蒙脱土协同膨胀阻燃环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、磷腈为基础单元合成阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC),将其与聚磷酸铵(APP)复配添加至环氧树脂(EP)制备出阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)。为进一步提高阻燃环氧树脂的阻燃及力学性能,添加不同质量分数的蒙脱土(MMT)制出新型阻燃环氧树脂材料(DOPOMPC/APP/MMT/EP)。通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧、锥形量热、扫描电子显微镜观察等方法研究了蒙脱土与DOPOMPC的协同效应。实验结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%MMT/77%EP)各项燃烧参数得到了最佳改善,复合材料综合表现最优。其中LOI值达到38.2%;热释放速率峰值较未经MMT处理的阻燃复合材料EP1(10%DOPOMPC/10%APP/EP)下降了29.1%;比消光面积平均值和一氧化碳释放率平均值分别降低了72.7%和65.5%;火势增长指数、发烟指数和毒性气体生成速率指数较EP1降幅分别达到38.2%、13.1%和34.0%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP1分别提高了25.4%、12.7%和1.97倍,呈现出良好的阻燃、抑烟、抑毒性能。炭层宏观和微观形貌表明,添加MMT的阻燃材料在燃烧初期能够形成更致密、坚硬的优质炭层。

高速列车用橡胶减振垫研制及试验研究

为实现高速列车橡胶减振垫的国产化,通过分析国外原装进口橡胶减振垫材料特性,自主研制了满足车辆动力性能的减振垫橡胶材料。采用少量纳米蒙脱土代替高结构炭黑填料,获得一种新型的耐疲劳性能优异的天然橡胶纳米复合材料。为检验自主研发橡胶材料的性能是否满足国外原装进口橡胶减振垫的技术要求,对自主研制的橡胶材料的静态力学性能(包括断裂拉伸强度、断裂伸长率、定伸应力及硬度)以及动态压缩疲劳性能(包括材料的疲劳极限应变和疲劳寿命)进行测试,并与国外原装进口橡胶减振垫材料进行比较。对橡胶材料的制成品——橡胶减振垫进行静刚度、动倍率、损耗系数、橡胶温升特性和疲劳性能进行测试,并与国外原装进口橡胶减振垫进行比较。试验证明,自制橡胶材料在力学性能和耐疲劳性能方面达到和超过国外相应材料,而且自制的橡胶减振垫动刚度、静刚度及耐疲劳性能与国外制件相当,获得了可与国外原装进口橡胶减振垫媲美的技术成果,奠定了实现橡胶减振垫国产化的基础。自制橡胶减振垫在刚度特性上好于国外原装进口橡胶减振垫,更接近减振垫设计要求。

低品质砂对聚羧酸减水剂性能影响及改善措施研究

通过总有机碳吸附试验,初步探究影响砂浆流动性的原因,再结合荧光、XRD和SEM,对具代表性的骆马湖砂黏土矿物成分进行分析,并研究其改善措施及开发抗泥剂。结果表明,聚羧酸减水剂主要被骆马湖砂黏土矿物中蒙脱土大量吸附,这类型砂会严重降低聚羧酸减水剂的塑化性能;提高水胶比和减水剂掺量均能明显增加砂浆的流动性;开发出的两款抗泥剂KNJ-1和KNJ-2均能增大砂浆流动性,降低砂浆的流动度经时损失,可全过程发挥作用;同时,KNJ-1+KNJ-2具有良好的协同效果,"隔离与阻止"共同作用下好于单独使用的效果。

蒙脱土与沸石对焦化废水中酚的去除效果比较研究

本实验中依据蒙脱土与沸石特有的吸附性能,研究了其对焦化废水中酚的去除效果,实验结果表明,利用吸附法处理的酚的最佳工艺条件为:蒙脱土在100mL焦化废水处理中加入量为4g,调节pH为7￣8,震荡时间60min,温度为25℃,最高去除效率可达24%;沸石在100mL焦化废水处理中加入量为5g,调节pH为7￣8,震荡时间60min,温度为55℃左右,最高去除率亦可达24%。

PA6/蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究

利用未改性蒙脱土和两种季胺盐改性蒙脱土与尼龙(PA)6混合,成功制备得到了不同结构的PA6/蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射图谱和力学性能分析表明,季胺盐改性剂可以插入蒙脱土片层之间,使蒙脱土片层扩张,层间距增大。与PA6相比,制备得到的三种纳米复合材料的力学性能都有不同程度的提高。改性蒙脱土与PA6表现出良好的相容性,呈现出剥离型纳米复合结构。

饱和粘土中的三氯乙烯迁移特性

利用土柱模型以及吸附实验，分析不同ＮａＣｌ浓度情况下，三氯乙烯（ＴＣＥ）在蒙脱土和高岭土中的迁移特性．从实验中得到的等温吸附曲线表明，ＴＣＥ在蒙脱土中的吸附分配系数比在高岭土中的分配系数大３～８倍．由此可认为蒙脱上是一种可用于环境治理的天然材料．

CTAB对壳聚糖/蒙脱土复合保鲜膜结构和性能的影响

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对蒙脱土(MMT)进行改性后,与壳聚糖(CS)复合制备壳聚糖/蒙脱土(CS/MMT)复合保鲜膜。通过XRD、FTIR、SEM表征复合膜的结构,并研究了复合膜的拉伸性能和热性能。研究结果表明,随着CTAB用量增大,复合膜的拉伸强度逐渐增大,在CTAB/MMT(w/w)为0.6时拉伸强度达到最大值。XRD和SEM分析证明:CTAB能使MMT层间距增大,改善了MMT在CS中的分散性。采用CTAB改性后,MMT能与CS复合形成插层结构,有效提高了CS/MMT复合膜的拉伸性能。

蒙脱土改性沥青混合料碾压工艺

分析了影响路面压实的主要因素,包括材料的性质、结构层的厚度、沥青混合料的温度等。结合实例,分析了Superpave混合料的特性,研究蒙脱土改性沥青混合料碾压中存在的问题,提出合理的碾压工艺以及碾压质量控制方法,最后给出了碾压质量检测结果。

聚丙烯/蒙脱土纳米复合树脂的结构、形态与性能

利用球形纳米蒙脱土(MMT)负载Ziegler-Natta催化剂制备了聚丙烯(PP)/MMT纳米复合树脂。复合树脂中的PP具有与普通PP相仿的等规度和熔点;可通过改变聚合条件调节复合树脂中PP的相对分子质量和MMT含量。采用SEM,WAXRD,POM,DMA,TG等方法研究了复合树脂的形态结构、结晶形态、流变行为、动态力学行为、力学性能、阻隔性能和热稳定性。表征结果显示,复合树脂颗粒呈球形,流动性良好;MMT片层均匀分散于PP基体中,MMT片层与PP基体的相容性较差,在熔融加工过程中会发生部分聚集。当MMT含量约为1.1%(w)时,复合树脂中可形成MMT的逾渗网络。当MMT含量为1.29%(w)时,复合树脂的综合力学性能较好。少量MMT的存在可提高复合树脂的液体阻隔性能和热稳定性。

β-FeOOH改性蒙脱土复合过氧化氢对罗丹明B的降解

用不同物质的量的β-FeOOH对蒙脱土(MMT)进行改性制备出一系列β-FeOOH-MMT(x),并将其与过氧化氢(H_(2)O_(2))联用降解罗丹明B(RhB)。考察了RhB模拟废水脱色的影响因素,并研究了不同处理方法的协同效应。结果表明:在pH为5.2、β-FeOOH-MMT(3.5)用量为2 g/L、n(H_(2)O_(2))∶n(Fe)=50∶1条件下搅拌10 min,对20 mg/L的RhB去除率可高达89.3%;对β-FeOOH-MMT(x)进行了拉曼光谱和扫描电镜表征。β-FeOOH-MMT(3.5)表现出丰富的孔结构;β-FeOOH-MMT(3.5)和H_(2)O_(2)对降解RhB模拟废水产生了协同效应,降解反应较为接近表观一级动力学,速率增强因子可达到29.32。

化学助剂对蒙脱土固相颗粒Zeta电位影响研究

采用Zeta电位仪测定了蒙脱土固相颗粒表面的Zeta电位,通过Zeta电位值的变化探讨了化学助剂对油田采出水稳定性的影响。结果表明,Zeta电位随pH值增加呈现先下降后上升的趋势;温度升高使溶液胶体颗粒的布朗运动加快,当温度为60℃时,溶液胶体中的颗粒分散达到灵敏限值;通过杀菌剂1227和异噻唑啉酮对溶液胶体电位影响的对比发现,1227的稳定性优于异噻唑啉酮;在溶液胶体中分别加入60mg/L的有机磷酸型防垢缓蚀剂HEDP和DETPMP,溶液胶体颗粒表面的Zeta电位达到最高,当蒙脱土颗粒表面Zeta电位高于25mV时,HEDP对溶胶固相颗粒聚结稳定性好于DETPMP;当咪唑啉缓蚀剂加量为40mg/L时,分散在液体之中的颗粒的稳定性越好,越不容易聚集。

含聚磷酸铵蒙脱土纳米复合物热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备及阻燃性能

制备了聚磷酸铵-蒙脱土(APP-MMT)纳米复合物质量分数分别为1%,3%,5%,7%和10%的TPU/APP-MMT复合材料。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射及热重分析研究了APP-MMT在热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中的分散性及TPU/APP-MMT复合材料的热稳定性。通过极限氧指数、UL 94垂直燃烧、锥形量热测试研究了TPU/APP-MMT复合材料的阻燃性能,通过扫描电子显微镜及能谱仪分析了阻燃机理。研究结果表明,APP-MMT纳米复合材料在TPU中具有良好的分散性,并且TPU/APP-MMT复合材料在高温时的热稳定性有所提高。10%APP-MMT使TPU的热释放峰值、烟释放峰值、CO产率及CO_(2)产率分别下降了55.7%,50.83%,21.6%及56.5%。TPU/APP-MMT复合材料在燃烧过程中能形成致密的炭层结构进行隔热隔氧,增强TPU的防火安全性。

抗泥型聚羧酸减水剂的合成与性能研究

为解决混凝土原材料含泥量高带来的减水剂使用掺量增加、混凝土坍损过快等问题,以聚醚大单体(HPEG)和丙烯酸为主要原料,抗泥保坍助剂为功能单体,过氧化氢和Vc为引发体系,合成抗泥型聚羧酸减水剂(KN-A)。同时研究了不同含泥量、合成起始温度以及链转移剂、抗泥保坍剂用量对抗泥型聚羧酸减水剂性能的影响,并采用GPC和FT-IR对合成减水剂的结构进行表征。混凝土试验表明:在应用不同种类含泥原材料时,达到相同坍落度水平情况下,减水剂掺量相对可减少12.5%~33.3%,同时不影响混凝土的抗压强度,表明该减水剂具有良好的抗泥性及适应性。

二元金属羟基低聚物交联蒙脱土及其催化性能

本文探讨了金属离子同晶取代〔Al_(13)〕^(7+)中部分铝离子,制得二元金属羟基低聚物,并与临安土交联,结果发现,铁、镓、铬等金属离子能同晶取代〔Al_(13)〕^(7+)中的Al^(3+)而形成二元金属羟基低聚物,且这些羟基低聚物与临安上交联产物的结晶度和热稳定性较好,在异丙苯裂解反应中有丙烯二聚的能力。

壳聚糖增强纳米纤维素-蒙脱土复合膜的结构与性能

利用纤维素和无机物模仿天然贝壳中高度有序的“砖-砂浆”结构制备高强度功能复合材料,是制备绿色包装膜的优秀选择,二者的界面结合是获得理想结构与性能的关键。本文以羧基化纤维素纳米纤维(CNFMG)和蒙脱土(MTM)纳米片制备膜材料,采用壳聚糖(CS)通过静电作用增强界面结合。研究了CS与CNFMG和MTM之间的静电相互作用对纳米复合材料结构、力学性能和热稳定性的影响。结果表明:复合膜中MTM以纳米片状形态有序地分散于CNFMG网络间。与CNFMG-MTM二元膜相比,CS加入后的三元膜拉伸强度达到119.2 MPa,强度提升1倍;断裂能达到10.9 MJ/m^(3),韧性提升5.4倍。复合膜为半透明状,具有良好的紫外屏蔽性,CS的加入也提升了复合膜的热稳定性。本文的研究结果可为纤维素基珍珠层仿生材料的研究和应用提供思路。

碳纳米管-有机化蒙脱土多维纳米界面构筑及其对环氧树脂的增韧机制

分别采用混酸、环氧树脂(EP)和硅烷偶联剂对碳纳米管(CNTs)进行功能化处理,用十八烷基三甲基氯化铵对蒙脱土(MMT)进行有机化处理,将具有一维纳米尺度的CNTs和二维纳米尺度的有机化蒙脱土(OMMT)复合引入EP酸酐固化体系,通过溶液共混法制备纳米OMMT/EP、CNTs/EP、CNTs-OMMT/EP复合材料。使用简支梁冲击试验仪测试三种复合材料的冲击强度,并利用SEM观察纳米复合材料的冲击断面形貌。实验结果表明,当OMMT的含量为4wt%时,纳米OMMT/EP复合材料的冲击强度比未掺杂纳米组分的EP提高了16.7%。经硅烷偶联剂处理后的CNTs(Si-CNTs)能与EP基体形成良好界面,当Si-CNTs的含量为0.9wt%时,纳米Si-CNTs/EP复合材料冲击强度比未掺杂纳米组分的EP提高了84.0%。当OMMT的含量为4wt%、SiCNTs的含量为0.9wt%时,纳米Si-CNTs-OMMT/EP复合材料的冲击强度比未掺杂纳米组分的EP提高了135.4%。管状CNTs和片层结构OMMT对EP的韧性具有协同提高作用。