甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米混杂复合材料 Ⅱ.微观结构与宏观性能

研究了甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米复合材料的应力-应变特性,物理机械性能与温度间的依赖关系及动态压缩疲劳性能。推测了复合材料内部可能存在的多种物理和化学结构,并提出了一些模型。认为离子键及其所形成的离子簇易于在外力和热的作用下松弛,使材料的伸长率和永久变形增大,高温性能下降,同时也对材料的常温强度产生贡献。聚甲基丙烯酸锌纳米粒子强的内聚能及其与橡胶间的化学接枝是材料高温性能优异和常温高强度的主要原因。

纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响

通过盆栽试验研究了纳米．亚微米级复合材料对褐潮土各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明，1）施入纳米-亚微米级复合材料后，褐潮土各粒级复合体的含量较对照发生了改变，F1（〈2μm）和B（10-50μm）粒级含量降低，F2（2～10μm）和F4（50～100μm）粒级含量增加。2）纳米-亚微米级复合材料可提高土壤及各粒级中C、N、P的含量，而增加幅度因材料而异；蒙脱土纳米-亚微米级复合物〉高岭土纳米-亚微米级复合物〉塑料纳米-亚微米级复合物。3）F3（10-50μm）粒级中有机碳、全氮、全磷含量较低，但该粒级复合体含量占土壤固相的比重最大，因此该粒径中C、N、P对土壤肥力的贡献较大。4）纳米-亚微米级复合材料使土壤的有机碳、氮、磷在各粒级复合体中分配系数的增加以F2（2～10μm）粒级最高，说明各养分进入F2粒级最多，表明该粒级对土壤养分的转化和平衡起着重要的调节作用。

缓/控释肥料纳米-亚微米级胶结包膜复合材料的制备与表征

目的以天然高岭土和废弃泡沫塑料为原料,制备高岭土和塑料-淀粉的纳米-亚微米级复合材料,用来作缓/控释肥料的胶结剂和包膜剂。方法采用有机物质插层复合、微乳化和高剪切方法制备了高岭土和塑料-淀粉的纳米-亚微米级复合材料,并通过扫描电镜、X-射线衍射、红外光谱和激光粒度分析对复合材料进行了测试和表征。结果(1)有机物质插入了高岭土的层间,天然高岭土被剥离成纳米尺寸的片状结构,有机物质和高岭土层间的水合羟基形成氢键连接;(2)塑料-淀粉纳米-亚微米级复合材料表面存在10～20nm左右大小不一的皱褶或孔径。结论此2种复合材料可用来作缓/控释肥料的胶结剂和包膜剂。

PPS/E-MA-GMA/GF/HNTs混杂复合材料的制备与研究

采用熔融共混法制备了聚苯硫醚(PPS)/乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(E-MA-GMA)/玻璃纤维(GF)/埃洛石纳米管(HNTs)混杂复合材料,研究了其力学性能、热性能、阻燃性能及其微观形态。结果表明,当E-MA-GMA在PPS/E-MA-GMA共混体系中的质量分数为12%、GF的质量分数为30%、HNTs质量分数为6%时,复合材料具有较好的综合性能。此时复合材料的拉伸强度、弯曲强度及缺口冲击强度较纯PPS分别提高了145.3%、83.2%、338.3%,复合材料的热变形温度达到237.1℃;极限氧指数高达52.5%。扫描电子显微镜显示E-MA-GMA较均匀地分散在PPS基体中,GF、HNTs在基体树脂体系中表现出不同的尺寸;偶联剂的应用极大地改善了GF、HNTs与PPS基体树脂之间的界面结合。

(纳米MCM-41)-AgI主-客体复合材料的制备及表征

采用水热合成法制备了纳米MCM-41,并用热扩散法将半导体材料AgI装入其中,制备了(纳米MCM-41)-AgI复合材料,同时制备了用来比较的(微米MCM-41)-AgI复合材料,并以粉末XRD、红外光谱、N2吸附等技术对所得样品进行了表征。粉末XRD分析结果表明:AgI组装进MCM-41孔道后,MCM-41仍能保持其骨架结构;红外光谱表明:组装AgI后样品的骨架振动峰蓝移,这主要是由组装了AgI引起的。吸附研究表明:AgI已进入MCM-41孔道内。通过比较,AgI的进入对纳米MCM-41的影响大于微米MCM-41。样品的固体扩散漫反射吸收光谱和发光研究表明:所制备的2种样品表现出明显的立体限域效应和量子尺寸效应,在(纳米MCM-41)-AgI材料中立体限域效应和量子尺寸效应尤为突出。

微/纳米双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

采用粉末真空热压烧结机,将微米尺度的SiC颗粒、Al-Si合金基体粉末与反应剂CuO粉末混合后加热到一定温度,使CuO与Al发生原位反应,生成纳米尺度的Al2O3颗粒,然后冷却、热压,制得(微米SiC+纳米Al2O3)/Al-Si双尺度混杂颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料进行热处理强化。研究了不同的原位反应加热温度、热压温度、热压压力对复合材料组织、硬度及磨损性能的影响。结果表明,采用微米SiC及纳米Al2O3混杂颗粒强化、热压强化、热处理强化等强化后制备的铝基复合材料具有较高的硬度及耐磨性。原位反应加热温度为620℃、热压温度510℃、热压压力3MPa时,复合材料试样组织细小致密,硬度及耐磨性最好,复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。

铝基碳化硅复合材料超疏水表面的蚀刻制备及性能表征

通过简单的盐酸溶液蚀刻方法在2024铝基碳化硅复合材料基体上制备出超疏水表面,电镜观察结果显示,蚀刻后复合材料中碳化硅颗粒自身作为超疏水结构所必需的微米级结构,而碳化硅微粒上又具有纳米级颗粒,形成了类似荷叶表面的微米-纳米二级复合结构。结合氟硅烷修饰,获得了接触角高达157.02°,滚动角5°的超疏水表面。实验研究了不同蚀刻液浓度和时间对表面疏水性的影响,得到特定条件下的最佳工艺参数:盐酸溶液浓度15%(质量分数),蚀刻时间2 min。性能测试结果表明,所制超疏水表面具有较好的抗酸碱性能、稳定性、耐磨性和抗腐蚀性能。