃性能,当硼酸锌添加量达到7.5g时阻燃杨木胶合板的极限氧指数可达34.8%,残炭率较对照样提高了360.94%,最大热释放速率降低了24.10%,总热释放量下降了43.32%,总烟释放量下降了37.50%,导热系数下降了24.14%,同时抗流失性也有所提升。生物基阻燃水性聚氨酯乳液可以增强杨木胶合板的阻燃性能,较直接添加硼酸锌具有更好的抗流失性,可以为胶合板提供更持久的阻燃效果。