动态热机械分析及在含氟高分子材料研究中的应用

分析了动态热机械分析仪(DMA)的原理,介绍了DMA在含氟高分子材料测量领域的应用,在玻璃化转变温度测定、研究含氟聚合物的低温性能、耐热性、阻尼性能和材料相容性等方面都有着重要作用。认为开发研究DMA与其他分析仪器的联用技术,将DMA特长和功能与不同的仪器相结合,扩大分析范围,将成为热分析领域的趋势,为含氟高分子材料的研制和评测作出重要贡献。

环氧树脂粘接炭黑耐甲醇溶胀实验

通过固化剂含量与固化温度对材料耐甲醇溶胀的性能进行比较。利用分析天平比较溶胀前后的质量保留率,用电子万能试验机测试了试样溶胀前后的弯曲强度,讨论它们的强度保持率,使用SEM扫描电镜对树脂表面的溶胀状况进行分析。结果表明:当固化温度一定时,环氧树脂的固化剂含量在22%时其质量变化率最低,最能耐甲醇溶胀,随着固化剂含量的增加,树脂的耐溶胀性能随之下降。当固化剂的含量一定时,随着温度的升高,分子间的空隙增加使得环氧树脂被甲醇溶胀得更厉害。

甲烷氯化物-水-氯化氢体系非金属耐酸材料的对比研究

主要针对甲烷氯化物酸池耐腐蚀材料进行研究,阐述了高分子材料的腐蚀类型、腐蚀机理和影响腐蚀因素等。分别将乙二胺固化的环氧树脂、PE试样、呋喃树脂固化剂固化的呋喃树脂试样放在甲烷氯化物中浸泡15天;并每天称量材料的质量变化。采用了静态试验法测定材料的溶胀性能,结果表明:随着时间的增加三种材料的质量以不同的程度相应增大。环氧树脂的质量百分比和渗透率大于聚乙烯和呋喃树脂的数倍,环氧树脂表面还发生少量脱落。在甲烷氯化物的溶液中聚乙烯和呋喃树脂有良好的耐腐蚀溶胀性能。

高结构炭黑酸化改性的研究

通过改变时间、硫酸浓度等反应条件,酸化改性不同品种炭黑,得到了实验所需试样。采用自然沉降法测定了酸化改性高结构炭黑在水溶液中的分散性及稳定性。利用激光粒度分布仪检测了每种改性炭黑的遮光率,根据酸碱滴定法定量分析了炭黑表面基团与分散性的关系,并比较了改性炭黑与色素炭黑之间的性能指标。结果表明,炭黑N234与6mol/L硫酸反应8h制备的改性炭黑分散性最佳,原因是其表面的酚羟基和内酯基含量有所增加。通过比较炭黑的分散性及市场价格,得知改性炭黑优于色素炭黑。

螺旋纳米碳纤维对天然橡胶补强性能的研究

采用酒石酸铜前驱体热分解得到纳米铜粒子作为催化剂,用化学气相沉积法生长螺旋纳米碳纤维。采用X-射线衍射仪(XRD)分析其物相组成;用扫描电子显微镜(SEM)观察其外观形貌。提纯后,作为天然橡胶的补强剂用溶剂法制备结合胶,测定结合胶含量,并与炭黑N220、N330、N660、N115、N234、N347进行对比。结果表明,制备的螺旋纳米碳纤维与天然橡胶的结合胶含量较高,对橡胶具有较好的补强作用。

不同粒径的碳纳米管补强天然橡胶

以2种不同型号的短多壁碳纳米管（管径OD20-30nm和30-50nm,长度告为0.5-2μm）与炭黑N330混合成复合填料，采用混炼法讨论其对天然橡胶的补强作用。结果表明／碳纳米管对橡胶的拉伸强度、定伸应力、硬度等方面有着显著的影响；不同管径的碳纳米管由于其自身性能的差异，对天然橡胶的性能有不同的影响；碳纳米管的不同添加量对天然橡胶补强的各性能有非常大的影响。

化学镀Ni-P-WC复合镀层的微观结构研究

采用化学镀方法制备了Ni-P-WC复合镀层,并通过扫描电子显微镜的二次电子和背散射电子成像模式以及特征X射线衍射研究了该复合镀层的微观形貌和元素组成及含量。实验结果表明:在Ni-P-WC复合镀层中,纳米WC颗粒与Ni-P组织结合紧密,WC的总含量约27wt.%;与Ni-P镀层的光滑平整表面相比,Ni-P-WC复合镀层表面存在由较多凸出的近球形晶粒所形成的Ni-P胞状组织,其平均粒径约为2-4μm。

扫描探针显微镜在炭黑/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物结合橡胶微观结构研究中的应用

利用扫描探针显微镜(SPM)的DFM模式观察苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和炭黑/SBS混合物的微观形貌。结果表明:不同浓度的SBS溶液的微观形貌差异较大;炭黑/SBS混合物的分离物成"手镯"环状结构,尺寸为100nm左右,与炭黑相连物质的长度为200～300nm,横向直径约为100nm,与SBS单体的尺寸吻合,可初步判定该结构为炭黑/SBS结合橡胶。

耐热性乳液型丙烯酸酯压敏胶的合成

采用种子乳液聚合法合成丙烯酸酯压敏胶,利用自交联单体N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)提高其耐热性能,并采用反应型乳化剂DNS-86进一步提高压敏胶综合性能。研究了不同软硬单体用量比和功能单体配比对压敏胶性能的影响,探讨了自交联功能单体用量压敏胶耐热性能的影响,讨论了反应性乳化剂用量对压敏胶性能的贡献。结果表明:以最佳配方所制备出的乳液型压敏胶,其180°耐热剥离强度达到220N/m,耐热初粘力为11号钢球,耐热持粘力大于36h,固体质量分数为50%,粘度为460mPa·s。

高结构炭黑表面自由能的研究

采用反相气相色谱法分别对高结构炭黑CD2117和CRX2125以及普通炭黑N330和N550的表面自由能进行研究。结果表明:随着炭黑比表面积的增大,其色散自由能也增大。炭黑比表面积与其色散自由能的线性相关因数为0.839 32,两者间的相关性较好。经过不同温度热处理的高结构炭黑,其表面含氧官能团脱落,色散自由能变大;而经过氧化处理的高结构炭黑,其表面含氧官能团增多,氧化处理后的色散自由能减小,说明含氧官能团并非吸附橡胶的活性中心。

硅微粉在摩托车外胎帘布胶中的应用

研究了硅微粉部分替代N660炭黑在摩托车外胎帘布胶中的应用,对帘布胶的性能进行了测试。结果表明,适量的硅微粉替代部分N660炭黑会降低胶料的门尼粘度,使胶料表面光滑,改善了胶料的压延工艺性能。对硫化胶的物理性能和成品的粘合性能等无不良影响,降低了成品轮胎生产成本。

化学气相催化热解法制备螺旋纳米碳纤维

采用酒石酸铜前驱体热分解得到纳米铜粒子作为催化剂,分别对250℃、280℃、310℃分解产生的纳米铜粒子进行测试分析,在3个温度下用化学气相沉积法生长螺旋纳米碳纤维并进行综合热分析。采用X-射线衍射(XRD)分析其物相组成,晶粒大小;用扫描电子显微镜(SEM)观察螺旋纳米纤维的外观形貌。结果表明,310℃生长出的螺旋纳米碳纤维纯度高、外观形貌清晰,热分析质量损失少。

石墨类型对多晶金刚石微粉性能的影响

以不同类型的石墨粉为原料,通过铜吸收和传递热量,采用冲击波合成工艺,制备多晶金刚石微粉。测试了多晶金刚石微粉的得率和耐磨性能,研究了石墨微晶结构对其得率和耐磨性能的影响。实验结果表明:鳞片石墨合成多晶金刚石微粉的得率和耐磨性不如土状石墨合成的金刚石;微晶具有平行排列的焦炭基人造石墨合成的多晶金刚石微粉易石墨化,难得到金刚石;微晶具有杂乱排列的炭黑基人造石墨的得率比土状石墨高;一次焙烧的炭黑基人造石墨具有较多的微孔,其合成的金刚石的耐磨性能比土状石墨的差;经过二次焙烧后合成的多晶金刚石微粉的耐磨性能比土状石墨的好。

热胀离解法研究结合胶填料网络性能

通过分析结合胶离解温度曲线,研究填料与橡胶之间的作用力。采用溶剂法分别制得6种不同填料的结合胶,探索结合胶的最佳解离时间,分析结合胶微观形貌结构、热胀离解温度及硫化后的宏观性能。结果表明,白炭黑在常温下体现出优异的补强性能,但在高温下的键能较弱;高结构炭黑在低温至高温下都表现出优良的补强性和成键稳定性,且硫化胶具有最优的定伸应力和拉伸强度;普通炭黑在低温和高温下的各项性能都处于中等,但在超高温下,其补强性能表现最为优异。

热处理温度对炭黑补强性能的影响

通过在不同温度下分别对4种炭黑进行热处理,研究热处理炭黑对结合橡胶质量分数和表面官能团含量的影响。结果表明:炭黑N330和N550经400℃热处理后表面官能团脱落,600℃处理后再次结合;炭黑DZ13经200℃热处理后表面官能团脱落,400℃处理后再次结合;炭黑DZ20经200℃热处理后表面官能团结合,600℃处理后再次脱落。炭黑DZ20的补强性能主要受内酯基的影响,而炭黑N330,N550和DZ13的补强性能主要受酚羟基的影响。

乳液型丙烯酸酯压敏胶的研究

以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)为反应单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,非离子型乳化剂(OP-10)/十二烷基硫酸钠(SDS)为复合乳化剂,硫酸铝为化学交联剂,采用乳液聚合法合成了丙烯酸酯PSA(压敏胶)。研究结果表明:当w(BA)=80%、w(MMA)=14%、w(AA)=6%、w(APS)=0.4%、w(硫酸铝)=2.0%、w(复合乳化剂)=6%且m(OP-10)∶m(SDS)=2∶1时,相应PSA的固含量(54.41%)较高、黏度(140 mPa.s)较低以及耐热性良好,并且其180°剥离强度(2.79 N/mm)、初粘力(16号钢球)和持粘力(>24.0 h)俱佳。

溶剂法制备天然橡胶结合胶的研究

结合胶是未硫化的混炼胶中不能被其良溶剂溶解的那部分橡胶。用化学溶剂法制备结合胶具有药品用量小、实验过程操作简单,重现性好等优点。通过讨论橡胶加入量、炭黑用量、反应时间、静置时间等因素,确定了溶剂法制备结合胶的最佳工艺参数,并与混炼法制备的结合胶进行了性能对比。结果表明,橡胶在甲苯溶液中的质量浓度约为0.02g/mL、橡胶和炭黑的质量比为2∶1、反应时间为14h、静置时间为72h的工艺参数下,可以制得高质量结合胶。混炼法制备的结合胶的质量比溶剂法制备的结合胶的质量大。但是其具有与溶剂法结合胶相同的抽提温度曲线,在结合胶的实验研究中,可以用溶剂法代替混炼法。

聚酰亚胺和聚苯硫醚耐甲烷氯化物的研究

探究了聚酰亚胺、聚苯硫醚耐甲烷氯化物腐蚀的效果。通过质量变化和液相色谱研究了2种高聚物的耐蚀性。结果表明:聚酰亚胺在二氯甲烷、三氯甲烷中很快被溶解,在四氯甲烷中微量溶解;聚苯硫醚在二氯甲烷中微量溶解,在三氯甲烷、四氯甲烷中有溶胀现象发生。

广安电厂二期烟囱防腐技改

由于广安二期烟囱内衬防腐中,约有8800平方米的耐火砖内衬需要拆除,故而导致工期紧张。据此情况,将多种防腐方案对比研究,得出将3与4号烟道采取贴砖的方式,筒体采取喷涂鳞片胶泥的防腐方式。

聚丙烯酸钠／氧化石墨烯复合材料的制备和性能、

以鳞片石墨为原材料，采用Hummers法制得氧化石墨烯水溶液，然后根据聚合法合成了聚丙烯酸钠／氧化石墨烯复合材料。确定制备高质量复合材料的实验参数；并分别探测了复合材料的吸水性、耐盐性以及保水率与聚丙烯酸钠进行比较。结果表明：实验参数为引发剂的含量为0．22％，交联剂含量为0．0173％，中和度在80％时，含量10ml氧化石墨烯的复合材料可吸收去离子水高达285mL／g，其吸水倍率优于聚丙烯酸钠近30％；在80℃高温环境下，该复合材料在8h后的保水性仍大于50％，几乎比聚丙烯酸钠的保水效果提高了一倍，相同干重的聚丙烯钠／氧化石墨烯复合材料的耐盐性优于聚丙烯酸钠。