原位聚合法制备连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料的改性和性能

尼龙6(PA6)树脂具有优异的性能,其连续纤维复合材料在汽车、航空航天领域具有广泛应用。但是PA6树脂熔融后黏度较高,不易对连续纤维充分浸渍,并且连续纤维与PA6的复合材料界面黏附性较差,限制了其复合材料的性能和应用。针对这些问题,文中对连续玻璃纤维增强尼龙6(CGF/PA6)复合材料开展了研究。首先,采用阴离子开环聚合制备PA6,确定了其最佳制备工艺;其次,用硅烷偶联剂KH550(AP)对连续玻璃纤维(CGF)进行改性,并对其进行了红外光谱表征;最后,通过原位聚合法制备了CGF/PA6复合材料,研究了AP改性对CGF/PA6复合材料力学性能的影响,并对CGF/PA6复合材料的拉伸断口进行了扫描电镜分析。结果表明,AP被键合到了CGF表面,AP改性可以增强CGF/PA6复合材料的界面黏附性,从而使CGF/PA6复合材料的拉伸强度得到改善,当AP用量为2%时,CGF/PA6复合材料的拉伸强度高达88.52 MPa,此时,复合材料的断裂伸长率最低,为4.90%。CGF/PA6复合材料的冲击强度变化不大,均在50 k J/m2左右,说明复合材料的韧性受CGF表面改性影响较小。

二维层状材料MXene的制备及其在表面涂层的研究进展

阐述了MXene的组成和分类,详细描述了MXene的制备方法,分析了MXene化学结构对性能的影响,总结了其在传感器、水处理、金属防腐、电磁屏蔽等表面涂层领域的研究现状。最后对MXene材料的制备及其在表面涂层应用中的挑战和发展趋势做出展望,指出MXene的无毒或低毒刻蚀、高效插层剥离以及端基官能团调控等是MXene材料在制备环节未来发展的方向,而提升与其他材料的界面作用力则是MXene在应用领域亟需优化的设计难点。

连续碳纤维增强热塑性复合材料制备与应用研究进展

综述了国内外连续碳纤维增强热塑性复合材料(CCFRP)的制备和应用的研究进展,主要对CCFRP的界面改性方法、浸渍工艺和成型工艺进行了介绍,同时也介绍了其应用的状况,对CCFRP的发展前景进行了展望。

高性能聚酰亚胺复合材料的研究进展

综述了国内外高性能聚酰亚胺复合材料的研究进展,主要包括以双马来酰亚胺树脂、反应型聚酰亚胺(PMR型聚酰亚胺)树脂及乙炔基封端聚酰亚胺树脂作为基体材料的复合材料,也包括以聚酰亚胺纤维作为增强体的复合材料,针对结构与性能的关系以及材料的性能优化进行了介绍,并对聚酰亚胺复合材料的发展方向进行了展望。

高导热金刚石/铜复合材料的制备与界面调控研究进展

金刚石/铜复合材料理论上具有高热导率和低膨胀系数等优异的热学性能,在热管理领域具有广阔的应用前景。然而金刚石与铜的界面亲和性差,常压下即使熔融的铜也不能润湿金刚石,金刚石和铜的界面处通常存在热阻较大的空隙,导致金刚石/铜复合材料的实际热导率远低于理论值。改善金刚石/铜界面亲和性、提高其热导率通常从烧结方法和金刚石与铜的界面调控两方面入手。本文在烧结方法方面归纳了高温高压法、真空热压烧结法、放电等离子烧结法以及熔体浸渗法等金刚石/铜复合材料的制备技术;在金刚石与铜界面调控方面总结了铜基体合金化和金刚石表面金属化等技术,并提出了当前金刚石/铜复合材料在烧结及界面修饰研究中存在的问题,及其未来的发展趋势。

Fe掺杂宣纸基碳纤维材料的储锂性能

为了改善目前锂离子电池电极材料的成本高、环境污染等问题,本文提出了一种由植物纤维构成的宣纸直接烧结炭化并对其进行改性之后作为锂离子电池负极材料的方法。通过改变烧结温度和时间,探究宣纸的最佳炭化机制,之后通过简单的溶液法和烧结法掺杂入Fe对宣纸基碳纤维材料进行改性。并通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等分析手段对制备的材料进行了表征和对比,结果表明Fe成功均匀掺入到宣纸的原材料中。材料有很强的柔性可直接作为电极使用,结构均匀且稳定,并且在微观结构上,表面较之前呈现出了很多均匀的微孔。通过恒流充放电法分析了所制备宣纸材料作为锂离子电池负极的储锂性能。结果表明,在500mA/g电流密度下锂离子电池容量首圈可达到565.4mA·h/g,当电流密度高达2500mA/g时可逆容量仍然能够保持在124.7mA·h/g;在1000mA/g电流密度下可以保持稳定的长循环至1000圈。

元素掺杂生物质炭材料在电化学储能中的研究进展

在“双碳”目标的背景下,新型生物质炭材料的开发及其在电化学储能领域中的应用引起了人们广泛的关注。在各种优化生物质炭材料性能的方法中,元素掺杂能够解决比容量低、稳定性差的问题,为提高生物质炭材料电化学性能提供了一种简单、有效的方法和策略。本文从植物基、动物基和微生物基三方面介绍了元素掺杂生物质炭材料的来源,并根据掺杂元素的种数将元素掺杂生物质炭材料归纳为单元素掺杂和多元素共掺杂。回顾了元素掺杂生物质炭材料在超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等电化学储能器件中的应用,在此基础上分析了其化学组成和微观结构对电化学性能的影响。同时对其今后的发展和商业化前景做出展望,指出掺杂元素的种类和含量的调控、制备方法和工艺的优化、生物质自掺杂属性的激活仍是目前亟待解决的问题和未来的发展方向。

三维大骨架结构FeSe_(2)材料的制备及储锂机理研究

为了提高锂离子电池的比容量和延长其安全寿命,利用化学吹塑和烧结硒化法制备三维大骨架FeSe_(2)材料,并通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线能谱分析(EDS)等分析手段对制备的材料进行了表征。结果表明,FeSe_(2)材料呈现稳定的三维大骨架蜂窝状结构且元素分布均匀。以循环伏安法(CV)和恒流充放电法分析了所制备材料作为锂离子电池负极的储锂性能,结果表明,在100 mA/g电流密度下锂离子电池比容量第二圈可达到827.9 mAh/g;在500 mA/g电流密度下长循环1000圈后,比容量较第二圈增长了30.35%,电池表现出较高的比容量和更长的循环寿命。

非互易性手性发光材料研究进展

非互易性手性发光材料通过简单的正反面翻转即可快速实现对圆偏振光的手性可逆切换,因而在新型光电器件和高级光学防伪等领域具有广阔的应用前景.迄今为止,在圆偏振发射中观察到的非互易特性非常罕见,对这一特性的研究为可调控手性发光材料的设计、制备和应用提供了新思路和借鉴意义.本文主要以手性发光膜材料为研究对象,从手性有机染料薄膜、手性液晶薄膜、手性聚合物薄膜以及复合手性膜器件等材料体系介绍了非互易性手性的概念、科学机制和研究领域,并对非互易性手性发光材料面临的挑战和未来的重点研究方向进行了讨论.

聚酰亚胺/羟乙基纤维素复合纤维膜的制备及其电池性能研究

以羟乙基纤维素(HEC)作为聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜的功能改性材料,通过原位一体化增强改性技术制备了PI/HEC纳米纤维复合隔膜,通过HEC对PI纳米纤维进行均匀粘接包覆提升PI纤维膜强度,同时将HEC的极性官能团作为功能位点均匀分布在PI纳米纤维表面实现锂离子流的调控。研究表明,HEC的引入赋予PI/HEC隔膜优异的拉伸强度(58.65 MPa)、高浸润性(接触角14.31°),高离子电导率(1.63 mS/cm)及高离子迁移数(0.58);PI/HEC组装的电池在0.1 C表现出高放电容量(170.1 mAh/g),尤其在2 C下仍具有良好的放电容量(135 mAh/g),且在1 C循环100圈后的容量保持率达69.43%,库伦效率接近100%。此外,在1 mA/cm^(2)(1 mAh/cm^(2))条件下的锂沉积测试中,PI/HEC电池稳定循环600 h后过电位低于0.23 V,且密度泛函理论计算证实HEC对锂离子有更高的结合能,因而HEC的极性基团可通过调控锂离子实现锂枝晶的抑制。

自修复超疏水涂料在金属防腐应用中的研究进展

金属防腐是近年来金属材料的研究热点,将自修复超疏水涂料涂覆到金属材料表面,不仅能够有效降低金属腐蚀,而且能够赋予涂层自修复的能力。本文分析了自修复超疏水涂料的自修复机理,包括主动修复型和被动修复型,总结了近年来自修复超疏水涂料在金属防腐方面的应用进展,包括制备方法、作用机理等。提出了自修复超疏水涂料在金属防腐领域的大规模应用还需要进一步深入研究涂层的腐蚀防护机理,简化制备工艺,降低成本,提高涂层致密性以及修复速率。

增韧改性聚乳酸基生物降解材料研究进展

聚乳酸(PLA)具有良好的力学性能和生物降解性,对可持续发展和低碳环保具有重要意义。但是PLA脆性大、韧性差,限制其广泛使用。考虑到用石油基材料增韧PLA会降低其降解性,可采用对降解性无影响或可再生材料增韧PLA。文章综述了PLA基生物降解材料增韧改性方法的研究进展,主要从化学改性、物理改性和复合改性等角度进行介绍,概述了增韧方法的定义、国内外研究的优缺点以及改进方法,为生物降解PLA的增韧改性提供参考。指出开发绿色环保的改性方法、降低成本、寻找相容性好和可生物降解的单体是PLA基生物降解材料增韧改性未来研究方向。

聚合物基锂电池纳米纤维隔膜研究进展

综述了静电纺丝技术工作原理、影响条件及国内外运用该技术制备的锂电池用聚合物纳米纤维隔膜的发展现状,主要包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚磺酰胺(PSA)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)等聚合物纳米纤维隔膜,介绍了各种聚合物隔膜的特点和性能,并对静电纺丝法制备的隔膜的发展方向进行了展望。

低碳环保型育苗容器的研究进展

从容器育苗的必要性出发,分析了现有可降解育苗容器的材质、结构以及功能性,以期能够对相关研究提供参考。最后总结了环保型育苗容器目前存在的问题,并对其未来的发展趋势进行了展望。

耐热型聚合物锂离子电池隔膜的研究进展

综述了隔膜的性能要求以及国内外耐热型聚合物锂离子电池隔膜的发展现状,主要包括以聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰亚胺(PI)等聚合物隔膜,针对各种聚合物隔膜的特点与制备方法及其性能进行了介绍,并对聚合物隔膜的发展方向进行了展望。

铜基电极的改性及其在电解水制氢催化中的研究进展

金属铜(Cu)因电子电导率高、价格低廉和环境友好等优点,成为能源存储与转换领域的关键材料之一。然而,Cu因自身催化活性低和表面易腐蚀/氧化等,限制了其在电解水制氢领域的实际应用。通过对Cu进行改性,可优化电极表面对反应中间体的吸附和界面稳定性,显著提升催化性能。本文简要介绍了目前Cu基电极存在的问题,重点阐述了Cu基电极在单原子结构设计、Cu基复合材料、Cu合金化以及杂原子掺杂四方面的改性研究进展,并对析氢催化机理进行深入分析。结果表明,通过对Cu进行改性可以激活Cu位点、暴露更多活性面积和稳定界面,显著提高Cu基电极的催化活性和催化稳定性。未来,Cu催化电极的研究应注重更有效的材料改性方法,以便进一步提高其在催化反应中的应用价值。

顶空-气相色谱法测定桂利嗪原料中4种有机溶剂的研究

目的:建立顶空-气相色谱法,测定桂利嗪原料药中甲醇、乙醇、丙酮和异丙醇4种有机溶剂的含量。方法:选用CP9210-wax毛细管柱为色谱柱,程序升温,进样口温度为200℃,FID检测器温度为250℃,载气为高纯氮气,载气流速为2.0 mL/min,分流比为20:1,顶空加热温度为100℃,平衡时间为30 min。结果:4种有机溶剂在各自的质量浓度范围内与色谱峰面积线性关系良好,相关系数均不小于0.9995,方法检出限均不大于0.24μg/mL。测定结果的相对标准偏差不大于2.2%。样品加标回收率为88.9%~110.8%。结论:文中建立的顶空-气相色谱法操作简单,灵敏度高,结果准确,可用于桂利嗪原料中有机溶剂的测定,以有效控制桂利嗪原料的质量。

氢化丁腈橡胶在油田橡胶制品中的应用进展

橡胶作为一种重要的工业原料,由其制备的橡胶制品在石油勘探开采过程中起着密封、减震、缓冲等作用。传统的油田橡胶制品一般采用丁腈橡胶(NBR)作为基体材料,但它们已不能满足随钻井深度增加而造成的高温高压的苟刻使用要求。由NBR部分氢化得到的氢化丁腈橡胶(HNBR),既保留了NBR的耐油性,又提升了其耐高温性能、耐老化性能等,这些优势使得HNBR制品在油田领域的应用更加广泛。本文综述了近年来HNBR在闸板密封胶芯、封隔器胶筒、橡胶皮碗、空气包胶囊、微球橡胶极板等油田橡胶制品等方面的研究工作进展。

锂离子电池用多孔硅基负极的研究进展

硅(Si)因具有高的理论比容量(4200 mAh/g)、较低的工作电压平台[0.2~0.3 V(vs.Li/Li+)]以及丰富的储量,被认为是下一代负极材料的优上之选。然而,Si负极在实际应用中存在两个亟待解决的关键问题:首先,Si属于半导体,导电能力差;其次,Si负极在脱/嵌锂过程中存在巨大的体积变化,会导致活性物质脱落乃至粉化,并引发固体电解质膜的反复形成与界面电阻升高,对倍率和循环性能产生不利影响。Si基材料中的多孔结构可以很好地缓解巨大的体积变化,并为电子/离子的传输提供更多的通道。同时,高的比表面积也有利于电极和电解质之间的充分接触,提供更多的反应场所。本文从Si负极的失效机制出发,综述了多孔Si基负极的孔结构调控、表面包覆、合金化以及一体化结构对储锂性能的影响,并分析了不同多孔Si改性的容量衰减机理。最后,就未来多孔Si基负极在下一代锂离子电池应用领域所面临的挑战与发展前景进行了展望。

刺激响应性层层自组装薄膜的研究进展

层层自组装技术是一种典型的薄膜制备技术,通过物质交替沉积能够制备组成、结构和厚度可精确调控的多层膜。多种功能性物种能够作为构筑单元或通过其他方式被引入到多层膜中,极大地拓展了多层膜的应用前景。刺激响应性层层自组装薄膜是一种对外部刺激具有响应性的新型聚合物薄膜,它能够对外界环境刺激的变化作出响应,表现出独特的理化性质。本文介绍了层层自组装薄膜的成膜驱动力、刺激响应方式和应用领域,概述了近年来刺激响应性层层自组装薄膜的最新研究进展,并展望了其未来发展趋势。