改性海绵亲油疏水材料在含油污水处理中的应用研究

物理吸附分离技术作为油水分离的主要发展方向,具有成本低,操作简单和环境友好等优点,海绵作为具有三维网状结构的多孔材料,具有很强吸附性能,可以作为亲油疏水吸附材料的基材。综述了聚氨酯和三聚氰胺海绵疏水改性的最新成果。从疏水改性层的种类出发,介绍了硅烷表面改性、石墨烯改性和纳米材料改性3种改性海绵亲油疏水材料的制备方法,同时指出目前合成方法存在的不足之处主要体现在改性层脱落、制备工艺复杂和难处理乳化油等方面。

疏水材料处理下道路混凝土冻融性能研究

为了研究疏水材料处理下的混凝土冻融性能,对不同含水率的疏水混凝土进行空气冻融循环试验。结果表明,在充分干燥状态时,经硅烷处理的混凝土吸水率最小;混凝土含水时,相较于其它混凝土,经醋酸钠处理的混凝土吸水率最小;硅树脂作用于完全饱和的混凝土时,混凝土的吸水保护效果优于含氟聚合物和硅烷;混凝土水分高于2.5%时,含氟聚合物对混凝土的保护高于硅烷。

疏水材料改良黄土渗透性模型及其机制研究

【目的】改良黄土渗透性,加强黄土地基的自防水功能,能够有效降低降雨条件下湿陷性黄土地基灾害发生的概率。【方法】为此,开展了一系列不同生态环境友好型疏水材料(SHP 60 Plus)质量比改良黄土的三轴渗透试验,探究了渗流时间、孔隙比和疏水材料质量比对黄土饱和渗透系数的影响,并基于lgk-lge渗透模型和渗透试验结果,建立了改良黄土的渗透模型;通过建立疏水性孔隙通道模型和结合土-水接触角试验结果,从微观角度揭示了改良机制。【结果】结果显示:改良黄土的渗透系数随着渗流时间的增加逐渐降低然后趋于稳定;改良黄土稳定阶段的渗透系数随孔隙比的降低呈非线性减少趋势;1%疏水材料质量比改良黄土的渗透系数比未改良黄土降低了1个数量级。【结论】结果表明,疏水材料的掺入会提高有效孔隙通道直径的阈值,使得无法发生渗流的孔径范围增大,导致渗透系数减小,渗透性降低。

柔性表皮与疏水材料耦合减阻特性数值模拟

借助有限元分析软件Workbench搭建双向流固耦合平台,探索具备疏水功能的柔性平板的减阻效果。数值模拟结果表明:疏水材料与柔性平板耦合之后能起到进一步减阻的作用;从减阻效果来说,柔性表皮与疏水材料耦合的减阻技术是可行的,能在疏水材料减阻的基础上进一步减阻4%~9%。柔性覆盖层的存在使得平板近壁面的速度梯度有所减小,平板的减阻性能得到进一步提升。

采用疏水材料侧壁绝缘电极的微细电解加工实验

微细电解加工中工具电极和工件之间的加工间隙是影响加工效果的核心因素.工具电极侧壁施加绝缘膜的工艺方法,可显著改变侧面加工间隙内的电场分布,提高加工精度,同时保持原有的加工效率,有着良好的应用前景.本文基于仿真方法,分析了绝缘膜对端面加工间隙和侧面加工间隙的影响规律,研究了绝缘膜疏水性质对电解加工中产生的氢气泡运动的吸附作用对微细电解加工的影响.在直径为数十到数百微米的钨丝侧壁制备出可用于微细电解加工的几微米厚的硅胶疏水材料侧壁绝缘薄膜.在硝酸钠电解液中,实现了不锈钢材料上将微气泡附着于电极前端与绝缘膜结合处、保护绝缘膜和约束杂散腐蚀的微细电解端面分层扫描加工效果.

仿生超疏水材料的研究进展

对仿生超疏水性能的相关理论和表征方法进行了梳理,探究了超疏水材料表面的润湿现象以及材料表面粗糙度对接触角的影响。介绍了自然界中存在的天然超疏水材料,并对目前仿生超疏水表面的制备方法进行综述,旨在探究制备仿生超梳水材料双微观结构的简便、有效方法,以获得性能优异的超疏水材料,为功能性仿生超疏水材料的发展提供参考。

超疏水材料改良黄土的宏微观抗渗机制研究

为有效提高黄土的抗渗性,改善其遇水后的稳定性,并预防由水诱发的黄土地质灾害,本文采用一种有机硅憎水粉末疏水材料对黄土进行改良。开展三轴渗透试验测量不同掺量疏水材料改良黄土的渗透系数,结合土水接触角试验和扫描电镜(SEM)试验,从宏观表面接触特性和微观结构特性的角度综合分析抗渗机制。研究表明:改良黄土的渗透系数会随着渗透时间逐渐减小至稳定,与渗透时间符合幂函数关系。固结围压的升高会导致改良黄土渗透系数降低,主要表现为土体孔隙收缩,渗流通道数减少,有效渗流压力降低。掺入疏水材料的最优质量分数为1%~2%,此时饱和黄土渗透系数下降达到90%以上。疏水材料改良黄土抗渗性的宏观机制表现为土体表面粗糙度增加,疏水基憎水,导致土水接触角增大,表面自由能减小;微观机制在于疏水材料通过表面附着、胶结团聚、填充孔隙等方式改变了黄土的内部结构。

疏水材料的研究进展与应用

疏水材料拥有特有的抗润湿能力,充斥在生活的各个角落里。本文从疏水材料的抗润湿机理出发,进而详细的介绍具备工业化条件的制备方法及其各自的优缺点。目前,疏水材料的制备方法日益成熟,越来越多方便成熟的方法出现在人们的视野中,但还是有很多不足,例如有些制备方法,不适宜大规模生产,预计以后会有更多会更贴合实际的方式方法。本文介绍了各种制备方式的优点及不足之处,并且粗略的介绍了疏水材料的应用点。

低介电损耗氟化丙烯酸聚氨酯疏水材料的制备

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G-04)以及丙烯酸-?-羟丙酯为原料,采用溶液自由基聚合工艺,合成不同氟含量和不同羟基含量的氟化丙烯酸树脂,与六亚甲基二异氰酸酯三聚体(N3390,HDI三聚体)交联制备氟化丙烯酸聚氨酯。对聚氨酯薄膜的透光性、疏水性和介电性能进行检测,并与市售的FEVE型氟化树脂(ZY-1)以及丙烯酸型氟化树脂(SGK-5701)的交联产物进行性能对比研究。结果表明,氟化丙烯酸型聚氨酯相较市售氟化树脂交联聚氨酯具有更低的疏水角、疏水稳定性和更低的介电常数和介电损耗值:可见光区透光率 >90%;调整共聚物中氟单体含量,可使聚氨酯膜的疏水角 <98&#176;,吸水率 <0.5%;氟单体的含量大于22 wt.%时,膜介电常数(ε) <2.5,介电损耗(tanδ) <0.01。可望作为雷达罩体表面的高透过、低张力和低介电损耗疏水材料。

仿生超疏水材料研究进展

阐述了仿生超疏水材料理想和非理想表面的理论模型,总结了超疏水材料的制备方法和制备原理,综述了超疏水材料在材料防腐、自清洁、自愈合和抗凝冰方面的应用现状,分析了国内外目前针对超疏水材料研究过程中所面临的问题,同时展望了超疏水材料在工程领域及公路工程中的应用前景。

基于熔融共混法制备PP/PVDF疏水体系的结构和性能研究

采用熔融共混法,制备系列PP/PVDF共混体系,讨论不同原料配比和不同牌号PVDF原料对PP/PVDF共混体系对纯水的接触角、对蛋白上样缓冲液的流挂性能,以及透光性能等方面的影响。结果表明,随着PVDF含量的增加,PP/PVDF共混体系对纯水接触角呈先上升后下降趋势,当PVDF含量为10%时,共混体系对纯水的接触角达最大值为117°;当PP/PVDF共混体系中的PVDF含量相同(5%、15%、25%)时,利用牌号为710的PVDF制备的共混体系对纯水接触角最大,测试样条表面残留的蛋白上样缓冲液最少,牌号为720的次之,牌号为705的接触角最小,残留的蛋白上样缓冲液最多;而对于共混体系的透光率,则是利用牌号为705的PVDF制备的共混体系透光率最大,牌号为720的次之,牌号为710的透光率最低。

一种疏水性材料的制备、表征及对抗生素吸附性能研究

以一种铜基化合物Cu-CP为前体制备一种疏水材料Cu-CP@SDBS,利用扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射、红外光谱、X-射线光电子能谱等手段对疏水材料的微观形貌和结构进行表征。采用吸附平衡实验系统考查了疏水材料Cu-CP@SDBS在水相中对盐酸左氧氟沙星(LV)的吸附性能。结果表明,该疏水材料对LV的最大吸附容量为107.4 mg·g-1,其吸附特性符合准二级动力学模型及Freundlich模型。该疏水材料制备过程简单,对水环境中盐酸左氧氟沙星具有较好的去除性能。

疏水材料在土木工程中的应用综述

建筑物表面渗漏以及路面的水损坏是土木工程常见病害,本质上可以看作是水对材料润湿,与气候等共同作用造成材料损坏,应用疏水材料可以成为解决该问题的一种有效途径。对目前国内外疏水材料在土木工程领域的研究与应用进行了全面分析,阐述了疏水材料的作用原理,并总结了疏水材料在建筑防水、防污、防腐及道路防水抑冰等方面的应用,展望了其未来的应用方向和前景。

彩色疏水绘画材料制备及化学稳定耐磨粘附性能试验

绘画材料承载着插画设计师的想象和实践,文章针对在插画创作中传统插画材料在不同基底上,受液体影响出现晕染的问题,提出彩色疏水材料的制备。结果表明:本研究制备的彩色疏水材料色彩表现良好,日常液滴滴在不同基底材料上,呈现出球形状态,并不会出现晕染的现象。同时,疏水材料在不同pH值条件下和800目摩擦的条件下,皆表现出良好的疏水性,证明该绘画材料的化学稳定性和耐磨损性能皆表现良好。这种对绘画材料的改进和应用,给以视觉设计为背景的插画带来了全新的体验。

新型疏水表面材料制作工艺的研究

本文通过考察工艺条件,改装组合仪器,为制造出环保型、透气性强的表面疏水材料提供良好的操作平台;以纸质材料作为基本材料,通过设置不同的高度,得出雾化器最佳喷洒范围;通过使用不同的雾化器,探讨仪器性能。

新品新知

名为Amphibio的服装由柔软的面罩和类似“鱼鳃”的部分组成,穿着者可直接借助从液体环境中过滤出的氧气进行呼吸。整套服装采用多微孔疏水材料,由3D打印而成,在水中可使身体周围形成一层氧气隔层,在保持干燥的同时,给呼吸系统充分的时间过滤水中的氧气。科学家还将不断改进,以提高其单位面积的供氧量。

复合材料层合结构在防覆冰/除冰系统中的应用

设计了一种基于复合材料层合结构的新型防覆冰/除冰系统。此多功能复合层合结构由铜基超疏水材料、非对称正交铺设的双稳态可变形结构和聚酰亚胺加热膜构成。铜基超疏水材料起到延迟水滴结冰、减少表面覆冰和降低冰层与接触面之间黏附力的作用;聚酰亚胺加热膜驱动双稳态结构发生稳态突变时,产生的热量会快速融化冰层;双稳态结构形态突变时会产生机械振动,从而形成一套新型电热-机械耦合防覆冰/除冰机制。通过测试,该系统表面水接触角可达155°,具有良好的超疏水特性、可变形性、耐高低温交变性和紫外线耐性等特性。

功能性皮革系列之疏水皮革

详细介绍了皮革表面疏水的原理、影响皮革表面疏水性的因素、皮革表面疏水的处理方法、皮革表面疏水材料等,并对疏水表面皮革的发展做了一定的展望。

注水井疏水降压增注液体系的研究与应用

为解决长庆油田Y19区块注水井普遍存在的长期高压欠注和措施有效期短的问题,通过开展岩石矿物成分、储层敏感性、地层流体与注入水的配伍性等分析实验,找出了引起注水井高压欠注的主要因素,分别是储层敏感性、注入水引起的润湿反转及化学结垢堵塞。对此,室内研发出一套由低伤害酸液、硫酸盐垢解除剂、纳米疏水材料段塞组成的疏水降压增注液体系。该体系能够有效解除化学结垢堵塞,改善岩石表面润湿性,降低水驱毛管阻力,从根本上解决了引起注水井高压欠注的主要矛盾。已完成的2口现场试验井均达到配注要求,且注入压力下降均超过2 MPa,累计增注8 077m^3,较常规措施有效期延长4个月以上,取得了较好的应用效果,同时也为低渗透油田降压增注作业提供了一种有效的技术手段。

三氟甲基基团的主侧链位置对聚芳醚酮材料性能影响的研究

通过亲核缩聚法制得三氟甲基基团分别位于主链位置和侧链位置的聚芳醚酮,通过1H-NMR确定了两种聚芳醚酮的结构.分析DSC结果发现,三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮的玻璃化转变温度(Tg)为166℃,三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的玻璃化转变温度(Tg)为139℃,因主链的三氟甲基增加了主链的刚性,使得三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮具有更高的玻璃化转变温度.三氟甲基基团相对位置不同的聚芳醚酮材料的5%热失重温度均在490℃以上,都表现出良好的热稳定性.分析水接触角结果发现,三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮的水接触角为91°,三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的水接触角为113°,因三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的氟原子在经过高温处理后更易向薄膜表面迁移,薄膜表面的表面能降低,表现出更加优异的疏水性能.