不同填料/丁苯橡胶复合材料的力学性能研究

本实验采用的填充剂主要有:白炭黑、陶土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁和凹凸棒土。一些研究表明:凹凸棒土作为新型填充剂,具有较好的补强效果,尤其是改性以后性能有很大提高,主要由于未改性的凹凸棒土表面存在大量的硅羟基,易结团,使得与丁苯橡胶之间的结合力较弱,硫化胶的物理机械性能较差;偶联剂Si69具有易于水解的烷氧基团,能与凹凸棒土表面的硅烷基反应,提高凹凸棒土粒子界面与橡胶分子界面之间的结合力,改善凹凸棒土与丁苯橡胶分子之间结合力较弱的缺点。填充剂陶土、滑石粉、碳酸钙和碳酸镁填充丁苯的物理机械性能与未改性凹凸棒土相比,存在一定的差距。从实验数据可知:未改性的凹凸棒土填充补强的丁苯橡胶,相对陶土、滑石粉、碳酸镁和碳酸钙而言,补强效果较好,物理机械性能较优异。偶联剂改性后的凹凸棒土,比未改性的凹凸棒土有明显的提高,但相比传统填充剂——炭黑和白炭黑,物理机械性能上存在较大的差距,并不能完全代替传统填充剂对丁苯橡胶进行填充补强。

碳化硅技术陶瓷无压烧结工艺研究

碳化硅陶瓷具有诸多优异的性能,被广泛应用于很多领域,碳化硅陶瓷的制备常用无压烧结法。无压烧结具有操作简单、成本低、可制备形状复杂和大尺寸的碳化硅部件,而且相对容易实现工业化生产等特点,因此无压烧结是碳化硅陶瓷制备中最有前途的烧结方法。本实验采用无压烧结,在α-SiC粉体中添加不同含量粒度为1μm的β-SiC,烧结助剂为碳化硼,粘结剂为酚醛树脂,保护气氛为氩气,烧结温度为2010℃,烧结时间为40min。分析烧结体的性能,确定烧结体性能最佳时的β-SiC添加量。实验结果表明:β-SiC添加量为10wt%时,烧结体体积密度最高,可达3.128g/cm3。初步确定最佳的β-SiC添加量为10wt%。

液相烧结法聚晶金刚石微观结构及其力学性能研究

笔者在高温高压条件下,以粒度为5μm的金刚石微粉为原材料,采用液相烧结法制备了聚晶金刚石拉丝模坯,分别研究了烧结温度和烧结时间,对其微观结构以及力学性能的影响,最后探讨了PCD拉丝模坯材料的烧结过程和机理。结果表明:聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能(磨耗比、维氏硬度)均随着烧结时间的增大先增加后降低,在烧结时间为180s时达到最大,烧结时间过短,其微观组织孔隙较大,烧结时间过长,金刚石石墨化严重;而在以烧结温度为变量的对比实验中发现,聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能随着烧结温度的增加先变大后减小,在烧结温度为1550℃时达到最大,烧结温度过低,金刚石晶粒棱角分明,晶粒间隙较大,而烧结温度过高,晶粒发生异常生长。所以,在压力为5.7GPa,温度为1550℃,烧结时间180s的条件下进行液相烧结得到的聚晶金刚石的力学性能最佳。

沉淀相转化法磁性聚砜超滤膜的性能研究

以聚砜为基材、聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂、二甲基乙酰胺为溶剂,四氧化三铁为填料,采用浸没沉淀相转化法分别在水平磁场和无磁场的条件下制备聚砜-Fe_3O_4超滤膜,并采用死端超滤装置测试了的膜的渗透性,截留率,耐污染性等性能。实验结果表明:超滤膜通量、截留率随Fe_3O_4含量增加而增加;Fe_3O_4含量高于40%(质量分数)时,未磁化膜性能有明显的提高,Fe_3O_4含量高于60%(质量分数)时,磁化膜性能有明显的提高;相同Fe_3O_4含量下,Fe_3O_4高于60%(质量分数)时,磁化膜通量更大,截留率略低,绝对耐污染性更强,相对耐污染性更弱。

三元硼化物陶瓷涂层的制备及其力学性能研究

笔者采用的是在Q235钢基体表面用固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层,因为固相反应法制备陶瓷消耗的能源少、污染小、工艺简单,相对传统的制备工艺所需成本较低,所以研究固相反应型三元硼化物陶瓷涂层有很高的科学价值和实用价值。笔者采用Fe-B、Mo、Fe、Al、Cr为陶瓷骨料,使用无机粘结剂磷酸二氢铝作为陶瓷涂层的粘结剂来制备三元硼化物陶瓷涂层,对这种制备陶瓷涂层的工艺做基础性的研究。研究主要有:陶瓷涂层配比研究,陶瓷骨料配比,陶瓷骨料与磷酸二氢铝粘结剂最佳配比;固相反应法制备三元硼化物陶瓷涂层工艺:Q235钢基体表面预处理,固化温度,固化工艺等;涂层结构与性能研究:对涂层的致密性、显微组织、相组成、涂层与基体的结合强度、涂层抗热震性能、涂层的耐磨性进行了研究。

稀土Ce^(3+),Sm^(3+)掺杂Ca_3SiO_4Br_2的制备及发光性能研究

用溶胶-凝胶法合成LED用Ca_3SiO_4Br_2Sm^(3+)和Ce^(3+)荧光粉,并利用粉末X射线衍射(PXRD)、荧光光谱对合成的荧光粉进行了表征,探讨不同浓度的Sm^(3+),Ce^(3+)稀土离子单掺和双掺对荧光粉的发光颜色和发光性质以及Ce^(3+)与Sm^(3+)之间的相互作用。X射线衍射谱表明,少量的稀土离子掺杂不会改变基质的物相结构;荧光粉Ca_3SiO_4Br_20.02Sm^(3+),0.01Ce^(3+)在360 nm的激发光下发射出明亮的蓝紫色光,Ce^(3+)→Sm^(3+)有着比较显著的能量传递。

Mo对Ti(C,N)金属陶瓷组织结构和力学性能影响

以原始粉体作为原料,采用传统的粉末冶金方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究不同钼含量对Ti(C,N)金属陶瓷的显微组织结构和力学性能的影响。根据设计的成分配方,采用传统的粉末冶金方法按照优选的工艺来制备一系列的金属陶瓷试样,在不改变金属陶瓷硬度和抗热震能力的基础上,尽量提高其硬度和其他力学性能。对烧结试样的表面进行必要的处理,采用X射线衍射(XRD)、金相显微镜、维氏硬度仪等表征方法研究了Mo含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。实验结果表明:Mo含量在(5wt%~10wt%)范围内,材料的相对密度随Mo含量的增加而提高,而Mo含量在(5wt%~10wt%)范围内,材料的相对密度随Mo含量的增加而降低,Mo含量为10wt%时,金属陶瓷的相对密度最高。在Mo含量一定的范围内(5wt%~15wt%),随着Mo含量的增加,硬度先升高后降低,断裂韧性降低,分别掺加10wt%Mo和5wt%Mo时获得最大的硬度和断裂韧性。随着热震温度的升高和热循环次数的增加,金属陶瓷中的裂纹增多;钼含量较低的Ti(C,N)金属陶瓷抗热震性能较好,当钼含量为15wt%时,压痕裂纹扩展较明显。

TiO_2/聚砜超滤膜成膜热力学及成孔剂溶出动力学研究

采用浊点滴定法,通过控制改性剂TiO_2浓度及环境温度研究L-S相转化法成膜过程热力学机理。以PEG为成孔剂,采用L-S相转化法制备聚砜超滤膜,通过控制改性剂TiO_2的浓度、凝胶浴温度及溶出时间研究L-S相转化法成膜过程中PEG的溶出动力学。实验结果表明:随着铸膜液中TiO_2浓度的升高,浊点曲线逐渐靠近溶剂轴,铸膜液对非溶剂的容纳能力降低;浊点曲线随滴定温度的升高逐渐远离溶剂轴,铸膜液对非溶剂的容纳能力提高。随着TiO_2浓度的升高,成膜过程中PEG的溶出量逐渐升高,PEG的溶出速率逐渐增大;PEG的溶出量随凝胶浴温度的升高逐渐降低,溶出速率逐渐减小;随着溶出时间的延长,PEG的溶出量逐渐增加并趋于稳定,PEG溶出速率减小。

双邻苯二甲腈改性氰酸酯的性能研究

氰酸酯树脂是有较大应用潜力和发展前景的一种热固性树脂,但脆性较大,韧性不高,所以有很大的改性必要性。本文采用4-硝基邻苯二甲腈和双酚A溶于DMA,制备双邻苯二甲腈单体,利用核磁共振氢谱(^(1)H-NMR)对双邻苯二甲腈的结构进行表征,采用示热失重分析仪(TGA)对聚合物的固化行为和耐热性能进行了测试分析。采用加热熔融共混树脂,探究多种比例共混树脂的性能。探究双邻苯二甲腈单体的合成工艺并进行改进,得到合成双邻苯二甲腈单体的最佳条件,通过TGA测试得到双邻苯二甲腈改性氰酸酯的TGA图谱并进行分析,改善了氰酸酯树脂的耐热性。

Cd(Ⅱ)金属有机配位聚合物的合成表征研究

金属-有机配位聚合物是近年来配位化学和晶体工程学研究的焦点,其结构的多样性以及在气体吸附、催化、磁性、手性识别与分离、发光和生物学、非线性光学等方面潜在的应用价值引起了化学界的广泛关注。配位聚合物一般是指金属离子与小分子配体通过自组装过程形成的,具有周期性网络结构的金属有机骨架材料。金属-有机骨架晶体材料的制备以及配体的选择对结构性质具有重要影响,常见的合成方法有:蒸汽扩散法;高压釜法;溶剂缓慢挥发法;液相扩散法等。本课题以Cd金属作为中心离子,以5-(4-四氮唑基)-苯基间苯二甲酸为配体,使用高压釜法中的水热合成法,得到金属-有机配位聚合物。(简要描述两个化合物的结构)并将制备出来的晶体材料用X-射线粉末衍射、热重分析这些表征手段进行表征。

Φ1 150型聚氨酯片材内旋成型机设计

本设计采用solidworks三维辅助设计软件对成型机的零、部件进行设计,并且进行虚拟装配。机身结构采用角钢焊接而成,用来固定电机、保温壳和轴承座等传动及运行装置。成型机转筒通过变频调速电机通过V带传动驱动。通过三菱PLC来实现聚氨酯成型机的控制。采用FX-2N PLC实现主控制,通过FR-A740-5.5-CHT型的变频器实现电机调速,并通过AD模块对温度控制,通过显示触摸屏显示和监控系统运行,控制系统由变频器控制电机的转速来调节转筒的转速,根据转速不同,PLC频率输出给定变频器的运行频率,从而调节电机转速。

不饱和聚酯树脂促进剂乙酰丙酮的合成研究

乙酰丙酮(AA)作为一种中间体在医药化工领域中有着广泛的应用。我国主要用于磺胺二甲嘧啶,在欧美兽药和饲料添加剂行业中。在日本主要用于开发催化剂和助催化剂领域。以乙酰丙酮为试剂,测定水、白酒、空气等体系中甲醛的含量。乙酰丙酮是二齿配体螯合剂,可用作对绝大多数金属离子的分析试剂,稀有贵金属的萃取剂在工业生产和环境化学方面有重要意义。本文采用采用乙酰乙酸乙酯—醋酐法合成乙酰丙酮,用于不饱和聚酯树脂促进剂。以乙酰乙酸乙酯:醋酸酐(1:1.05~1.10)比例反应,加入相当于醋酸酐质量0.5%的氧化镁作为催化剂,控制反应温度130℃~140℃,反应15 h,抽滤,将滤液蒸馏,收集132℃~138℃馏分,收率达70%。希望通过对此工艺的研究,改变乙酰丙酮的生产途径,达到良好的经济效益与社会效益。