BPA可逆热敏变色复合材料制备方法及其应用研究进展

综述了BPA可逆热敏变色材料的制备及其应用,以及复配法、无机包覆法、微胶囊法、湿成膜法和近年来的2,6-单取代双酚A复合膜新方法,并分析了2,6-单取代法中膜结晶相变与二醛、酚醛树脂及胶种的关系。2,6-单取代双酚A线型或芳香酚醛树脂及其复合膜有机体系的设计与研究将进一步推动该类材料在具有可调的迟滞响应相变智能窗口,超低温变色敏感性、变色深度、稳定性,环境友好型合成树脂及塑料及实验教学等方面的应用。

酚醛树脂基复合材料传热-热解模型构建与试验研究

针对现有酚醛树脂基复合材料传热-热解模型忽略产物气体渗流可压缩效应的问题,建立了考虑热解气体可压缩流动的酚醛树脂基复合材料传热-热解模型。通过可压缩压力耦合方程组半隐式方法,求解完整的Navier-Stocks方程,以实现对热解气体可压缩流动的模拟,而非现有模型普遍采用的不可压缩Darcy方程;改进了热解度的计算方式,提高了孔隙动态演化时热解区域材料物性插值的准确性。以一种酚醛树脂基复合材料——酚醛气凝胶复合材料为例,通过热质量试验数据,推导了热解动力学模型。测量了完全热解前后材料的关键计算输入参数。通过10 kPa低气压热试验测得了1000℃加热下材料的背温。结果表明:酚醛气凝胶复合材料存在200~550℃、550~800℃、800~1200℃共3个主要热解区间;完全热解前、后,材料孔隙率分别为0.568、0.484,渗透率分别为10^(-13)、10^(-12) m^(-2)。计算模型与试验结果吻合较好,最大相对误差为9.2%;热解气体向舱内渗流形成富集区域的现象对材料隔热有负面影响,但低导热系数和产物气体热阻塞作用仍使材料具备优异的防隔热性能。

碳量子点与半导体复合光催化材料合成及降解有机污染物的应用进展

有机污染物的危害日益严重,引起人们的广泛关注。半导体光催化降解有机污染物是公认的绿色技术,但传统的半导体光催化材料对可见光的利用率低,光生电子与空穴易复合,导致降解有机污染物的效率不高,开发高效、稳定的半导体复合光催化材料,是当前光催化领域的研究热点。碳量子点(CQDs)是新型的纳米级荧光碳材料,可作为修饰剂与半导体材料复合,能够显著提高复合材料的光催化降解效率,极大地激发了研究者的兴趣。本文介绍了碳量子点与半导体光催化剂的复合方法,总结了近几年CQDs/半导体复合光催化材料降解有机染料、抗生素、止痛药、酚类化合物等有机污染物的应用成果。

苦荞酒酒糟中酚类化合物成分分析及其体外抗氧化活性

目的:探究苦荞酒酒糟中酚类化合物的组成及含量,并研究其抗氧化活性。方法:通过高效液相色谱和液相质谱鉴定苦荞酒酒糟中酚类化合物的组成,并评价苦荞酒酒糟的体外抗氧化活性。结果:苦荞酒酒糟中共鉴定出7种酚类化合物,包括5种黄酮类化合物和2种酚酸类化合物,其中芦丁含量最高为(9.350±0.050) mg/g、其次为槲皮素、异槲皮素、山奈酚-3-o-芸香糖苷及山奈酚。当苦荞酒糟提取液质量浓度为0.5 mg/mL时,对羟自由基、ABTS^(+)自由基、DPPH自由基的清除率分别为(73.29±0.09)%,(96.21±0.25)%,(82.55±0.68)%,FRAP值为(2.49±0.09) mmol/L。结论:发酵后的苦荞酒酒糟提取物具有一定的抗氧化活性,在低浓度条件下,对羟自由基和ABTS^(+)自由基仍表现出较好的清除效果。

Effect of Filler Content on Flexural and Viscoelastic Properties of Coir Fibers and Argania Nut-shells Reinforced Phenolic Resin Composites

The characteristics of two different kinds of lignocellulosic materials(vegetable fillers)with two morphologies as Argania nut-shells(ANS)particles and Coir Fibers(CF)were used as reinforcement for phenolic resin(Bakelite)in this work,and the composite are studied as a function of filler types,shape,content(10,20,and 30%wt.percent)and manufacturing loading force(1500 and 3000 LBs).Compression molding was used to create the composites,which were then evaluated using Scanning electronic microscopy(SEM),Fourier-transform infrared spectroscopy(FTIR),bending,dynamic-mechanical-thermal and rheological studies.The morphology of broken samples demonstrates that both fillers are well dispersed and distributed.When fillers are added to the matrix,the flexural characteristics improve,and the optimal values are attained in the case of Argania nut-shells.The results showed that the kind and shape of the fillers had a direct influence on the dynamic mechanical characteristics of the composites due to the reinforcement's modulus augmentation.It was noticed that,the increment of manufacturing loading force decreased the mechanical and dynamical properties of composites.The optimum properties obtained indicate that the composites can only be manufactured at low manufacturing loading force(1500 LBs).

新型石墨烯酚醛复合材料疏散平台扶手固定件研究

通过分析城市轨道交通疏散平台扶手的防触电、防腐等需求,以及新发布的《城市轨道交通工程项目规范》(GB 55033—2022)的要求,并结合国家相关政策,将石墨烯酚醛复合材料引入疏散平台扶手。根据材料燃烧性能等级和构件受力的要求,对材料组成和添加剂进行了研究,并设计了一种扶手固定件的新型结构形式。对构件的受力性能进行了数值计算分析,形成了完整的生产工艺,具备优良的性能指标,研发了一种石墨烯酚醛复合材料的疏散平台扶手固定件。

线型酚醛树脂结构改性的研究进展

酚醛树脂具有良好的力学性能和耐高温性,被广泛应用于航天、建筑等多个领域,尤其作为高性能碳/碳复合材料或碳/酚醛耐烧蚀材料的基体树脂。传统酚醛树脂固化过程释放挥发分,固化后交联结构存在不足,如紧密堆砌的刚性芳环导致其脆性高,易氧化的酚羟基与亚甲基降低了其耐热性和残炭率。传统酚醛的多层次结构设计和改性是满足酚醛树脂在新型复合材料成型工艺和高性能热防护领域应用的关键,例如在线型酚醛分子结构中引入可加成官能团,如炔丙基、烯丙基等,借助此类基团之间的热聚合实现酚醛树脂的加成固化,还可以对酚醛树脂进行结构设计改性,如羟基醚化、环氧化或引进钼、硼、有机硅等组分,通过化学键接和物理缠结实现对分子结构的调控。这类新型酚醛树脂从本质上避免了固化过程中小分子的逸出,更易于制备出高质量的复合材料。鉴于此,本文着重叙述了几种典型的结构改性线型酚醛树脂及其在烧蚀防护领域的研究和应用进展。

二次喷雾造粒法制备石榴结构硅碳负极材料

为进一步优化多孔类核壳结构硅碳负极材料的制备方法,通过“两步喷雾造粒、一步碳化成型”法制备出了具有石榴结构状的锂离子电池硅碳负极材料。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microsope,SEM)和热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)等方法对材料的物理性质进行了表征。为提升复合材料的导电性与结构稳定性,提升其充放电性能,将碳纳米管(canbon nano tube,CNT)导电剂与鳞片石墨与复合材料进行了复合,得到了Si@Pore-C/CNT/G@C复合材料。该材料在0.1 C的电流密度下,在50次充放电循环后具有高达95.6%的容量保持率,并且在经过97次较长循环后仍具有82.8%的容量保持率。所提出的制备方式简单高效,具有量产的潜力,无需使用酸碱刻蚀或其他牺牲模板,是一种绿色、高效的制备方案。

高强高模聚乙烯纤维纸基复合材料的制备及性能

以高强高模聚乙烯(UHMWPE)短纤维和针叶木浆为原料,通过湿法成型技术结合树脂浸渍热压方法制备了UHMWPE纤维纸基复合材料,研究了原纸制备工艺和浸渍热压工艺对UHMWPE纤维纸基复合材料性能的影响。结果表明,当UHMWPE纤维与针叶木浆质量比为7∶3、针叶木浆打浆度为58°SR、酚醛树脂水溶液质量分数为10%、上胶量为44%、热压工艺为15 min、10 MPa、130℃时,制得的UHMWPE纤维纸基复合材料性能较好。当原纸经过浸渍热压后,所制备的UHMWPE纤维纸基复合材料抗张指数为59.11 N·m/g,与原纸相比抗张指数提高了6.9倍,表面变得更光滑,同时具有较低的介电常数(约1.97)、介质损耗因数(0.45×10^(–2))和较好的热稳定性。

2.5D石英纤维增强纳米孔酚醛树脂基复合材料的力学和传热性能

本文以2.5D石英纤维预制体为增强体,以纳米孔酚醛树脂为基体,通过溶胶-凝胶、常压干燥工艺制备了具有优异力学性能和低热导率的2.5D石英纤维/纳米孔酚醛树脂基复合材料,并基于力学和热导率的测试表征和有限元分析,系统研究了复合材料的微观结构、传热性能和力学性能。结果表明:酚醛树脂在微观上呈现纳米孔三维网状结构,有效地实现了较低密度(1.35 g/cm^(3))和低热导率(0.18 W·m^(-1)·K^(-1)),提升了材料的隔热性能;同时由于2.5D编织结构中经纱弯曲程度较高而纬纱分布较直,复合材料的力学性能和断裂行为展现出各向异性的特征。进一步建立了以实际材料结构、力学和热学参数为基础的有限元分析模型,预测了纤维体积分数、基体参数和纤维参数对复合材料不同方向热导率和弹性模量的影响规律。

ZnO/水葫芦炭复合材料的制备及太阳光催化性能研究

以农林废弃物水葫芦制备水葫芦炭,采用浸渍法制备ZnO/C复合光催化剂,考察了光源、负载量及焙烧温度对苯酚光催化降解活性的影响,采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜进行物相表征。结果表明,ZnO均匀分散在水葫芦炭表面,使复合材料不仅具有较高的光催化活性,同时也保留了炭的吸附性。催化剂用量为2 g/L,反应时间240 min,纯ZnO(500℃,2 h)的降解率较低,在太阳光下仅为12%。水葫芦炭(500℃,2 h)的吸附率为37%。5%ZnO/水葫芦炭(500℃,2 h)复合材料在同等条件下降解率为82%。自由基捕获结果说明3种自由基均对光催化降解苯酚提供活性,且氧化能力由强到弱顺序为:羟基自由基(·OH)>光生空穴(h^(+))>过氧化物自由基阴离子(·O_(2)^(-))。同时,利用紫外可见光谱探究了光催化降解苯酚的中间产物,推测了苯酚在ZnO/C复合材料光催化降解机理。

改性酚醛复合材料预埋套筒的设计及性能研究

通过分析城市轨道交通隧道盾构管片预留预埋技术中金属预埋件存在的问题,采用新材料和新工艺,将改性酚醛复合材料和模压成型工艺应用于预埋套筒。根据材料阻燃性能、强度和预埋套筒高温承载性能的要求,通过对酚醛材料改性研究和产品结构研究,开发聚氨酯改性酚醛复合材料,设计一种酚醛复合材料绝缘层包裹金属内芯的新型结构形式。同时,对预埋套管的受力进行有限元模拟计算,形成完整的生产工艺,具备优良的性能指标,研发一种适用于隧道盾构管片的复合材料预埋套筒,以解决金属预埋件的腐蚀和杂散电流管片对钢筋笼电化学腐蚀问题。

黄麻纤维增强聚合物复合材料工艺与性能研究

本文研究了黄麻纤维的基本性能和黄麻有捻纤维束、黄麻布增强环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂复合材料的复合工艺和力学性能 ,并与玻璃纤维复合材料进行了比较 ,并初步探讨了麻纤维复合材料的应用。

聚噻吩敏化TiO_2复合材料的制备和光催化性能

以无水FeCl3为氧化剂,在CHCl3中采用原位氧化聚合法制备了一系列不同噻吩与TiO2摩尔比〔n(Th)/n(TiO2)〕的聚噻吩敏化TiO2(PTh/TiO2)复合材料。用TEM、FTIR、XRD、DRS和PL对复合材料进行了表征。用苯酚的光催化降解反应研究了复合材料在紫外光和太阳光下的光催化活性。结果表明,PTh的修饰减轻了复合纳米粒子之间的团聚,但对TiO2的晶体结构无影响,复合材料粒径25～30nm。PTh的敏化作用可使复合材料吸收200～800nm的光。两种光源下,复合材料的光催化活性均优于纯TiO2,当n(Th)/n(TiO2)=0.04时达最佳。紫外光下,200min时苯酚降解率达76.39%,太阳光下,120min时苯酚降解率达88.27%,较纯TiO2光催化活性分别提高了19.7%和31.53%。

木质素酚醛树脂的研究进展

综述酚醛树脂发展史、种类、合成机理及进展,由于木质素分子中有酚羟基和醛基,因此使用木质素既可改善胶粘剂的性质,又可节约苯酚的用量,降低甲醛释放量,达到废物利用与保护环境的目的。重点论述了新型改性酚醛树脂的研究进展,尤其木质素改性酚醛树脂,并对新型酚醛树脂复合材料的发展方向和前景作了展望。

新型抗烧蚀酚醛树脂的研究

采用不同的甲醛 (F) /苯酚 (P)比和复合碱性催化剂合成了邻对位羟甲基比例 (o/ p)不同的酚醛树脂。利用该酚醛树脂中邻对位交联程度变化 ,可以优化炭化过程中苯醌式结构中间体稠环化历程 ,从而通过适当调整酚醛树脂受烧蚀而发生炭化时的交联密度 ,使炭化过程稳定 ,高温下易于石墨化 ,提高了抗烧蚀性能。 F/ P比在 1.6～ 1.8时 ,纯酚醛树脂的炭化率与玻璃纤维 /酚醛树脂复合材料的质量烧蚀率变化较小 ,烧蚀形貌显著改善 ,是比较理想的配料比。

硼酚醛烧蚀材料的研究

介绍了炭布增强硼酚醛烧蚀材料 ( 2 D C/FB)的制备 ,研究了工艺对复合材料力学性能和烧蚀性能的影响。结果表明 ,硼酚醛 FB树脂 90 0℃残炭率高达 70 % ,高于普通酚醛树脂 (钡酚醛 ) ,采用优化工艺制备的 2 D C/FB材料力学性能和烧蚀性能优异 ,剪切强度高达 3 9.

改性氮化铝/三元乙丙橡胶复合材料导热性能和力学性能的研究

选用三元乙丙橡胶（EPDM）为基胶，氮化铝（A1N）为导热填料，通过酚醛树脂（PF）对氮化铝进行表面改性处理，增加其在橡胶基体中的分散性。利用接触角和TGA测试表征改性效果。将改性前后的氮化铝分别填充到三元乙丙橡胶中，研究酚醛树脂改性氮化铝对复合材料的导热性能及力学性能的影响规律。结果表明：改性后氮化铝表面自由能均减小，氮化铝表面包覆了有机基团，减弱了其在橡胶基体中的团聚作用。热分解曲线可以说明，3种改性配比（1#～3#，m（PF）：m（A1N）=1：5，1：4，1：3）氮化铝的酚醛树脂包覆量为1#〈2#〈3#，填充改性后氮化铝的复合材料导热性能均有不同程度的提高，而力学性能均有所降低。综合考虑，酚醛树脂改性氮化铝的最佳质量配比为m（PF）：m（A1N）=1：4。