氧化铝纤维对纸基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用湿法成型工艺制备未添加氧化铝纤维和添加氧化铝纤维的两种复合纸基摩擦材料.借助材料表面性能综合测试仪和热重分析仪对制备的纸基摩擦材料的摩擦磨损性能和耐热性能进行检测和研究,采用扫描电镜对磨损表面进行观察分析,从而探究两种纸基摩擦材料在相同的载荷和同一转速下的摩擦磨损性能和耐热性能.结果表明:氧化铝纤维的添加对材料及摩擦磨损性能和耐热性能有显著影响.摩擦前期,材料的动摩擦系数波动性较大,摩擦后期,材料的动摩擦系数波动曲线呈平稳状态,且氧化铝纤维的添加增加了纸基摩擦材料运行的平稳性,降低了磨损率,并提高了纸基摩擦材料的耐热性能.

KH-550改性纳米二氧化钛对芳纶纳米薄膜抗紫外及力学性能的影响

通过二甲基亚砜/氢氧化钾(DMSO/KOH)体系溶解宏观对位芳纶纤维(AF)制备芳纶纳米纤维(ANF),研究KH-550改性后的纳米TiO_2对芳纶纳米薄膜抗紫外及力学性能的影响。利用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、拉力试验机、耐黄变试验机等仪器对ANF薄膜及添加改性纳米TiO_2的复合薄膜的表面形貌、化学组分、耐热性能、力学性能和抗紫外性能等进行表征。结果表明,当纳米粒子的质量分数为4%时,复合薄膜的力学性能达到最高,其拉伸强度为139.83 MPa,相比ANF薄膜提高了24.23%;此外,经紫外光照射后,复合薄膜(4%)的拉伸强度为149.92 MPa,相比照射前提高了7.22%。研究表明,添加改性纳米TiO_2后,该复合薄膜的抗紫外及力学性能都得到了较大改善。

单一/复合塑化剂制备热塑性淀粉材料研究

以玉米淀粉为原料,用甘油、甲酰胺和复合塑化剂对其进行塑化改性,通过小型密炼机制备热塑性淀粉材料(TPS),探讨了塑化剂种类对淀粉塑化程度和TPS性能的影响规律.利用FT-IR、XRD和SEM对塑化效果进行了表征,并对TPS的力学性能和吸水性能进行了测试.结果表明,在单一/复合塑化剂最优塑化比例的前提下,塑化效果能力的强弱为:甲酰胺>复合塑化剂>甘油;当淀粉与甲酰胺的比例为10∶4.5时,淀粉的塑化效果最好,耐回生性好,制备的TPS力学性能较好,吸水率较低.

聚酰亚胺材料界面活化及化学接枝研究进展

聚酰亚胺是人工合成的特种化学材料,具有高强、高模、耐高温、绝缘、阻燃等优异特性,被广泛用于航空航天、轨道交通、电气绝缘、高温过滤、特种防护等领域。然而,聚酰亚胺材料存在的界面活性低、化学惰性、表面光滑、疏水等问题,致使其与基体复合时分散性差、结合弱,限制了其发展。文中综述了聚酰亚胺材料界面活化的主要方法,在此基础上介绍了聚酰亚胺材料界面活性基团、接枝材料种类,探讨了现有聚酰亚胺材料界面活化及化学接枝策略的优缺点。最后,对聚酰亚胺材料未来的改性方向提出了展望。

高导热氮化硼/芳纶沉析复合薄膜的制备及性能

利用多巴胺(DA)的氧化自聚合特性,对六方氮化硼(h-BN)进行表面修饰,并以多巴胺改性后的氮化硼(h-BN@PDA)为导热填料,对基体芳纶沉析纤维(AF)进行填充,通过真空辅助抽滤法制备多巴胺改性氮化硼/芳纶沉析(h-BN@PDA/AF)复合薄膜,并对其微观形貌、表面官能团、导热性能、绝缘性能及力学性能进行研究.结果表明,聚多巴胺(PDA)包覆在h-BN表面,并引入活性基团,与AF纤维产生氢键,改善了两者的界面结合,显著提高了复合薄膜导热性能及绝缘性能.当h-BN@PDA含量为70%时,h-BN@PDA/AF复合薄膜的导热系数为1.36 W/(m·K),与纯芳纶沉析薄膜相比,导热系数的增幅约为697.65%,体积电阻率为5.96×10^14Ω·m,拉伸模量高达287.19 MPa.

半干法制备磷酸酯化纤维的工艺研究

以棉浆纤维为原料,以混合磷酸盐Na_2HPO_4/NaH_2PO_4为酯化剂,在尿素的催化作用下采用半干法制备出了高取代度磷酸酯化纤维,并考察了磷酸盐用量、反应温度、时间、pH等因素对磷酸酯化纤维取代度及反应效率的影响.结果表明:当磷酸盐用量为20%、反应温度120℃、反应时间2h、pH 6.0、尿素用量4%时,磷酸酯化纤维的取代度为0.066,此时纤维的反应效率为42.7%,纤维被破坏程度最大.

甘油和偶氮二甲酰胺塑化热塑性淀粉基泡沫材料的制备及其性能研究

与传统石油基泡沫材料相比,淀粉基泡沫材料具备可降解、可再生、绿色无污染等优点,目前大部分的淀粉基泡沫材料普遍存在力学性能较差、泡孔分布不均匀、膨胀率及回弹率低等问题.在本研究中,以玉米淀粉为原料进行了塑化改性,得到糊状淀粉,利用冷冻置换的方法制备得到淀粉基泡沫材料,可解决淀粉泡沫材料吸水坍塌的缺点.优化制备工艺后,发现在塑化剂最佳添加量下,复合塑化剂的效果明显优于单一塑化剂,当塑化剂的含量为1.5%,偶氮二甲酰胺(Azodicarbonamide,AC)与甘油的比例为1∶1时,其塑化效果最好.所得的淀粉基复合泡沫材料,提高了淀粉的弹性与分布均匀性,对淀粉在泡沫材料的应用拓展了思路.

响应面法优化芳纶纤维表面原位合成纳米SiO_2粒径工艺的研究

采用响应面法中的Box-Behnken中心组合设计(BBD),研究了对位芳纶短切纤维表面原位生长纳米SiO_2粒径尺寸的最佳工艺条件,并考察了无水乙醇(以g表示)、纯水、氨水、TEOS四个因素对生长的纳米SiO_2粒径尺寸的影响,建立了相关的数学回归模型.实验结果表明:各因素对纳米SiO_2粒径影响的显著性顺序为纯水(B)>乙醇(A)>氨水(C)>TEOS(D);优化后的最佳工艺参数为:乙醇276.42 g,纯水43.2 g,氨水18.75 g,TEOS为62.5 g,得到纳米SiO_2粒径尺寸为294.8 nm,此时纤维表面的纳米SiO_2生长良好,致密均一,与模型的预测值基本相符.

高荧光MSA-CdTe QDs的制备工艺优化及其在防伪中的应用

量子点(QDs)作为典型的无机荧光纳米材料,在光电器件、新型发光材料以及生物医学等领域具有广阔的应用前景.本研究选用稳定的亚碲酸钠作为Te源、氯化镉为Cd源,并以硼氢化钠为还原剂,采用简便的一锅法水相合成巯基丁二酸(MSA)稳定的CdTe QDs.探讨了反应前驱体溶液的pH、Cd/Te的摩尔比、Te/BH_(4)^(-)的摩尔比等反应条件对CdTe QDs发光性能的影响.通过荧光发射光谱和紫外可见光谱(UV-vis)对不同条件下合成的CdTe QDs的光学性能进行了对比分析.结果表明,当前驱体溶液pH值为6,Cd/Te的摩尔比为1/0.2,Te/BH_(4)^(-)的摩尔比为1/26.5时制备的CdTe QDs的荧光性能最优异.此外,以纳米晶体纤维素(CNC)为载体,以MSA-CdTe QDs为荧光客体制备出了CNC/CdTe QDs荧光纳米复合膜,不同的薄膜在紫外光激发下呈现高饱和度的绿色、黄色、橙色以及红色荧光,与在自然光下的颜色形成明显的对比,且其制备成本低、低毒性以及制备方法简单,有望作为新型绿色激光防伪标签在防伪领域应用.

静电纺聚合物基空气过滤材料的制备及其应用研究进展

静电纺聚合物基空气过滤材料由于其原料来源广泛,制备工艺简单,纤维直径及结构可控等优点,在改善环境污染和增强人体健康防护方面具有重要的意义.本综述从静电纺聚合物基空气过滤材料的过滤机制和制备方法出发,结合国内外最新研究进展,对其耐高温、可降解、自清洁、单向渗透、吸附及抗菌等不同功能进行了系统地归纳总结.最后,对静电纺聚合物基空气过滤材料在不同过滤领域的潜在优势和未来发展方向进行了展望.

生物质褶皱微球的制备及其在超级电容器中的应用

本文利用纤维素纳米晶体(CNC)和淀粉(Starch)间氢键作用,CNC和壳聚糖(Chitosan)自组装作用,通过喷雾干燥制备生物质褶皱微球并探究其在超级电容器中的应用.结果表明:当CNC和Starch、Chitosan质量浓度比分别为10∶7和5∶5时可以制备出中空半球形褶皱颗粒和规则球形褶皱颗粒,其颗粒直径分别在5μm和3.5μm左右.在经过800℃碳化2 h后仍能保持原有形貌结构,没有发生结构的塌陷和破环.EDS分析表明,CNC-Starch碳化后只含有C、O元素,而CNC-Chitosan含有C、N、O元素,杂原子(N)掺杂可以提高活性物质的浸润性和导电性.在0.5 A/g电流密度下CNC-Starch和CNC-Chitosan分别具有89 F/g和126 F/g的比电容.得益于CNC-Chitosan规则的球形褶皱结构和自身N元素自掺杂,CNC-Chitosan具有更好的电化学性能.

纤维浓度对聚酰亚胺/芳纶纤维复合海绵隔热吸音性能的影响

以聚酰亚胺短切纤维和间位芳纶沉析纤维为原料,采用泡沫成形技术制备了聚酰亚胺/芳纶纤维复合海绵,研究了纤维浓度对泡沫浆料特性及复合海绵结构与性能的影响.结果表明,提高纤维成形浓度会降低起泡速率和空气含量,但可有效提高纤维复合海绵的力学强度与吸音系数;当纤维浓度为2 wt%时,复合海绵拥有最佳的导热系数,为39.5 mW/m·K,当纤维浓度增大至5 wt%时,复合海绵的降噪系数由0.38提升至0.63.

壳聚糖/纳米银制备抗菌纸及其抗菌效果研究

将纳米银和壳聚糖混合后作为抗菌剂,并采用浆内添加和表面涂布两种方法制备抗菌纸,分析壳聚糖与纳米银添加量对抗菌纸抗菌性能的影响。通过抑菌环实验来检测抗菌纸的抗菌性能;用环境扫描电子显微镜与激光显微拉曼成像光谱仪对抗菌实验后的大肠杆菌进行表征。结果表明,表面涂布壳聚糖/纳米银混合抗菌剂时,抗菌纸的抗菌性能最好,当壳聚糖添加量(相对绝干浆)为10.0%、纳米银添加量(相对于绝干浆)为0.68%时,抑菌环直径可达到25.1mm。

纤维素与废轮胎微波共热解规律及产物特性

采用热重分析仪(TG)、微波共热解实验装置、红外分析仪(FTIR)以及气质联用仪(GC-MS)考察了纤维素与废轮胎微波共热解过程变化规律及产物生成特性.研究表明,不同共混比例[有效氢碳比(H/Ceff)为0.2,0.4,0.6]下热失重残炭率均低于理论值,微波共热解产物热解油产率相比理论值分别提高了4.7%,6.4%和6.0%,说明纤维素与废轮胎共热解过程存在协同效应,有利于液体产物热解油的生成.废轮胎微波热解油中检测到了79.5%的多环芳烃(PAHs),由于纤维素的加入氧自由基的作用使得热解油中PAHs完全消失,转化为高附加值的含氧有机物,热解油品质得到提高.

银系金属有机框架物与纤维素纤维复合抗菌材料的制备及性能研究

采用原位合成法制备银系金属有机框架物与纤维素纤维(Ag-MOFs@CFs)复合抗菌材料。通过扫描电镜能谱仪(SEM-EDX)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)等对复合抗菌材料的形貌及结构进行表征分析。结果表明,采用原位合成法可成功将Ag-MOFs负载在纤维表面,其中Ag-MOFs为长3.0~9.0μm,宽0.3~1.1μm的棒状晶须,Ag-MOFs中的Ag^+与纤维表面羟基可发生静电吸附作用,强化两者界面结合。抗菌测定结果表明,合成的Ag-MOFs@CFs复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌性,且通过电感耦合等离子体质仪(ICPAES)检测结果进一步证明Ag-MOFs具有缓慢释放Ag^+的作用,从而实现持久抗菌的效果。

基于钙盐添加剂的碱木质素热裂解规律研究

采用热重法(TG)和热解气质联用法(Py-GC/MS)考察了碱木质素在氯化钙、氢氧化钙、甲酸钙、乙酸钙等钙盐浸渍预处理后的热裂解失重特性及产物生成规律.TG结果表明,添加钙盐后,碱木质素热失重速率加快,热裂解残炭率均减小,热裂解效率得到提高.Py-GC/MS结果表明,酚类化合物是碱木质素热裂解的主要产物,氯化钙、氢氧化钙、甲酸钙、乙酸钙添加使得产物中香草醛的相对含量由0.70%分别增加到了11.75%、8.26%、7.62%、9.85%.甲酸钙有助于促进热裂解中间产物脱甲氧基生成苯酚.甲酸钙和乙酸钙均促进碱木质素热裂解生成芳香烃类化合物.

云母粒径对芳纶云母纸基绝缘材料性能的影响

以两种不同产地云母为原料,分别对其粒径、形貌、化学结构、结晶性能、热稳定性等表征分析,并制备出芳纶云母纸,研究云母粒径对纸张力学性能及绝缘性能的影响.结果表明,不同产地云母原料及其粒径对芳纶云母纸的性能具有较大影响,云母鳞片物相较纯,结晶度高,径厚比较大,剥片完整,有利于提高芳纶云母纸力学性能及绝缘性能,而不同粒径云母粉相较于云母鳞片来说其纯度较低,剥片程度低,碎片化严重,会降低芳纶云母纸性能.此外,随着粒径的降低,云母层片状结构受破坏进而产生细碎化,块状细颗粒增多,填充在纤维间阻碍芳纶纤维间的结合,导致芳纶云母纸力学性能及绝缘性能的下降.

膨润土在传统领域及抗菌材料中的应用研究进展

膨润土因其独特的性质,在传统领域中已具有广泛的应用.近年来,随着科技的发展和研究方法的不断完善,膨润土在抗菌领域的应用亦越来越广泛.天然膨润土并没有抑菌和杀菌的作用,但将其它具有抑菌和杀菌作用的阳离子交换至膨润土层间,就因此而具有了抗菌的功效.本文重点阐述了膨润土在抗菌领域的应用.膨润土可以作为抗菌剂载体、复合材料填料,以及通过阳离子交换法,而应用在涂料、抗菌剂、包装和控释剂等方面,由此赋予了材料更好的力学性能、吸附性能和抗菌性能.最后,文章对膨润土的未来研究和发展情况进行了展望.

复合涂层改善对位芳纶纸亲水性能的研究

利用一种多巴胺(DA)/正硅酸乙酯(TEOS)复合涂层,通过沉积的方法改善对位芳纶纸的表面惰性,提高其亲水性能.采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)观察其表观形貌,发现处理后的纸页表面变得更加粗糙,且表面有细小颗粒的生成,之后利用能谱仪(EDS)、热重分析仪(TGA)对纸页的元素分布及热稳定性进行表征和分析,进一步证明复合涂层的成功涂覆.最后经过动态吸收接触角测量发现,其接触角由未处理时的96.80°变为39.98°,亲水性能显著提高.

纤维素酶预处理对纤维素-Ag复合抗菌材料制备的影响

采用原位还原法,以竹浆纤维为基体,纤维素为还原剂,在纤维素纤维表面还原银离子得到纤维素-Ag复合抗菌材料.通过纤维素酶预处理提高纤维素的还原性,以期更多的Ag+被还原在纤维表面.使用偏振塞曼原子吸收光谱检测纤维素纤维中Ag含量,采用抑菌圈法评价复合材料的抗菌性能.结果表明:利用纤维素酶预处理对于提高纤维素的还原性有一定的效果,纤维素酶用量50u/g,温度50℃,pH5左右时,纤维素还原银离子的效果最佳,纤维素-Ag复合抗菌材料纤维表面银负载量最高,抗菌性最优.