微胶囊填充型自修复涂层材料研究进展

微胶囊填充型自修复聚合物及其复合材料是近年来高分子科学界的研究热点之一。总结了微胶囊填充型自修复涂层的修复机理。概括了常见的微胶囊填充型自修复涂层体系,包括双环戊二烯-Grubbs固化剂体系、环氧树脂固化剂体系以及极性溶剂-环氧树脂体系等,并对各体系的组成、微胶囊的稳定性及其影响因素、当前研究现状及未来发展前景进行了总结。介绍了常见的微胶囊制备方法,其中主要有原位聚合法和界面聚合法,并对各方法的原理、特点、应用范围及自身优缺点进行了介绍。对微胶囊填充型自修复涂层的性能(包括力学性能和耐蚀性能)评价方法进行了总结。自修复微胶囊的加入使涂层的断裂韧性修复效率超过90%,微胶囊使涂层层间附着力的修复效率达到87%。电化学实验可以从腐蚀电流和阻抗方面等证明微胶囊填充型自修复涂层比普通涂层具有更好的耐蚀性能,同时利用电化学实验也可以对微胶囊填充型自修复涂层的修复过程进行解释说明。最后对微胶囊填充型自修复涂层材料在不同领域的应用进行了总结,并针对微胶囊填充型自修复涂层材料未来的发展方向进行了展望。

材料腐蚀与防护实验教学改革

中国石油大学(华东)材料物理与化学系从教学内容、教学方法和实验成绩考核方法三方面对"材料腐蚀与保护实验课程"进行了探索性改革。通过三年的改革,该实验课的教学效果得到明显改善,学生和教师的满意度大幅提高,极大地促进了石油石化行业内腐蚀与防护领域专业人才的培养。

双咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能评价

以丁二酸与二乙烯三胺为原料合成了双咪唑啉(BIM),再与氯化苄季铵化后得到双咪唑啉季铵盐(BIMI)。采用静态失重法和电化学方法评价了BIMI缓蚀剂在质量分数为15%的HCl溶液中对N80碳钢的缓蚀性能,探讨了其在N80碳钢表面的吸附行为,并与合成的咪唑啉季铵盐(SIMI)缓蚀剂作比较。应用Gaussian 03W程序,密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-311G*方法对两种咪唑啉进行了结构优化,分别得到了两者的稳定构型及相关量化参数,同时对两种分子在Fe(001)晶面的吸附进行了分子动力学模拟。结果表明:双咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果要明显优于单咪唑啉缓蚀剂的,当其浓度为3.0mmol/L时,缓蚀率达到93.30%,而同样条件下,单咪唑啉缓蚀剂的缓蚀率仅为76.93%。两种缓蚀剂在金属表面的吸附服从Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附。量子化学计算及分子动力学模拟,从分子水平解释了两种缓蚀剂的缓蚀性能差异,其结果与试验结果一致。

纳米TiO_2的水热合成及光催化降解甲基橙综合实验

科研成果转化为实验教学内容,对学生创新能力的提高具有重要的意义。将光催化研究领域的纳米TiO_2转化为切实可行的实验项目,设计了包括基础化学、材料化学、分析化学等内容的综合实验,学生亲自动手组装光催化降解装置。通过该实验,加深了学生对基础化学、材料化学等课程的认识并提高了学生综合运用知识的能力。

一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂的合成及其表面性能

以1,2-环氧-9癸烯（ED）和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷（MDHM）为原料,在氯铂酸催化下,经硅氢加成反应先制得烷基环氧基三硅氧烷（AETS）,再将AETS与二乙醇胺（DEA）进行开环反应合成了一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂（CTSS）。通过IR和1H NMR对CTSS的结构进行了表征,测定了CTSS的表面张力、润湿性和对pH值的稳定性。同时对AETS及CTSS的合成条件进行了优化,优化后的工艺条件为：合成AETS的最佳条件为n（ED）∶n（MDHM）（n为物质的量）为1.1∶1,催化剂用量为n（MDHM）的0.075%,反应时间为5 h,反应温度为80℃;合成CTSS的最佳条件为n（AETS）∶n（DEA）=1∶1.05,反应时间3 h,反应温度80℃。性能测试结果表明,CTSS在临界胶束浓度（CMC）为1.3×10-3mol/L时,可以将水的表面张力降低至20.0 mN/m,同时具有良好的润湿性,另外,CTSS在pH值为6.5~8.0时稳定存在。

聚乙烯醇/海藻酸钙共混膜的制备及耐水性能研究

以聚乙烯醇、海藻酸钠为主要原料,CaCl_2为交联剂,制备了聚乙烯醇/海藻酸钙共混膜。以溶胀度为主要指标,分析了聚乙烯醇的含量与交联剂浓度对共混膜耐水性能的影响,并对聚乙烯醇/海藻酸钙共混膜的微观形貌进行了表征.研究结果表明,当聚乙烯醇的质量分数为60%,交联剂质量分数为2%时,体系的交联效果改善显著,共混膜具有较高的耐水性、亲水性与保水率;扫描电镜与原子力显微镜结果显示聚乙烯醇和海藻酸钙之间有良好的相容性,共混膜的表面粗糙度提高.该研究将为聚乙烯醇/海藻酸钙共混膜的实际应用提供一定的理论基础.

主链含单羟基硼酸高分子的制备与聚集诱导发光性能

通过1, 2-二(4-溴苯)-1, 2-二苯乙烯的格氏试剂和硼酸三甲酯的缩聚反应合成了四苯乙烯和硼在主链的首个单羟基硼酸共轭高分子(PTPEBA)。利用核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱进行了结构鉴定。凝胶渗透色谱测试表明制备的PTPEBA数均相对分子质量为5200。通过荧光发射光谱和荧光量子产率研究了PTPEBA在不同体积分数THF/H_2O体系中的聚集诱导发光(AIE)效应。结果表明,当水体积分数大于80%时,体系表现出明显的AIE特性;在水中体系荧光强度是在THF溶液中强度的477倍。利用荧光发射光谱对PTPEBA与酸性红-87、荧光素染料(质量分数1%)掺杂进行分析,发现PTPEBA可以使二者的固态荧光增强,此发现有望成为一种使商业染料固态发光的新方法。

基于仿生机理的超疏水有机无机复合膜的制备

采用溶胶-凝胶法制备了粒径分布窄、单分散性好的SiO2颗粒,并用低表面能硅烷偶联剂对其进行改性.改性后的SiO2粒子与聚偏氟乙烯(PVDF)按一定的质量比共混,利用相转化法制备了有机无机复合微孔膜.分析了偶联剂种类及SiO2粒径对微孔膜疏水性的影响,探讨了微孔膜表面能对其疏水性能的影响,并对复合膜的微观形貌进行了表征.研究结果表明:硅烷偶联剂可以有效阻止SiO2溶胶的凝胶作用,降低SiO2的表面能,而表面能对膜的疏水性有显著的影响;制备的复合微孔膜具有良好的有机-无机双微观阶层结构,疏水角达到了151°.

纳米二氧化硅的制备及表面改性的研究

纳米二氧化硅与其他聚合物混合成复合材料后不仅能集合两种材料的性能,还会产生一些复合性能,因此被广泛应用于涂料、黏合剂、塑料和阻燃材料等的生产中。下面将简单介绍一种纳米二氧化硅的制备方法,并将硅烷偶联剂KH-550、钛酸酯偶联剂NDZ-201应用到纳米二氧化硅的表面改性中,通过实验分析改性结果。