凹土粒子改性涤纶色纺纱的纺制

探讨凹土粒子改性涤纶/聚乳酸纤维/棉40/30/30 18.2 tex色纺纱的生产工艺。为克服当前户外休闲面料透气性差、防紫外线功能性差等问题,采用凹土粒子改性涤纶、聚乳酸纤维和棉纤维以40/30/30的比例进行混纺。通过采取一系列技术措施,最终成功纺制出凹土粒子改性涤纶色纺纱,并对该色纺纱的成纱质量、防紫外线和抗菌性能进行测试。结果表明:通过优化纺纱工艺,可以制备出成纱质量满足使用要求的色纺纱,且该色纺纱具有优异的防紫外线和抗菌功能,可用于开发高档户外休闲服装面料。

不同粒子改性环氧树脂基碳纤维复合材料低速冲击及冲击后压缩性能

使用单层纳米氧化石墨烯(GO)、纳米SiO 2、陶瓷粉对环氧树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺分别制备了[±45/0/90]S、[908]T、[08]T三种铺层角度下的碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板。通过落锤冲击实验、超声C扫描检测、冲击后压缩实验等对不同粒子改性CFRP进行实验研究。结果表明:纳米粒子改性可以显著提升CFRP的抗冲击性能及冲击后压缩性能,与其他铺层角度相比,[±45/0/90]S铺层CFRP有效抑制了冲击裂纹的扩展,且单层纳米GO改性下的[±45/0/90]S铺层层合板最大冲击载荷及冲击后压缩强度分别达到3470 N、124.8 MPa,冲击损伤面积仅有580 mm 2。与无粒子改性同种铺层层合板相比,最大冲击载荷及冲击后压缩强度相应提高了30%、47.3%,冲击损伤面积减小了15.5%。

无机微纳米粒子改性对碳纤维复合材料力学性能的影响

为评价无机微/纳米粒子改性对碳纤维复合材料力学性能的影响,采用真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺分别制备了[±45/0/90]S铺层角度下纳米SiO_(2)、纳米Al_(2)O_(3)、微米SiO_(2)、微米Al_(2)O_(3)改性碳纤维环氧树脂基复合材料(CFRP)。对其横向拉伸、损伤阻抗及损伤容限性能进行测试,通过扫描电镜和水浸超声C扫描检测观察试件内部损伤状态,对比分析无机微/纳米粒子对复合材料的增韧机理。实验结果表明,相比未改性CFRP,无机微/纳米粒子改性CFRP的冲击损伤初始阈值能量显著提高,冲击损伤面积明显减小,纳米SiO_(2)改性碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CF/EP/NSI)试件的横向拉伸断裂模式由单一的脆性断裂转为韧性断裂,最大冲击载荷和低速冲击后压缩强度(CAI)值达到了3484 N,62.4 MPa,相比未改性CFRP分别提升了30.4%,48.2%。[±45/0/90]S铺层角度下试件的冲击损伤形状为花生状,冲击后压缩破坏模式为穿过中间损伤区域的压缩破坏(LDM)。

等离子体羟基化改性纳米SiO_(2)粒子对绝缘纸绝缘特性的影响

在绝缘纸中掺杂纳米粒子,可通过其对载流子的限制来提高绝缘纸的绝缘特性。然而,纳米粒子的高比表面积和表面活性易形成“团聚”,导致纳米粒子聚集处易产生局部放电和击穿。为了有效抑制纳米粒子团聚、进一步提高绝缘纸的绝缘特性,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体对纳米SiO_(2)粒子进行羟基化改性,增加纳米粒子表面羟基数,并通过氢键与硅烷偶联剂分子发生偶联作用从而桥接在绝缘纸基体上,改善了纳米粒子和绝缘纸的兼容性,从而改善其团聚,并采用原位聚合法制备了掺杂纳米SiO_(2)粒子的纤维素绝缘纸。利用X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、比表面及孔隙度分析仪(BET)结合滴定法等手段表征了等离子体改性前后纳米SiO_(2)粒子表面化学组分、微观形貌、官能团及接枝羟基数目的变化规律。并考察了等离子体处理条件及改性步骤对绝缘纸击穿场强和体积电阻率的影响。研究结果表明,纳米SiO_(2)粒子经等离子体羟基化改性后表面氧元素含量及羟基吸收峰显著增强,其在绝缘纸中的分散性得到明显改善。当等离子体改性时间为5 min、空气相对湿度为75%时,纳米SiO_(2)粒子表面接枝的羟基数目达到最高。掺杂了3wt%等离子体羟基化改性的纳米SiO_(2)后,绝缘纸的直流击穿场强和体积电阻率达到18.35 kV/mm和17.45×10^(9)Ω·m,较掺杂了未改性纳米SiO_(2)的绝缘纸分别提高了10.7%和19.4%,较未掺杂纳米SiO_(2)粒子的绝缘纸提高了52.3%和106.2%。

等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜陷阱特性影响

聚酰亚胺（Polyimide,PI）纳米复合薄膜以其优越的绝缘性能广泛应用于变频牵引电机匝间绝缘。为研究纳米粒子表面改性对复合薄膜陷阱特性以及绝缘特性的影响,利用大气压空气等离子体对纳米粒子表面进行改性,采用原位聚合法制备聚酰亚胺纳米复合薄膜,通过去极化热刺激电流（thermally stimulated depolarization current,TSDC）分析薄膜内陷阱能级密度分布,利用电声脉冲法（pulsed electro acoustic method,PEA）得到了薄膜的空间电荷分布情况,并测试得到方波脉冲下复合薄膜的绝缘寿命。研究结果表明,纳米粒子经过等离子体改性后,聚酰亚胺纳米复合薄膜陷阱能级峰位移向低能级,浅陷阱密度由7.15×1019（1/m3）增至9.99×1019（1/m3）,而深陷阱密度由7.63×1019（1/m3）降至5.33×1019（1/m3）,浅陷阱密度的增加有效抑制了薄膜内空间电荷的积累,空间电荷密度最大值由6.93C/m3降至3.59C/m3,同时聚酰亚胺复合薄膜的绝缘寿命提高了28.06%;讨论分析了纳米粒子表面改性对聚酰亚胺复合薄膜内陷阱分布影响,并揭示了陷阱特性对薄膜空间电荷分布以及绝缘寿命的影响机理。

无机粒子改性PPR复合材料力学性能研究

分别以纳米碳酸钙、滑石粉和纳米蒙脱土作为改性剂,对PPR材料的刚强度以及低温韧性进行改性,研究了不同无机粒子对PPR材料各项力学性能的影响。结果表明：无机粒子的加入均会提高材料的弯曲性能,而过量加入会降低材料的屈服强度;无机粒子均能改善材料的低温脆性,但对常温冲击强度影响不大,其中滑石粉对PPR材料的综合性能提升效果最好,当其用量为6%时,PPR复合材料拉伸强度增加了0.6 MPa,低温冲击强度是改性前的1.7倍。

改性SiO_2粒子制备超疏水表面的研究

通过改性SiO2粒子和其他几种物质共混配制涂料,在PVC膜材上进行涂层烘干并焙烘,获得超疏水涂层表面。讨论了几种物质的用量对表面性能及形态的影响;初步探索了表面微结构对接触角的影响。利用改性SiO2粒子成功制备出了超疏水表面;获得了最佳涂层工艺条件;结构的粗糙度对接触角有着直接的影响。

无机粒子改性PVDF膜处理油田含油废水的研究进展

废水处理不仅关系着我国环境污染的治理,同时也关系着水资源的重复、高效、循环利用。我国每年排放的含油废水高达几亿吨,若不及时、有效的对其进行处理,必将对人类健康以及社会生态系统产生巨大的危害。而近年来,膜分离技术在含有废水处理领域中的应用不断深入,但由于膜自身性能的限制,其取得的效果也比较有限。这种情况下,如何进一步改善、提高膜的抗污染能力,已经成为该行业领域亟待解决的主要问题。基于此,本文对膜材料领域中一种用于水处理的改性PVDF膜材料及其制备工艺进行了研究,同时通过对改性后的PVDF膜的性能进行检测,并将检测结果与纯PVDF膜的性能进行对比分析,以期更好的阐述该发明的优势。

无机粒子增强PTFE水润滑轴承材料的耐磨性研究

在低速重载条件下水润滑轴承通常会出现严重的摩擦磨损。为增强轴承材料的耐磨性能,采用冷压烧结法制备了碳化硅、氮化硼、氮化硅3种无机粒子填充改性的聚四氟乙烯(PTFE)水润滑轴承材料,并对其力学性能和摩擦磨损性能进行测试和表征。结果表明,在PTFE基体中加入3种无机粒子均可以提高复合材料的硬度,无机粒子的加入提高了PTFE基体的承载力,在试验工况下PTFE复合材料的摩擦系数与磨损量均有不同程度的降低,其中填充5%质量分数碳化硅的PTFE水润滑轴承复合材料磨损量降低99.44%,表现出最佳的耐磨性。当前工作为PTFE材料在水润滑轴承材料的应用提供了数据支撑。

改性纳米粒子及高分子吸附材料的研究进展

综述了改性纳米TiO_2、纳米ZnO/CuO、纳米SiO_2/Al2O_3、氧化石墨烯、纳米Fe_2O_3/Fe_3O_4/赤铁矿及高分子吸附材料的研究进展。重点介绍了改性纳米粒子及高分子吸附材料的制备。同时,对改性纳米粒子及高分子吸附材料的应用进行了概述,并提出了改性纳米粒子及高分子吸附材料的未来发展前景。

Cu改性软锰矿粒子电极及其应用研究

针对成分复杂、难处理的酸化压裂返排液,作者采用三维电极技术对其进行处理研究。以Cu(NO_(3))_(2)为改性剂,通过浸渍热分解法在软锰矿粒子电极表面生成CuO及Cu_(1.5)Mn_(1.5)O_(4)进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对粒子电极进行表征。以聚丙烯酰胺(PAM)模拟废水为处理对象,进行改性条件考查。浸渍液浓度0.3 mol/L、煅烧温度330℃、煅烧时间2.5 h为最佳改性条件,将该条件所得改性粒子电极应用于PAM模拟废水处理,COD去除率达71.1%。改性粒子电极用于处理酸化压裂返排液COD去除率和单位能耗均显著优于改性前。通过活性氯检测和活性氯猝灭实验探索三维电极体系对PAM的降解机理,确定了高含氯废水电解过程中主要的氧化物质为活性氯,软锰矿粒子电极的改性有利于活性氯产量增加,经Cu改性的软锰矿粒子电极可有效提高含氯废水的处理效果。

聚氯乙烯低温增韧改性研究进展

本文对近年国内外关于聚氯乙烯塑料低温增韧改性研究中具有代表性的方法进行了总结。分别介绍了弹性体改性、无机纳米粒子改性、复合增韧改性的机理,并对其发展前景进行了展望。

纳米改性锌铝基耐蚀涂层的制备及性能研究

将纳米TiO2硬质颗粒添加到锌铝基耐蚀涂层中,制得了纳米TiO2增强的锌铝基耐蚀涂层,讨论了同添加量对涂层的各项性能的影响.结果表明:在B组分中添加0.2%的十二烷基磺酸钠对提高TiO2的分散性最佳;每1000g涂液中添加1～1.5g TiO2纳米粒子可以保持涂层有较高的附着性能;涂层硬度随着纳米粒子的加入量的增加而增加;涂层的耐冲击性能很高;加入TiO2对涂层的耐蚀性能会产生微小的不利影响.

麻/棉混纺织物的表面改性与酸性染料染色

为改善麻／棉混纺织物的染色性能，采用阳离子聚合物纳米粒子对麻／棉混纺织物进行表面改性，然后用酸性红B对改性后的织物染色，通过测定织物的色度学指标L＊、a＊、C＊、伊，探讨了纳米粒子质量浓度、处理温度、时间、pH和氯化钠等因素对织物染色性能的影响。结果表明，改性后织物的染色性能得到了明显改善。适宜的改性条件：纳米粒子质量浓度为0．5g／L，温度为60℃，处理60min，pH为6-8，不加入氯化钠溶液，浴比1：100。

氧化石墨烯改性碳纤维复合材料抗冲击行为研究

使用单层纳米氧化石墨烯(NGO)粒子对环氧树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备了[±45/0/90]2S铺层角度下的纯树脂及单层NGO改性碳纤维复合材料(CFRP)层合板。通过落锤冲击试验、超声C扫描检测、冲击后压缩试验等对纯树脂及单层NGO改性CFRP进行实验研究。结果表明,纯树脂及单层NGO改性CFRP在损伤阻抗及损伤容限实验中均存在拐点现象,且拐点出现在相同深度位置,其中纯树脂CFRP拐点位置为0. 51 mm,单层NGO改性CFRP拐点位置为0. 43 mm;相对于纯树脂CFRP,单层NGO改性CFRP可以显著提高复合材料的抗冲击性能及冲击后的压缩性能;通过对冲击后凹坑深度及凹坑面积进行数据模拟,可以用拟合公式实现对复合材料的损伤预测。

纤维基改性SiO_2柔性超疏水表面构建研究

采用溶胶-凝胶法以正硅酸四乙酯(TEOS)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)为原料,制得改性SiO_2溶胶,将其应用于柠檬酸预先处理的棉织物,构建棉纤维基柔性超疏水表面。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察得到改性SiO_2溶胶干燥后形成有球形颗粒的致密粗糙膜,改性SiO_2红外谱图(FTIR)显示氨丙基和十六烷基在SiO_2表面接枝。当HDTMS浓度为2%时,整理的棉织物静态接触角为155.3°,动态滚动角是8°,达到优异的超疏水效果,经洗涤20次后接触角仍为143.4°,具有疏水耐久性。扫描电子显微镜(SEM)观察得知整理棉纤维洗涤前后表面均具有较好的粗糙结构,整理棉纤维表面形成了牢固的改性SiO_2疏水膜。

改性微滤膜深度处理城市污水的研究

采用改性SiO2纳米粒子对微滤膜进行改性,考察了改性微滤膜的分离特性及对城市污水的深度处理效果。结果表明,改性后的微滤膜表面的亲水性明显提高,膜的传质系数增大,膜阻力系数减小,膜的耐污性能大大增强;采用改性微滤膜处理城市污水厂的二级出水,膜出水水质可满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)的要求,且连续运行10h后,膜通量仍可稳定在150L/(m2.h)以上;适量增大过膜压力可提高膜通量和水回收率,错流过滤方式比死端过滤方式的膜通量高,内压进水方式比外压进水方式的膜通量高。

纳米改性聚脲涂层/P110钢的应力腐蚀性能实验研究

通过慢应变拉伸试验(Slow Strain Rate Test,简称SSRT)对表面喷涂不同含量纳米Ti O2改性聚脲涂层的钢材研究其在NACE溶液中的应力腐蚀行为,利用SEM微观分析手段对试样断口进行分析。结果表明,不同含量纳米粒子改性涂层的试样的应力腐蚀开裂的敏感性是不同的,喷涂5%的纳米Ti O2改性涂层试样的应力腐蚀开裂敏感性比原始试样低。

Pickering乳液双相反转研究表面活性剂在纳米粒子表面的吸附研究

本实验通过制备纳米粒子和表面活性剂协同稳定的Pickering乳液,对乳液的双相反转的现象进行研究。结果表明,随表面活性剂浓度提高,乳液类型从O/W转变成W/O型,再转变成O/W型,即发生双相反转现象。基于实验现象提出了不同表面活性剂浓度条件下表面活性剂分子在纳米粒子表面的吸附模型,即单层吸附和双层吸附导致纳米粒子由偏亲水向偏疏水再到偏亲水性的转变。

TiO_(2)粒径对TiO_(2)/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响研究

目的研究改性TiO_(2)粒径对TiO_(2)/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响,解决低温环境下风机叶片结冰问题。方法采用有机无机粒子共混,以改性纳米TiO_(2)和聚天门冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)为材料,利用一步法构建TiO_(2)/PAE聚脲超疏水涂层。开展耐酸碱性、耐磨性、静态防覆冰、动态防覆冰、覆冰黏结强度等实验研究,并应用在真实风电场。结果超疏水涂层的机械稳定性、防覆冰性能随着粒径增大而逐渐变差。当TiO_(2)粉末粒径为100 nm时,接触角为(162.4±2.1)°,滚动角为(3.8±0.7)°;经过250次磨损,接触角为(158.8±0.31)°,滚动角为(7.3±0.1)°;经过14 d的酸碱耐候性实验,超疏水涂层仍具有超疏水性,酸性和碱性溶液皆会导致涂层受损,碱性溶液对涂层腐蚀作用更强;机械稳定性较强、防覆冰性能较优。涂有超疏水涂层的风机在冻雨天平均比空白风机平均多运行255 min,对一台2 MW机组来讲,相当于多产生8500 kW·h的电能。结论制备的超疏水涂层具备优良的机械稳定性与防覆冰性能,推动了超疏水涂层在风机叶片被动防覆冰领域的应用。