偏组成堇青石陶瓷材料结构与性能

堇青石陶瓷具有热膨胀系数低、抗热震性好、耐高温等特点,被广泛应用于高低温急剧变化的环境。如何进一步降低堇青石陶瓷的热膨胀系数,提升其使用性能,仍然是国内外研究的热点,以单层片状结构的苏州高岭土、滑石和γ-Al_(2)O_(3)为原料,设计了不同的配比组成并制备了堇青石低膨胀陶瓷样品。采用XRD、SEM、CTE和EPMA等测试技术对样品的结构和性能进行了表征。探究了偏化学计量不同配比组成对合成堇青石陶瓷的结构与性能的影响。结果表明:偏镁样品(Si/Al为1.34时)合成的是单一的纯相堇青石;样品的热膨胀系数为1.91×10^(-6)℃^(-1) (25℃~800℃),抗折强度为50 MPa,气孔率为20%,体积密度为1.90 g·cm^(-3)。风冷热震循环试验(25℃~1000℃) 30次后抗折强度损失率仅为2.66%。偏镁组成中的MgO促进了高温液相的生成,液相传质推动高温化学反应充分进行,提高了样品中的堇青石含量(达到了99 wt.%),生成的堇青石晶粒定向排列,降低了样品的热膨胀系数,提高了样品的抗热震性。

材料结构与性能课程线上线下混合式教学改革初探

为加强材料结构与性能双一流本科课程建设,提高课程教学质量,提升学生的自主学习、科研思维、交流协作、实践创新等综合能力,培养兼具扎实的理论知识、熟练的实操技能、高尚的职业道德的复合型人才,文章在总结传统教学弊端的基础上,对课程体系和教学内容进行重构,采用线上线下混合式教学模式,同时兼顾经典与前沿、理论与实践,并引入多模块化过程考核评价方式进行教学改革探索,以供高校同类课程借鉴。

异氰酸酯增强尿素-乙二醛树脂的结构与性能研究

为提升尿素-乙二醛树脂(UG)的耐水性能,本研究在UG树脂中添加高活性的异氰酸酯(MDI)共混制备了异氰酸酯/尿素-乙二醛(MDI-UG)木材胶黏剂。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱仪(NMR)和X射线光电子能谱(XPS)对其固化结构进行表征,通过差式扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMA)和扫描电镜(SEM)对其固化性能进行分析,以MDI-UG混合体系制备胶合板并测定其力学性能。结果表明UG树脂中含有的活泼氢基团与异氰酸酯反应形成新的氨基甲酸酯;与UG树脂相比,MDI-UG树脂的固化温度降低且热稳定性提高;采用扫描电镜下可观测到MDI-UG树脂的固化颗粒更加密集且交联支化程度明显提高;当MDI的添加量为3%且乙二醛与尿素的摩尔比为1.3:1时,所制得胶合板的热水湿状剪切强度达到0.72 MPa,表明MDI的引入显著改善了UG树脂的耐水性,而且充分发挥了UG树脂优异的环保性能和异氰酸酯的高强度特点。

CNTs杂化粒子改性PP/PGA复合材料的结构与性能

为解决聚丙烯/聚乙醇酸(PP/PGA)共混物由于相容性较差导致力学性能存在局限性的问题,采用过硫酸铵-胺氧化还原引发体系,通过表面引发接枝聚合法(SIP)制备了碳纳米管接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯杂化粒子(CNTs@PGMA),以CNTs@PGMA杂化粒子和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为协同增容体系,通过熔融共混法制备了PP/PGA/CNTs复合材料,采用傅里叶变换红外光谱仪和透射电子显微镜对CNTs@PGMA进行了表征,结果表明PGMA通过SIP成功接枝在CNTs表面。采用拉伸测试、差示扫描量热仪、热重分析、旋转流变和降解试验等方法研究了CNTs@PGMA用量对复合材料力学性能、热性能、降解性能和流变行为的影响。结果表明,在PP/PGA/PP-g-MAH体系中加入CNTs@PGMA后其相容性得到提升,随杂化粒子用量增加,复合材料拉伸强度先增大后减小,热稳定性得到提升,PGA结晶逐渐受限甚至无熔融峰出现。杂化粒子的加入形成了三维网络结构,提高了复合材料熔体弹性,熔体表现出更强的非牛顿性和剪切变稀行为,同时PGA的降解过程受到抑制。当CNTs@PGMA用量为5份时,复合材料的拉伸强度最大为41.25 MPa,断裂伸长率为66.03%,PGA在42 d时的降解率下降至10%以内,拉伸强度维持率达到91%。

环氧大豆油增容PBAT/PLA复合材料的结构与性能

以环氧大豆油(ESO)为增容剂,采用熔融共混法制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)生物降解复合材料。红外光谱测试结果表明,ESO中的环氧官能团与PBAT及PLA端羧基发生增容反应,形成PBAT-co-ESO-co-PLA,提高了共混物的相容性。增容效应导致PBAT与PLA玻璃化转变温度逐渐接近,促进了PLA在基体中均匀分散。加入ESO后,PBAT、PLA的熔融温度及结晶温度显著降低,结晶行为受到抑制。动态流变测试结果表明,与PBAT及PBAT/PLA共混物相比,PBAT/PLA/ESO共混物的黏度及模量较大,证明了ESO引起的增容反应提高了界面相互作用及熔融强度。与PBAT/PLA复合材料相比,PBAT/PLA/ESO共混物的刚韧平衡更佳,当ESO含量为6%时,共混物的最大断裂应变为792%,断裂强度为35.7MPa,分别为PBAT/PLA复合材料的2.1、3.1倍。

《材料结构与性能》课程与思政教育的融合探索

《材料结构与性能》是材料化学专业的重要基础课程,深入分析该课程的教学内容及特点,结合时事热点与先进技术,将马克思主义基本原理和中国特色社会主义核心价值观融入课堂教学,以期潜移默化地培养身心健康、品行高洁、爱党爱国、专业技能扎实的全面人才,实现高等教育院校“立德树人、协同育人”的有机统一。

Ca^(2+)络合作用对生物基PA56纤维结构与性能的影响

为探究络合作用对生物基聚酰胺5 6 (PA5 6)纤维结构与性能的影响,以氯化钙为络合剂对PA56纤维进行络合改性,研究氯化钙在不同溶剂(水和乙醇)中对生物基PA56纤维结构与性能的影响。结果表明,经氯化钙溶液处理后,生物基PA56纤维的N—H和C=O的伸缩振动峰位置发生红移,酰胺Ⅱ带发生蓝移;纤维的熔点、结晶度和结晶能力下降,但晶型未发生变化;与水的接触角减小、断裂强度和断裂伸长率下降,纤维表面变得粗糙。相比氯化钙水溶液处理的效果,经氯化钙乙醇溶液处理后纤维的结构和性能变化很大,说明乙醇溶剂更有助于Ca^(2+)与PA纤维聚酰胺基团之间形成络合配位作用。

透明聚丙烯专用料的结构与性能分析研究进展

近年来我国透明聚丙烯发展迅速,开发透明聚丙烯新牌号替代进口料、满足市场需求是当前急需解决的问题。调控聚丙烯的聚合原理、共聚单元种类及其含量、成核剂的使用以及共混等方法可以在一定程度上提高聚丙烯的光学性能。因此,研究透明聚丙烯微观结构,有助于深入理解聚丙烯宏观性能,从而建立微观结构与宏观性能之间的关系,对指导产品工艺控制、提升透明聚丙烯性能、开发高性能透明聚丙烯专用料具有重要意义。

双向拉伸过程中聚丙烯薄膜结构与性能的演变

通过同步双向拉伸方法制备了双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,研究了不同拉伸倍数下双向拉伸过程中BOPP薄膜的结构和性能演变。结果表明,双向拉伸过程中取向诱导结晶与取向过程中晶区的破碎并存,最终导致结晶度随双向拉伸倍数的增加变化不大;取向度随拉伸倍数的增加而显著增加,且较高的拉伸倍数下可以有效地减少薄膜中应力集中区域的面积,提升BOPP薄膜的取向均匀性;双向拉伸倍数的增加对BOPP薄膜力学性能影响显著。

喷丝速率对连续水浴静电纺纳米纤维包芯纱结构与性能的影响

为实现工艺参数对纳米纤维包芯纱的结构调控,采用连续水浴静电纺丝的方法,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层,制备兼具纳米纤维特性和传统纱线力学性能的纳米纤维包芯纱。对PET/PA6纳米纤维包芯纱的形态、晶体结构和力学性能进行分析与表征。结果表明:纳米纤维包芯纱具有良好的皮芯结构;PA6包覆层的纳米纤维直径为66~80 nm,其孔隙率随喷丝速率的提高而下降,结晶度在19%~24.15%范围内,且随喷丝速率的提高而减小;PA6纳米纤维包覆层的断裂强度和断裂伸长率随喷丝速率的增大而降低,其断裂强度降为常规PA6纤维的1/5;纳米纤维包芯纱保持了芯纱的强力与断裂伸长率等力学性能。

淀粉添加量和增塑剂对聚乙烯醇/淀粉复合材料结构与性能影响

近些年来,由于不可再生资源的消耗问题以及塑料垃圾等造成的白色污染等环境问题,人们对绿色环保产品的需求日益增长,高性能生物降解材料的开发受到越来越多的关注。采用醇解度适中的1788型聚乙烯醇(PVA1788)和玉米淀粉为原料,添加少量甘油与氯化钙,通过溶液流延法制得了聚乙烯醇/淀粉(PVA/ST)复合材料。研究了淀粉添加量以及增塑剂配比对PVA/ST复合材料结构与性能的影响。结果表明:淀粉的加入会导致PVA的结晶度明显下降,黏度提高,同时因为淀粉的高脆性,导致复合材料模量明显提高,力学性能明显下降;而加入的甘油和氯化钙作为增塑剂,能够减弱PVA和ST的分子间作用力,降低结晶度,提高材料的柔韧性。当加入甘油与氯化钙的比例均为PVA和ST总含量的10%时,复合材料的力学性能最优,拉伸强度约为16 MPa,断裂伸长率约为410%。

MMA-co-GMA增容PBAT/PLA共混材料结构与性能

利用甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物(MG)为相容剂,采用熔融共混法制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)和聚乳酸(PLA)生物降解共混材料。MG中的环氧官能团与PBAT和PLA中的端基之间的增容反应生成PBAT-co-MG-co-PLA大分子相容剂提高二者之间的相容性。MG的加入导致PLA相的最大分解速率温度明显向高温方向移动,耐热性提高,而PBAT相最大分解速率温度几乎没有变化。MG的增容作用促进了PBAT相的均匀分散、较小的粒子尺寸和窄的分布。动态流变测试结果表明,PBAT/PLA/MG共混材料比PBAT/PLA共混物具有更高的复数黏度和储能模量,增容反应增加了界面相互作用和熔体强度。同PBAT/PLA共混材料相比,MG的增容作导致PBAT/PLA/MG共混物表现出更高的冲击韧性、断裂伸长率和拉伸强度。

《高分子结构与性能的现代测试技术》教材的建设

为了提升化学学科本硕贯通高层次人才的培养质量,我们编写了实验课程“现代化学实验与技术”教材——《高分子结构与性能的现代测试技术》。本教材构建了本硕贯通实验课程教学的新模式,体现出夯实专业基础知识、面向高分子学科前沿性科学研究、注重“个性化”培养学生科研实践能力以及通识性和实用性的特色。

保存环境对PBO纤维结构与性能的影响

首先,对市售Zylon-AS、Zylon-HM和国产PBO-AS、PBO-HM纤维的力学性能进行了对比分析。其次,研究了在不同存储条件下保存时间对聚对苯撑苯并二唑(PBO)纤维力学性能的影响,包括:在含水和烘干条件下保存时间对PBO-AS纤维浸胶丝力学性能的影响;PBO-AS、PBO-HM和PBO-AS-PB纤维浸胶丝在自然光照和避光保存条件下力学性能随保存时间的变化。结果表明:国产PBO纤维的力学性能已达到市售东洋纺同类产品水平;在烘干条件下保存的PBO-AS纤维浸胶丝的强度保持率较含水条件下保存的明显提高,最高提高12%;通过原位聚合改性引入抗紫外剂的PBOAS-PB纤维,经17280 h光照后的强度保持率为54.28%,明显高于未改性的PBO-AS和PBO-HM纤维(强度保持率分别为29.34%和37.34%)。

高压水射流喷嘴结构与性能研究

通过实验对不同结构喷嘴的压力、流量、靶距、打击力等参数进行对比验证,分析和研究了不同结构射流特性,对高压水清洗作业不同工况下喷嘴的选取有指导意义。

基于“互联网+”的材料结构与性能课程教学改革探讨

随着现代教育事业的不断发展,“互联网+”为教育改革增添了许多生机与活力,现阶段我国高等教育必须要积极适应互“互联网+”时代,加强教学技术改革、教学方法改革,将互联网全面融入到课堂教学高中,提高课堂教学质量。基于“互联网+”时代背景下的教育改革理念,本文将对材料结构与性能课程教学进行研究,站在培养高质量人才的目标基础上,科学制定教育计划,设置教学目标,运用“互联网+”为学生构建良好的学习环境,采用多样化教学方法以及多元化教学环境提高学生的学习自主性与学习能力,提高教学质量。

环氧树脂与氰酸酯共固化物的结构与性能

研究了用乙酰丙酮过渡金属络合物等促进剂催化促进环氧树脂与氰酸酯(在氰酸酯欠量,适量和过量条件下)的共固化反应行为、固化反应的机理、固化物的结构特征以及结构与性能关系.结果表明,促进剂能明显地降低体系的固化反应温度,缩短固化反应时间,其促进效果与促进剂种类有关.在固化反应过程中,先是氰酸酯发生自聚反应形成二聚体或三聚体(三嗪环),然后二聚体进一步形成三嗪环,此过程伴随着环氧树脂的聚醚反应,最后是三嗪环与剩余的环氧基反应形成嚼唑烷酮.在氰酸酯欠量的条件下,固化物的交联结构主要是聚醚网络结构和(?)唑烷酮结构,三嗪结构很少.在氰酸酯适量和过量条件下,固化物交联结构主要是三嗪环和(?)唑烷酮结构,聚醚结构很少.随着氰酸酯含量的增加,三嗪结构随之增加,聚醚结构减少,固化物的耐热性能和介电性能随之提高.

聚酯/碳纳米管导电纤维结构与性能的研究

通过双螺杆挤出机制备聚酯／碳纳米管(PET／CNTs)导电复合材料,为保证CNTs在PET中分散均匀,同时加入了矿物偶联剂,经扫描电镜分析,加入相对CNTs质量分数为50％矿物偶联剂能帮助CNTs在PET基体中均匀分散。PET复合材料中加入质量分数约为2％的CNTs可以使其体积电阻率从1014下降到102数量级。采用复合纺丝获得了导电纤维,分别在PET织物和羊毛织物中,添加相对织物质量分数为25％,3％的PET／CNTs导电纤维,可使相应织物具有优良的抗静电效果。

PPS/PA-66共混物结构与性能的研究

用Ｘ射线衍射、ＳＥＭ和ＦＴ－ＩＲ研究了ＰＰＳ／ＰＡ－６６共混物的聚集态结构、相形态和共混体系分子间的相互作用。结果表明，随着ＰＡ－６６含量增大，共混物的结晶性更好；ＰＰＳ／ＰＡ－６６共混体系属于多相体系，含微量支化或交联键的ＰＰＳ占５０％时，为分散相，ＰＡ－６６占７５％时，ＰＰＳ成为连续相；随着ＰＡ－６６含量增加，ＰＰＳ的苯环Ｃ－Ｈ振动７０５ｃｍ－１峰位向低波数移动，随ＰＰＳ含量增加，ＰＡ－６６中酰胺的Ｃ＝Ｏ１６３９ｃｍ－１峰位向低波数移动，酰胺基团与苯环上的Ｃ－Ｈ存在氢键相互作用。熔融流动性、流变性和冲击性能试验证明，共混物有良好的熔融流动性和韧性。

超强吸水剂结构与性能研究

通过红外光谱、扫描电镜以及元素分析等多种分析测试技术对交联聚丙烯酸钠超强吸水剂进行了结构表征和性能分析 ,初步探讨了吸水剂的交联机理、吸水动力学及吸水机理 .