PHC管桩桩头混凝土掺纳米SiO_(2)及钢纤维的抗锤击性研究

为提高PHC管桩抗锤击性能,对掺纳米SiO_(2)钢纤维的混凝土进行研究,比选出质量及性价比最优的方法。分析表明,在本次研究范围内,掺加纳米SiO_(2)时,随着掺量的增加,抗锤击性呈现先增后减的趋势;掺加钢纤维时,随着掺量的增加,抗锤击性各项指标均显著提升。综合比较得出,掺钢纤维对锤击性能提升效果较为显著。

PVDF/SiO2复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,掺杂不同质量纳米二氧化硅(SiO2),制备PVDF/SiO2复合纳米纤维膜,研究分析复合纳米纤维膜的形貌、化学结构、晶型转变、拉伸性能和压电性能。结果表明:当PVDF质量分数为10%时,纤维平均直径为(473.97±71.10)nm,纤网成膜良好,微观形貌清晰,PVDF/SiO2复合纳米纤维膜的直径范围为514.96~834.16 nm,且纤维表面有颗粒状凸起;PVDF/SiO2复合纳米纤维膜的拉伸强力随纳米SiO2质量分数增大呈先增大后减小趋势,当纳米SiO2质量分数为0.3%时,强力为(7.94±0.68)N;静电纺丝的电场作用使PVDF由α晶型转变为β晶型,具备压电性能,输出电压值随纳米SiO2质量分数增大先上升后下降,当纳米SiO2质量分数为0.3%时输出电压值最大,可达(2.00±0.11)V。

静电纺丝技术制备TiO_2/SiO_2复合中空纳米纤维与表征

用静电纺丝技术成功制备出复合中空TiO2/SiO2纳米纤维。用动态热分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和X射线能谱仪等分析技术对样品进行了表征。分析结果表明,得到的产物为复合中空TiO2/SiO2纳米纤维,以非晶SiO2为外壳,内壁由粒径为50 nm的晶态TiO2粒子组成,复合中空纳米纤维平均直径2μm,长度>100μm。讨论了复合中空纳米纤维的形成机制,复合纤维在烧结过程中,芯层TiO2纳米粒子向外表面扩散,与壳层SiO2粒子形成新化学键,得到复合中空纳米纤维。

纳米SiO_2和钢纤维增强混凝土的断裂韧度

通过普通混凝土、纳米混凝土和钢纤维增强纳米混凝土三点弯曲小梁试件断裂试验,探讨了纳米SiO_2质量分数、钢纤维体积分数、预切口深度对混凝土断裂参数以及荷载-挠度曲线的影响.结果表明:在一定掺量范围内,纳米SiO_2和钢纤维的掺入可以提高混凝土的断裂韧度;当纳米SiO_2质量分数小于5%时,试件断裂韧度随着纳米SiO_2质量分数的增加而逐渐增大,而当纳米SiO_2质量分数超过5%后,试件断裂韧度随纳米SiO_2质量分数增大有下降趋势;随着钢纤维体积分数的增加,试件断裂韧度逐渐增大;随着切口深度的增大,试件断裂韧度逐渐减小.

纳米SiO_2改性乳液上浆剂对炭纤维抗拉强度的影响

利用W eibu ll统计分布分析了上浆对炭纤维单丝抗拉强度的影响。通过扫描电镜(SEM)观察和X射线能谱仪(EDS)分析了上浆前后炭纤维表面和截面的结构形貌及表面元素组成。结果表明:当纳米S iO2粒子与上浆树脂的质量比为0.5%时,上浆炭纤维单丝的抗拉强度最高,增幅达10.1%;W eibu ll参数m值最大,强度的分散性最小。EDS显示了改性上浆炭纤维表面S i元素含量增大。上浆炭纤维比未上浆的表面较均匀,纹理沟槽变浅;截面凹凸不平,呈现一定的韧性断裂特性。说明上浆剂中添加纳米S iO2粒子可以明显提高上浆炭纤维的强度。

纳米SiO_2改性炭纤维乳液上浆剂的性能评价

采用纳米SiO2改性环氧树脂乳液上浆剂和未改性乳液上浆剂对聚丙烯腈(PAN)基炭纤维进行表面上浆。通过静置沉淀法和光学显微镜评价了两种乳液的稳定性。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)和动态接触角测试仪(DCAA)研究了未上浆、未改性和改性上浆炭纤维的表面性能,并用单纤维碎裂法探讨了上浆剂对炭纤维与环氧树脂界面黏结的影响。结果表明:未改性和经纳米SiO2改性的两种乳液粒径较小,稳定性较好,而前者优于后者。上浆后,炭纤维表面的粗糙度和表面能都增大,而且最大值出现在改性乳液上浆炭纤维的表面。改性乳液上浆单纤维复合材料拥有最大的界面剪切强度(IFSS),比未改性上浆的高出27.2%;改性上浆炭纤维与基体的调和平均黏结功(W(ah))和几何平均黏结功(W(ag))也分别高出未改性上浆的12.7%和11.7%。

纳米SiO_2改性上浆剂对炭纤维复合材料界面性能的影响

利用单纤维碎裂法,三点短梁法,扫描电镜(SEM)和动态力学热分析(DMTA)研究了未上浆炭纤维、环氧树脂乳液上浆炭纤维和经纳米S iO2改性环氧树脂乳液上浆炭纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的界面性能。结果表明:炭纤维经改性乳液上浆剂和未改性乳液上浆剂上浆后,与未上浆相比,其单纤维复合材料的界面剪切强度(IFSS)分别提高了79%和41%,复合材料的层间剪切强度(ILSS)分别提高了14%和9%。DMTA图谱显示经纳米S iO2改性上浆的CFRP其损耗角正切(tanδ)较未改性上浆的降低18%,玻璃化温度(Tg)高出5℃。说明上浆剂中添加纳米S iO2可使上浆后的CFRP界面黏结性得到显著增强。

纳米SiO_2改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及其结构性能研究

采用萃取阶段加入纳米粒子的方式,制得纳米SiO2改性的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维.借助于扫描电镜、声速法、WAXD、DSC、TMA和强力测试等手段,研究了纳米SiO2对UHMWPE纤维结构和性能的影响.结果表明,纳米SiO2粒子在UHMWPE纤维中可达到均匀分散,分散尺寸约为50～100nm;改性后纤维取向度、结晶度基本不变,纤维横向晶粒尺寸大大降低,纤维力学强度稍有增加,力学模量大大增加(由1359.2cNdtex增加到1505.9cNdtex),同时,纤维热性能和热力学性能也得到大大改善.

纳米SiO_2/纤维素包装薄膜结构形态及性能研究

采用具有活性基团的硅烷偶联剂KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)对纳米SiO2粒子的表面进行改性。以NMMO为溶剂,以纤维素为原料,并向铸膜液中添加改性纳米SiO2,制备改性纳米SiO2/纤维素膜。采用原子力显微镜(AFM)观察了改性纳米SiO2/纤维素薄膜的表面形态,结合电子显微镜(SEM)观察其断面结构,并测定了薄膜的力学性能和透氧透湿性能。实验结果表明:改性后的SiO2较好的在铸膜液中分散,当SiO2粒径为30nm,添加量为2%,偶联剂用量为5%时,纳米复合纤维素膜的各项性能达到最佳。

自生纳米纤维增强 SiO2气凝胶的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法和乙醇超临界干燥工艺制备ZrOX/SiO2复合气凝胶,再经1 200℃高温热处理得到自生纳米纤维增强SiO2复合气凝胶。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、热重和氮气吸附等手段对气凝胶的结构和性能进行了分析,并且测试了样品的压缩强度及真密度。实验结果表明:自生纳米纤维增强SiO2复合气凝胶具有均匀的多孔网络结构,锆氧纳米纤维是以化学键连接复合的方式无序穿插在气凝胶中,对复合气凝胶的机械强度和隔热性能有明显的改善。经1 200℃热处理后的ZrOX/SiO2复合气凝胶比表面积为827.22 m2·g-1,压缩强度为9.68 MPa,真密度为0.23 g·cm-3。

纳米SiO_2/纤维素复合材料的非均相制备及其性能

采用硅酸四乙酯(TEOS)作为无机前聚物,纤维素为有机组分,利用溶胶-凝胶法在非均相乙醇溶液中制备了纳米SiO2/纤维素复合材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)对复合材料的形貌、结构以及热稳定性进行表征。讨论了SiO2含量对材料力学性能的影响。研究了主要因素碱催化剂氨水对纤维素与SiO2复合效果的影响。结果表明,纳米复合材料的弹性模量、拉伸强度随SiO2含量的增加先增加后减少,质量分数分别为3.1%、10.6%时弹性模量、拉伸强度达到最大。氨水加入量为3.70×10-4mol/L时,纤维素与SiO2的复合效果最佳。非均相制备的纳米SiO2/纤维素复合材料同样也明显提高了纤维素材料的疏水性、热稳定性和力学性能。

静电纺丝法制备SiO_2纳米纤维及其形貌的调控

一维SiO2纳米纤维以其独特的长径比,优异的力学性能以及热学性能,广泛应用于分离、催化以及传感器领域。以高压静电纺丝技术为基础,结合无模板剂的溶胶-凝胶法合成了直径均匀、连续无裂痕的SiO2纳米纤维。研究表明,合成的SiO2纳米纤维形貌良好,直径约为0.5～3μm,为无定形结构。通过改变陈化时间,调整凝胶的粘稠度,从而控制电纺SiO2的形貌与结构,得到了SiO2碗状结构和不同直径的纳米纤维,证明了利用无模板的溶胶-凝胶法静电纺丝的可行性。

纳米SiO_2与常规SiO_2粉尘致肺纤维化作用的研究

目的 比较纳米二氧化硅 (SiO2 )与常规SiO2 致肺纤维化的作用。方法 分别用纳米级SiO2 [粒径 (10± 5 )nm]和常规SiO2 (粒径 <5 μm)粉尘对雌性Wistar大鼠肺脏染尘 (2 0mg/只 ) ,于染尘第 3 0和 60天后处死动物 ,测定肺脏脏器系数和胶原蛋白含量 ,观察肺组织病理改变。结果 染尘后第 3 0和 60天纳米SiO2 组大鼠肺胶原蛋白含量低于常规SiO2 对照组 ,差异有显著性 (P <0 0 5或P <0 0 1) ,与生理盐水对照组相比 ,差异无显著性。病理切片观察显示 ,纳米SiO2 组大鼠肺内病变明显轻于常规SiO2 对照组。染尘后第 3 0和 60天纳米SiO2 组大鼠肺内均为细胞性结节 (Ⅰ期 ) ,常规SiO2 对照组大鼠染尘第 3 0天肺内为纤维细胞性结节 (Ⅰ +～Ⅱ +期 ) ,染尘第 60天为细胞纤维性结节 (Ⅱ +～Ⅲ期 )。纳米SiO2 组可见肺泡间隔增生及少量的胶原纤维。结论 纳米SiO2 与常规SiO2 相比致肺损伤程度较轻 ,可能与其颗粒粒径小易扩散有关。

纳米SiO_2对静电纺LA-PA/PET复合相变纤维形态和热学性能的影响

以月桂酸和棕榈酸二元低共熔混合物(LA-PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和纳米二氧化硅(SiO2)为原料,通过静电纺丝的方法成功制备了新型的LA-PA/PET/SiO2定形相变复合纤维。分别采用扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米SiO2对静电纺LA-PA/PET/SiO2复合相变纤维的形貌结构和热学性能的影响。SEM观察结果显示,随着纳米SiO2的加入,复合相变纤维表面呈现出光滑的形态特点,纤维直径有所降低;且随着纳米SiO2含量的增加而逐渐减小。DSC分析结果表明纳米SiO2的含量对复合相变纤维的熔化焓值和结晶焓值有一定的影响,对相变温度没有显著性的影响。

纳米SiO_2表面改性玄武岩纤维的性能研究及作用机理

为了改善玄武岩纤维与环氧树脂的界面相容性,提高复合材料力学性能,把改性纳米SiO2粒子均匀分散于浸润剂中对玄武岩纤维进行表面涂覆改性。这种方法有效地增加了玄武岩纤维表面粗糙度与亲油性,使玄武岩纤维与环氧树脂界面相容性明显提高。复合材料层间剪切强度提高18.76%,改性纳米SiO2粒子在玄武岩纤维及环氧树脂之间起架桥作用。

改性纳米SiO_2对PVdF-HFP膜形态和性能影响的研究

利用不同硅烷偶联剂改性纳米SiO2,并将改性物分别加入聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物(PVdF-HFP)溶液中,制备成锂离子电池隔膜。FT-IR和TGA测试表明,偶联剂已成功接枝到纳米SiO2表面;SEM、拉伸、热收缩和交流阻抗测试结果显示,电池隔膜中纳米SiO2的分散性、膜的机械强度、热收缩及电导率都有明显的改善;电化学测试结果表明,含改性纳米SiO2的PVdF-HFP电池隔膜的放电比容量和循环稳定性均比含未改性纳米SiO2的电池隔膜有所提高,尤其是含γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性SiO2的PVdF-HFP电池隔膜,各项性能均有较大的提高,其拉伸强度可达8.63MPa,离子电导率高达1.53×10-3 S/cm,放电比容量在充放电循环100次以内一直保持在142mAh/g以上。

聚乳酸/纳米SiO_2复合纤维的制备及力学性能

首先用硅烷偶联剂(GPS)对纳米SiO2进行接枝改性,利用粒径分析仪、FTIR和沉降实验对改性前后纳米SiO2的粒径大小、结构和溶剂稳定性的变化进行了表征;然后将改性前后的纳米SiO2分别与聚乳酸(PLA)在双螺杆挤出机中熔融混合,利用牵伸卷绕装置制备了PLA/SiO2和PLA/M-SiO2(改性后SiO2)复合纤维。利用视频显微镜和单纱强力仪研究了不同纳米SiO2含量对PLA/SiO2和PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响,以及不同牵伸倍数对PLA/M-SiO2复合纤维结构形貌和力学性能的影响。结果表明M-SiO2粒径明显减小,且硅烷偶联剂结构中的有机官能团与SiO2表面硅羟基发生反应,减少了其表面Si-OH的量,使得M-SiO2表现出良好的溶剂稳定性和分散性;PLA/M-SiO2复合纤维的力学性能较PLA/SiO2复合纤维得到了明显的改善;当改性纳米SiO2含量为1%时复合纤维强度最好;当牵伸倍数为3时复合纤维强度最好。

纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料抗冻性能

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料的抗冻性能,通过快冻法试验测得了各组试件经冻融循环后的相对动弹性模量,对单掺PVA纤维与复掺纳米粒子和PVA纤维水泥基复合材料的抗冻性能进行了对比,探讨了纳米SiO_2与PVA纤维对水泥基复合材料抗冻性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内掺加PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性能,但过大掺量(>0.9%)的PVA纤维会对水泥基复合材料的抗冻性产生不利影响;在PVA纤维水泥基复合材料中掺入纳米SiO_2可以明显提高其抗冻性能,在本文试验纳米SiO_2掺量范围内,其抗冻性随着纳米SiO_2掺量的增加不断增强;在掺加2%纳米SiO_2的水泥基复合材料中掺加一定掺量(<0.9%)的PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性。

纳米SiO_2/玄武岩纤维复合改性聚氨酯注浆材料研究

利用纳米SiO2和玄武岩纤维对聚氨酯注浆材料进行复合改性,制备了聚氨酯固结体,研究了异氰酸酯指数,水、纳米SiO2和玄武岩纤维的添加量以及玄武岩纤维的长度等因素对聚氨酯固结体压缩、拉伸性能的影响主次顺序,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜仪(SEM)对试样进行表征。结果表明:纳米SiO2和玄武岩纤维对固结体有增强作用,当异氰酸酯指数为1.20、水的添加量为0.5%、纳米SiO2的添加量为2.0%、玄武岩纤维的添加量为5.0%、纤维长度分别为3.0mm时,材料的压缩强度达到最佳值。

钢纤维纳米SiO_2混凝土强度的试验研究

通过钢纤维纳米SiO2混凝土立方体试件的强度试验,研究了钢纤维体积分数以及纳米SiO2掺量对钢纤维纳米SiO2混凝土抗压强度和劈拉强度的影响.结果表明：钢纤维的掺入改变了纳米混凝土的破坏形式;随着钢纤维体积分数在0.0%-1.5%范围内的增大,钢纤维纳米SiO2混凝土的抗压强度和劈拉强度都相应地提高,其中对劈拉强度的提高最为显著;纳米SiO2掺量在0.0%-2.0%范围内的增加,钢纤维纳米SiO2混凝土抗压强度都有一定程度的增长,劈拉强度在掺量为0.5%时达到最大.