功能化石墨烯/PMMA透明复合材料热稳定性能的提高

首先合成一系列不同分子量聚乙二醇(PEG)共价修饰的功能化石墨烯(GO-PEG),并利用溶剂共混技术,按照质量分数为1%的掺杂量,分别填充到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基体中构建聚合物纳米复合材料。GO-PEG可以显著提高PMMA的热稳定性能,其中掺杂GO-PEG1000或GO-PEG2000纳米填料的复合材料薄膜在热稳定性提高的同时,维持了较高的可见光透过率(94%),该材料具有一定的工业应用前景。

表面改性炭黑-白炭黑双相粒子/天然橡胶复合材料的硫化动力学(英文)

采用离子液1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐改性炭黑-白炭黑双相粒子(CSDPF),制备了改性CSDPF/天然橡胶复合材料的混炼胶,研究了离子液改性对橡胶硫化动力学的影响。研究发现,离子液能提高橡胶的硫化速率和交联程度,降低硫化活化能。

钴掺杂锰氧化物水系锌离子电池正极材料的制备与电化学性能

以硝酸锰和硝酸钴为原料,通过溶剂热反应、水解和煅烧制备了可作为水系锌离子电池正极材料的钴掺杂锰氧化物,研究了钴掺杂锰氧化物的微观结构及电化学性能。结果表明:所制备的钴掺杂锰氧化物h-CoMn_(3.2)O_(x)具有分级核壳结构,多孔壳表面存在径向尺寸大于100nm的花瓣状纳米片,壳和纳米片均由平均粒径为5nm的一次粒子构成,钴掺杂赋予锰氧化物较小的尺寸和精细的结构;h-CoMn_(3.2)O_(x)具有方锰矿型一氧化锰的晶体结构;与锰氧化物相比,h-CoMn_(3.2)O_(x)具有较大的比表面积与比容量,并具有良好的循环稳定性;h-CoMn_(3.2)O_(x)的储能行为归因于H^(+)/Zn^(2+)的连续共嵌入反应。

石墨烯/PP/淀粉发泡复合材料的力学性能和结晶性能的研究

本文以石墨烯、PP(聚丙烯)弹性体、淀粉为原料,轻质碳酸钙、交联剂、发泡剂、乳化剂为助剂,采用溶液共混法,利用双螺杆挤出机得到棒状淀粉基发泡复合材料。研究了不同石墨烯用量对复合材料的力学性能和结晶性能的影响。研究结果表明:添加适量的石墨烯能够显著提高复合材料的拉伸性能、冲击强度、熔融温度和结晶度。当石墨烯用量为10%时,拉伸性能为17.8 MPa,冲击强度为10.4 kJ·m^(-2),熔融温度为170℃。

可膨胀石墨的制备及谱学特性研究

采用化学氧化法,以石墨粉(≤30μm)为原料,硫酸与高锰酸钾为氧化剂,以及磷酸为辅助插层剂制备出具有高膨胀体积的可膨胀石墨(EG)。通过XRD、Raman、SEM、EDS、FT-IR以及TG-DTA等测试手段对材料的微观结构、形貌、谱学特性及热稳定性进行表征分析。实验结果表明,当硫酸与磷酸体积比为2∶1时,EG氧化-插层效果最好,在400℃时膨胀体积达102ml/g。同时EG片层中含有P、S、Mn等元素,表明可能插入了磷酸、硫酸以及Mn的磷酸二氢盐、硫酸盐等物质。TG-DTA显示,EG的起始膨胀温度在160℃左右,且石墨在氧化-插层后,有序结构没有被完全破坏,部分石墨仍具有很好的耐热氧性。另外,探讨了EG可能的形成及膨胀机理。

纳米银@石墨烯复合材料的绿色制备及其抑菌性能

以聚乙二醇为还原剂通过水热反应,还原氧化石墨烯同时在石墨烯表面原位生长银纳米粒子,制备纳米银@石墨烯复合材料。采用紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、红外吸收光谱、透射电子显微镜对所制备的纳米银@石墨烯复合材料进行了表征。结果表明,银以单质形态成功负载在石墨烯表面,银纳米粒子的平均粒径为30nm。以大肠杆菌为模型对纳米复合材料的抑菌性能进行测试,纳米银@石墨烯复合材料在100 mg/L时可以完全抑制大肠杆菌的生长,是一种效果显著的新型抑菌材料。

炭黑-白炭黑双相粒子填充天然橡胶的硫化动力学

采用Ghoreisy’s模型和自催化反应模型研究了炭黑-白炭黑双相粒子(CSDPF)的用量及硅烷偶联剂Si 69改性CSDPF对天然橡胶(NR)硫化特性的影响。结果表明,Ghoreisy’s模型能更好地描述CSDPF及改性CSDPF填充NR的硫化过程;随着CSDPF和改性CSDPF用量的增加,NR胶料均出现硫化返原现象,但后者硫化返原现象有所减轻;随着CSDPF和改性CSDPF用量的增加,NR胶料的硫化时间变长,硫化速率下降,硫化反应级数增加;填充硅烷偶联剂Si 69改性CSDPF,胶料的硫化时间变短,硫化速率增加。

ATP／ZnO纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝吸附性能的影响

以硫酸锌和碳酸铵为原料,采用化学沉淀法在凹凸棒土(ATP)的表面负载纳米氧化锌,合成了ATP/ZnO纳米复合材料,以吸附亚甲基蓝为模型反应,研究了加料方式、氧化锌负载量、反应温度、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对复合材料吸附性能的影响。结果表明:当采用碳酸铵溶液滴加到ATP浆料和硫酸锌混合液、氧化锌负载量为m(ZnO)∶m(ATP)=1∶5、煅烧温度500℃、煅烧时间2h、反应温度为60℃时制备的复合材料吸附性能较好,对亚甲基蓝的去除率达到95.5%。

PA6/有机化凹凸棒土复合材料的制备及其性能研究

采用焦磷酸钠、十六烷基三甲基溴化铵对凹凸棒黏土进行预处理,得到了有机凹凸棒土(OATP),将OATP与聚酰胺6(PA6)经双螺杆熔融共混得到PA6/OATP复合材料。利用力学性能测试仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪分别研究了OATP的含量对PA6/OATP复合材料力学性能、微观结构和结晶结构的影响规律。以PA6/OATP(5%)为例,利用傅里叶变换红外测试仪分析了OATP与PA6的杂化作用,并用双头毛细管流变仪、热重分析仪分别分析了该材料与纯PA6在流变性能和热性能上的变化。研究发现,当添加质量分数为5%的OATP时,OATP能以纳米尺度很好地分散在PA6基体中,而且OATP的加入不改变PA6的晶型,PA6/OATP复合材料的拉伸强度、冲击强度达到最大值,热稳定性也有一定程度的提高。

PS／POSS复合材料的阻燃性能和流变性能研究

通过熔融共混法制备了聚苯乙烯(PS)/八苯基多面体低聚倍半硅氧烷(OPS)复合材料。采用氧指数仪和毛细管流变仪测试了复合材料的阻燃与流变性能。结果表明:PS/OPS复合材料为典型的假塑性流体;在较低的剪切速率下,复合材料的表观黏度随着OPS含量的增加而降低,但在较高的剪切速率下,其表观黏度随着OPS含量的增加而增大;与纯PS相比,PS/OPS复合材料的黏流活化能随OPS含量的增加而略有增加;OPS的加入有助于提高PS的阻燃性和热稳定性。

非贵金属/碳氮复合材料电催化析氧反应的研究进展

析氧反应(OER)是一种复杂的四电子转移反应,其动力学缓慢、所需能量高,制约了电解水制氢等新型能源技术的发展。近年来,非贵金属复合材料因其优异的催化活性以及相比于贵金属基催化剂的成本优势而受到广泛关注。本文概述了这一研究领域的最新进展,首先简要介绍析氧反应的机理以及材料催化性能的评价方法,重点关注非贵金属/碳氮复合材料析氧电催化剂,并且将非贵金属/碳氮复合材料分为金属单质/碳氮复合材料、单原子/碳氮复合材料、合金/碳氮复合材料、金属氧化物/碳氮复合材料,从制备方法和催化活性出发,探究氮掺杂碳材料在催化剂结构和催化剂性能中的作用,总结分析了几类非贵金属/碳氮复合材料在电催化析氧反应中的研究进展。最后,针对非贵金属/碳氮复合材料目前存在的问题和未来发展方向提出了建议。

二烯丙基双酚A改性氰酸酯树脂的固化动力学及力学性能

采用二烯丙基双酚A(DBA)对氰酸酯树脂(CE)进行改性,分别运用Flynn-Wall-Ozawa等转化率法和Kissinger极值法计算了改性树脂体系的固化动力学参数,并对固化树脂的力学性能和动态力学性能进行了研究。结果表明:DBA对氰酸酯树脂具有明显的催化作用和增韧效果,含5%DBA的改性树脂固化反应活化能最小(62.16 kJ/mol),当DBA的加入量为10%时,树脂固化物的冲击强度达到纯氰酸酯树脂的2.07倍,含有DBA的CE树脂固化物的储能模量和玻璃化转变温度均有所降低。

纤维状凹凸棒增强尼龙6的微观结构及力学性能

采用熔融共混的方法在双螺杆挤出机上制备尼龙6/凹凸棒(AT)纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观察、分析了复合材料的晶体结构和断面相貌。通过微观组织相貌和结晶形态探讨了凹凸棒对尼龙6基体的增强机理,实验结果表明,复合材料的拉伸强度随凹凸棒含量的增加而增加,在凹凸棒质量分数为10%时,比纯尼龙6的拉伸强度提高了32.6%,复合材料的简支梁缺口冲击强度在凹凸棒质量分数为5%时达到最大,较纯尼龙6提高31%。材料的热稳定性也有一定程度的提高。

有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料的光谱分析研究

采用硅烷偶联剂对凹凸棒土进行表面接枝改性,并通过熔融共混技术在双螺杆挤出机上制备了有机化凹凸棒土/尼龙6复合材料。利用X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对改性结果和复合材料的晶体结构和微观相貌进行表征。结果表明:改性后凹凸棒土表面Si,N,C元素的质量分数提高,结合红外光谱,证实在凹凸棒表面形成了有机包覆层;凹凸棒土的加入没有改变尼龙6的结晶形态,但使其晶体尺寸发生了一定程度的改变;改性后的凹凸棒土均匀分散于尼龙6基体中,表面修饰的硅烷偶联剂能有效地解决复合材料的界面粘结。

多面体低聚倍半硅氧烷／氰酸酯杂化树脂固化动力学与固化工艺研究

采用非等温差示扫描量热法测试了不同升温速率下氰酸酯及氰酸酯/多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)复合材料的固化过程,分析了不同升温速率下,POSS对树脂体系固化行为的影响。运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对杂化树脂固化反应活化能进行了计算。结果表明,POSS对氰酸酯树脂固化具有催化作用,能显著降低树脂固化温度,含10%POSS的杂化体系固化温度可降至212℃;两种不同模型计算的活化能分别为83.30kJ/mol和85.68kJ/mol,与纯氰酸酯相比,杂化树脂的固化活化能和反应级数均有所增大。

CeO_2纳米晶的制备及其谱学性能研究

以硝酸亚铈为原料,浓氨水为沉淀剂,在80℃反应3h并陈化9h制备得到了纯CeO2纳米晶。XRD分析结果表明产物属于立方晶系。透射电镜观察发现产物呈六边形结构,推测为多面体形CeO2的投影,粒径在10nm左右,分散性良好。沉淀剂浓度、反应温度及陈化时间等对产物的纯度及形貌有明显影响。碱浓度降低或陈化时间缩短都导致产物中出现Ce(OH)3杂质;延长陈化时间,产物粒径增大;若反应温度低于40℃,产物中出现大量Ce(OH)3杂质。拉曼光谱研究表明,纯CeO2纳米晶在465cm-1处有一振动峰,对应于立方萤石结构的F2g拉曼位移,而含有Ce3+杂质的产物则在600cm-1处还出现一小峰。荧光光谱研究发现,在波长为400nm的激发光下,CeO2纳米晶在465nm附近出现一个不对称发射光谱峰。

七苯基倍半硅氧烷三硅醇改性双马来酰亚胺纳米复合材料

通过熔融共聚法制备了七苯基倍半硅氧烷三硅醇(POSS-triol)/双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(BA)纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、动态力学分析(DMA)及热重分析(TGA)对BMI复合材料的结构形态与热性能进行了研究。实验结果表明,POSS-triol粒子能均匀分散于树脂体系,POSS-triol的加入能明显地提高BMI复合材料的热性能,与纯BMI/BA树脂体系相比,含10%POSS-triol复合材料的玻璃化转变温度提高约12℃。随着POSS-triol的加入,复合材料的热分解温度也有了较大的提高。

基于POSS的ATRP引发剂的合成及其PMMA杂化材料制备

通过苯基三氯硅烷的水解、缩合合成了八苯基倍半硅氧烷(OPS),再经硝化、还原制备了八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS),在此基础上进一步合成了ATRP引发剂BOAPS,并运用FT-IR、NMR对产物的结构进行了表征。采用ATRP方法制备了PMMA/BOAPS杂化聚合物,运用GPC、DSC及TGA手段对杂化材料的结构与热性能进行了分析。结果表明,PMMA杂化物的数均分子量(Mn)为58000,分子量多分散系数为1.12。与分子量相近的线性PMMA相比,PMMA/BOAPS杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)提高了约16℃,10%失重时热分解温度升高约64℃。

PI/介孔氧化硅复合材料的制备与性能研究

通过四乙氧基硅烷的水解、缩合制备八(四甲基铵)倍半硅氧烷(TMA-POSS),以TMA-POSS为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,制备了六方有序纳米介孔氧化硅。采用原位聚合法制备了聚酰亚胺(PI)/介孔氧化硅复合材料,并讨论了介孔氧化硅的含量对PI材料的介电常数和热稳定性的影响。结果表明,加入介孔氧化硅有利于降低PI的介电常数和提高热稳定性,当其质量分数为5%时,PI/介孔氧化硅复合材料的介电常数可降至2.69。

离子液改性石墨烯/天然橡胶的力学性能和导热性能(英文)

制备了离子液氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑改性石墨烯(GE-ILs)/天然橡胶硫化胶,并研究了GE-ILs对硫化胶力学性能和导热性能的影响。结果表明,当GE-ILs为3份时,硫化胶的力学性能和导热性能达到最佳,100%定伸应力、300%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度分别提高了101%、39%、10%和62%,导热性能提高了283%。