玄武岩纤维隔热复合材料导热系数调控

目的 明确玄武岩纤维隔热复合材料导热系数的影响因素和规律,并制备出超低导热系数的玄武岩纤维隔热复合材料.方法 以超细玄武岩纤维针刺毡为增强体,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸/碱两步法和超临界干燥制备玄武岩纤维隔热复合材料,研究玄武岩纤维质量配比、玄武岩纤维针刺毡针刺密度、玄武岩纤维隔热复合材料名义厚度对玄武岩纤维...     

豆腐渣改性及可降解复合材料的制备研究

豆腐渣经脱脂后,用环氧氯丙烷进行醚化改性。以改性豆腐渣、聚乙烯醇(PVA)主要原料,以CaCO3为添加剂,制备改性豆腐渣/PVA复合材料。研究醚化反应条件、组分含量对复合材料吸水率和降解性能的影响。复合材料的吸水率随醚化程度的提高而降低。CaCO3对吸水性有较大影响。复合材料在土壤环境中能够降解,降解60d后失重率达到70%。     

KH550改性SiO2气凝胶及其掺杂对砂浆性能的研究

目的提高SiO_2气凝胶颗粒与砂浆的相容性,降低砂浆的导热系数。方法以质量分数为5%的KH550硅烷偶联剂为改性剂,先对SiO_2气凝胶颗粒进行表面改性,并以改性后的SiO_2气凝胶颗粒为替换骨料,采用等体积替换法制备SiO_2气凝胶砂浆,再用SEM、XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)和接触角测量仪对原材料性能和砂浆的微观形貌进行表征,并研究不同替换比例的SiO_2气凝胶颗粒对砂浆密度、力学性能、收缩性能以及导热系数等性能的影响。结果采用KH-550硅烷偶联剂对SiO_2气凝胶进行表面改性,改性后的SiO_2气凝胶能够稳定地镶嵌于砂浆中,与无机胶凝材料的结合较为紧密,填补了砂浆中的孔洞,使得砂浆内部结构更为均匀,形成较为稳定的复合体系;随着SiO_2气凝胶颗粒替换比例的增大,SiO_2气凝胶砂浆的密度、力学性能以及导热系数逐渐降低,收缩率逐渐变大,当替换率达到60%时,密度由最初的2014.1 kg/m3降至1231.4 kg/m3,28天抗压和抗折强度分别降至2.15 MPa和0.45 MPa、导热系数值从0.6039 W/(m·K)降至0.1524W/(m·K),自收缩率增大到2729×10-6。结论从使用性能、材料成本、以及保温性能等方面综合考虑,当替换比例为50%时,为最优体积掺量,此时,其密度、抗压和抗折强度、自收缩率以及导热系数分别为1387.1kg/m3,8.3 MPa和2.23 MPa,1928×10-6,0.2248 W/(m·K)。     

SiO2气凝胶砂浆性能的优化研究

目的研究Si O_2气凝胶颗粒体积替换比在30%前提下砂浆性能的优化,提高其保温性能和环境适应性。方法采用正交实验的方法,通过向砂浆中添加纤维、引气剂和胶粉来改善砂浆的保温性能,并对比研究各掺杂比例对砂浆密度、力学性能、吸水率,尤其是对砂浆导热系数的影响。结果当纤维、引气剂和胶粉的掺量(质量分数)分别为0.2%,0.05%和1%时,导热系数达到最低,λ=0.3177 W/(m·K),此时,砂浆的密度为1751.6 kg/m3,抗压强度和抗折强度分别为13.4 MPa和8.02MPa,吸水率为7.19%,导热系数为0.3177 W/(m·K)。结论通过添加纤维、引气剂和胶粉,砂浆的性能得到一定程度的改善,其密度在较小的范围内变化,抗折强度提高较大,导热系数在一定范围内降低。     

APP@MOFs核-壳结构型阻燃剂制备及其在环氧树脂中的应用研究北大核心CSCD

采用微胶囊改性技术,以高效阻燃剂聚磷酸铵(APP)为内核、多功能金属有机框架材料(ZIF-8)为外壳,合成了新型核-壳结构型阻燃剂(APP@ZIF-8),并将其用于环氧树脂(EP)中制备阻燃复合材料,通过一系列测试分析来表征APP@ZIF-8的结构特征、评估其耐水性能,并采用锥形量热仪法研究了EP复合材料的阻燃、抑烟减毒性能。结果表明：经ZIF-8的包裹实现了APP溶解度降低、耐水性能显著提升;掺入10 wt%的APP@ZIF-8后,EP复合材料的热释放速率峰值(pHRR)、烟气释放速率峰值(pSPR)和CO释放速率峰值(pCOP)较纯EP分别降低了61.3%、43.6%和60.5%,使EP复合材料的阻燃性能和抑烟减毒性能均得到提升,这主要得益于APP@ZIF-8在燃烧过程中促进了致密炭层的形成(残余炭量较纯EP提高了367.1%),抑制了可燃产物和毒性烟气的扩散,此项工作为环氧树脂的阻燃改性提供了一种新思路。     

改性氧化镁脱硫废渣协效阻燃环氧树脂的研究

在分析氧化镁烟气脱硫废渣(MDWR)成分的基础上,用清洁的合成方法对氧化镁烟气脱硫废渣进行了改性,制备了含有类水滑石(HTLcs)的改性废渣(MMDWR),用电感耦合等离子体(ICP)、元素分析(SEM-EDAX)、X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)、激光粒度测试仪(LLD)和BET测比表面等方法进行了表征.当m(MDWR)∶m(NaOH)∶m(Na2CO3)∶m(Al(OH)3)为40∶15:4:4时,制备的改性废渣的元素组成类似Mg-A1水滑石.合成滤液可完全回用.废渣经改性后粒径减小,粒径分布变窄,比表面积增大.将改性废渣用于协效阻燃环氧树脂,用热分析、氧指数测定等方法对改性废渣的阻燃、抑烟性能进行了评价.当膨胀型阻燃剂和改性废渣添加量分别为17％和3％时,环氧树脂的氧指数可达到30％.当废渣添加量为20％时,对环氧树脂具有良好的抑烟性能.改性废渣具有阻燃抑烟等综合性能,成本低,具有良好的应用前景.     

不同改性膨胀珍珠岩处理印染废水的试验研究

采用硫酸(H2SO4)和(或)十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对膨胀珍珠岩进行改性,制备了不同改性膨胀珍珠岩(H2SO4-EP、CTMAB-EP、H2SO4+CTMAB-EP),并研究了不同改性膨胀珍岩对实际印染废水色度和COD的去除效果。试验结果表明:4mol/L H2SO4+5%CTMAB复合改性膨胀珍珠岩对实际印染废水的处理效果最好,且当该复合改性膨胀珍珠岩的投加量为27g/L、pH值为8、反应时间为4h时,COD去除率达到95.5%,色度去除率达到80%。     

煤矿开采安全防护用聚氨酯注浆材料试验研究

聚氨酯注浆材料具有黏度适中、凝胶时间可控、耐磨、耐化学腐蚀和力学性能优异等特点,被广泛用于煤矿开采安全防护。但其导热、抗静电、阻燃等性能有待提高,存在较大的安全隐患,限制了聚氨酯注浆材料在煤矿井下的应用。石墨烯/聚苯胺纳米杂化物的加入对聚合物基复合材料导热、导电、阻燃等性能具有突出的增强效果,有望成为聚氨酯注浆复合材料性能改善的理想改性剂。利用原位化学氧化聚合法制备了石墨烯/聚苯胺(rGO/PANIf)纳米杂化物,通过FTIR、XRD、TEM、TG等分析方法对纳米填料的微观结构与形貌进行表征,并将rGO、PANIf、rGO/PANIf分别作为填料制备聚氨酯注浆复合材料,研究了不同填料及不同添加份量的纳米填料对改性聚氨酯注浆材料热稳定性、阻燃性能、导热性能和抗静电性能的影响。结果表明:rGO/PANIf杂化物的加入可以提高聚氨酯注浆复合材料的导热性能、抗静电性能、热稳定性和阻燃性能;与纯聚氨酯注浆材料相比,仅添加1wt%(质量分数)的rGO/PANIf杂化物,聚氨酯注浆复合材料的点燃时间延长了16 s, CO产生速率下降了25.6%;添加5wt%的rGO/PANIf杂化物,聚氨酯注浆复合材料的导热系数提高了19.4%,体积电阻由8.0×10~(13)Ω降低到3.1×10~(11)Ω,最大热解温度提高了25℃,热释放速率峰值、总热释放量、总烟气释放量分别降低了24%、18%、17.4%。     

PTFE复合材料吸附烟气中SO_2和Hg的实验研究

以煤质活性炭为原料、乙醇溶液为分散剂和PTFE(聚四氟乙烯)乳液为粘结剂制备了PTFE复合材料吸附剂,采用KI浸渍负载和HNO3浸渍氧化的方法对复合材料进行了改性以提高其对烟气中SO2和Hg的吸附性能。采用固定床吸附性能评价装置对复合材料的脱硫脱汞性能进行了评价,并对不同改性方法的可能吸附机理进行了分析。结果表明:复合材料的SO2吸附寿命延长了2倍,这可能是由于PTFE的疏水性能造成的。并且复合材料经两种方法改性处理后,脱硫脱汞能力均有了较大地提高,HNO3改性复合材料脱硫效果更好,单位SO2脱除量可增加25mg/g,而KI改性复合材料具有更好的脱汞效果,单位汞吸附量增大1.6倍左右。     

丁吡橡胶改性的丁苯橡胶/白炭黑复合材料结构及性能的研究

采用丁吡橡胶(VP)改性白炭黑,研究了VP变量对丁苯橡胶/白炭黑(SBR/silica)复合材料结构及性能的影响。结果表明:VP改性削弱了白炭黑表面自身的氢键作用,有利于填料在橡胶基体中的分散;硫化性能测试显示,适量VP的添加有明显的促硫作用;差示扫描量热分析(DSC)和动态热机械性能分析(DMA)显示,VP改性后复合材料的受限橡胶分子层数量减少,表现为弱化的橡胶-填料界面作用,进而导致材料的拉伸强度减小。