一种船舶自修复防腐涂料的制备与表征

以脲醛树脂为囊壁、复合环氧树脂为囊芯,采用原位聚合法成功合成了脲醛树脂包覆环氧树脂体系微胶囊。采用扫描电子显微镜观察微胶囊的表面形貌,测量微胶囊的壁厚;利用红外光谱分析判定微胶囊壁材是否形成,芯材是否被完整包覆。结果表明,应用一步原位聚合法可以制备包覆完整、均匀分散、含有特殊芯材的微胶囊。合成的微胶囊形状基本呈球形,粒径分布均匀,平均粒径约为100μm;胶囊表面粗糙致密,粗糙表面主要是由纳米微胶囊沉积而成。微胶囊表面粗糙度的增加有利于增加微胶囊与基体的接触面积,改善微胶囊与基体的界面粘结力,从而提高自修复材料的修复效率。     

新型低表面能涂层制备及紫外光照射研究

以自制氟硅聚合物为芯材,脲醛树脂为壁材,通过原位聚合法制备一种微胶囊.将其添加到涂料中制备出长效低表面能涂层.涂层的表面能低,与水接触角可达120°.涂层经紫外线照射400h后,其接触角下降不明显,表面能几乎不发生变化.     

过硫酸盐微胶囊缓释材料合成及其性能研究

针对高砷地下水原位修复中氧化还原环境控制的难点,通过原位聚合法制备了聚吡咯包裹过硫酸钾的微胶囊样品,实现了氧化药剂的缓慢释放,完全释放时间最高能达到14h。采用X射线粉末多晶衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对所制备的微胶囊样品进行了表征,利用电导率仪(DDS)检测微胶囊样品中过硫酸盐在水中的释放情况,研究了微胶囊样品的结构、表面形貌以及对氧化剂的释放性能。试验结果表明:微胶囊样品的XRD图谱显示该材料中含有过硫酸钾;微胶囊样品的电镜图显示成功地合成了均匀的且粒径在500～600nm的微胶囊;微胶囊样品的能谱图显示聚合物成功地将过硫酸钾进行了包裹;通过检测电导率,随着丙三醇在体系中浓度的降低,过硫酸钾的释放速率减慢,但是当丙三醇浓度降到一定值,过硫酸钾会无法释放。试验结果证明已成功制备出能缓慢释放氧化剂过硫酸钾的微胶囊缓释材料,并有望运用于高砷地下水的修复中。     

氟醚橡胶在不同介质下的热老化行为与机理研究

目的 对氟醚橡胶FM-2D在空气与飞马Ⅱ号润滑油中的热老化行为与机理进行研究。方法 开展氟醚橡胶高温贮存试验,在热氧、热油的介质环境下,研究氟醚橡胶的力学性能退化规律。试验后对样品的拉伸性能、压缩性能以及硬度进行检测,并且利用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜以及X射线电子能谱对试验后样品进行检测。结果 通过热老化试验,发现氟醚橡胶在200℃以下能够长期维持较好的力学性能。试验温度在200℃以上,氟醚橡胶的力学性能出现明显退化趋势,并且在热空气与热油中的老化趋势不同。在220℃的热空气老化31 d后,氟醚橡胶的拉伸强度下降27.0%,断裂伸长率增大89.8%,压缩应力松弛率为34.6%,硬度下降8.7%。在220℃的热油老化31 d后,氟醚橡胶的拉伸强度下降85.9%,断裂伸长率下降83.9%,压缩应力松弛率为-17.5%,硬度上升4.2%。结论 在热空气老化过程中,橡胶分子链受热氧影响发生断裂,使其强度下降;在热油老化过程中,油介质和高温的耦合作用使橡胶的交联网络失效,橡胶发硬变脆。     

PI纤维在空间带电粒子辐照下的力学性能损伤

目的研究聚酰亚胺(PI)纤维在电子辐照、质子辐照、应力耦合质子辐照条件下力学性能的损伤行为。方法采用中国科学院长春应用化学研究所自主合成并纺丝制备的聚酰亚胺纤维,在空间环境模拟设备辐照的条件下,研究空间带电粒子对聚酰亚胺纤维辐照后的力学损伤行为,并通过XQ-1型纤维强度仪对辐照前后的样品进行拉伸试验。结果在低能电子辐照条件下,聚酰亚胺纤维的拉伸强度、模量和断裂伸长率均有所降低,但变化不太显著;高能电子辐照会提高材料的模量;质子辐照后,材料的拉伸强度和断裂伸长率随着辐照注量的增加明显降低;单一施加5%的应变会使聚酰亚胺纤维的拉伸力学性能有一定量下降。与单一应变样品相比,应力耦合质子辐照样品的拉伸强度和断裂伸长率进一步下降,但是与单一质子辐照样品相比,应力耦合辐照样品的拉伸强度和断裂伸长率都更高。结论无论是在低能电子辐照条件下,还是在高能电子辐照条件下,电子辐照对聚酰亚胺纤维力学性能影响均较微弱,而质子辐照会较大程度地降低材料的力学性能,增加应力耦合效应之后,质子辐照对材料的力学性能影响减弱。     

不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢力学组织性能的影响

采用拉伸性能测试、金相观察、SEM和EDS等方法研究了不同热处理工艺对Fe-30Mn-3Si-4AlTWIP钢微观组织、拉伸力学性能及断口形貌的影响,并采用X射线衍射仪测定材料的物相组成。结果表明,冷却速度越快,TWIP钢的延伸率和强度越高;热处理后其室温组织为含有退火孪晶的单一奥氏体,冷却速度越小,奥氏体晶粒和退火孪晶的尺寸越大。拉伸时发生典型的延性断裂,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使材料的塑性提高。     

星用热缩套管力学性能钴源辐照效应研究

目的研究星用热缩套管的力学性能(断裂伸长率和拉伸强度)在空间辐射环境中的退化情况。方法利用钴源放射的γ射线模拟地球轨道粒子辐照环境,通过表面形貌分析、辐解气体分析、X射线光电子能谱分析、红外光谱分析等多种手段分析热缩套管力学性能退化的原因。结果辐照后热缩套管颜色变深,力学参数出现严重退化现象。在最大辐照剂量下,材料断裂伸长率由414.3%下降为0.06%,拉伸强度由17.43 MPa下降为2.15 MPa,热缩套管原有力学性能几乎完全丧失。结论热缩套管主链出现断链现象,生成可挥发的CO2,CH4等气体,从而导致样品力学性能严重退化。     

内交联型淀粉改性水性聚氨酯固沙剂的制备

文章以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚氧化丙烯二醇(PPG)为基本原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水化改性单体、三羟甲基丙烷(TMP)为扩链剂通过预聚体法制备了淀粉改性水性聚氨酯环保型固沙剂,研究了淀粉用量对固沙剂乳液及其所成胶膜性能的影响。研究结果表明:在扩链聚合时加入可溶性淀粉,可以得到稳定的聚氨酯乳液;随着可溶性淀粉用量的增加,乳液的粘度增加,粒径呈增大趋势,胶膜拉伸强度减小;动态热力学分析显示胶膜储能模量E’随着淀粉含量的增加而减小,而玻璃化转变温度升高;保水实验显示保水效果随淀粉含量的增加而提高。当可溶性淀粉与纯聚氨酯的质量比为10%时,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为16.7 MPa和662%,而应用此配比固沙液的沙土在测试条件下10 h的失水率仅为55.7%,达到固沙剂保水性和胶膜力学性能之间较好的平衡。     

酸性介质对橡胶材料在盐雾环境下老化行为的影响研究

目的研究SO_2、稀硫酸两种酸性介质对橡胶材料在盐雾环境下老化行为的影响。方法以乙丙橡胶、丁腈橡胶为试验对象,分别以SO_2、稀硫酸为酸性介质,开展"SO2-盐雾"、"稀硫酸-盐雾"试验,利用宏观形貌观察、拉伸性能测试方法,结合扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱技术,分析两种酸性介质对橡胶材料老化过程的影响。结果乙丙橡胶在"SO2-盐雾"复合环境中暴露48 h后,表面由紫色变为淡蓝色;暴露12d后,表面出现密集的脱落坑和长条状的粉化带,亚甲基含量略微降低,第三单体中,残余双键特征吸收峰消失。丁腈橡胶在"SO2-盐雾"环境中暴露12d后,橡胶断裂拉伸强度保留率降低至75%,聚合物中的酰胺键、亚甲基含量显著降低。结论"SO2-盐雾"复合试验对橡胶材料的侵蚀作用更加剧烈,丁腈橡胶暴露12 d后的断裂拉伸强度损失率比在"稀硫酸-盐雾"环境下高出14.39%。SO_2气体加速了橡胶中填充剂颗粒的析出、脱落过程,造成橡胶表面出现变色、脱落等缺陷,导致橡胶材料的拉伸性能降低。     

高温高压高含CO2环境下两种氟橡胶密封可靠性评价

目的 研究两种氟橡胶O型圈在总压为25 MPa,CO2体积分数为5%,温度为120 ℃,液相介质Cl^?质量浓度为7000 mg/L的高温高压高含CO2工况下的密封可靠性。方法 通过高温高压釜模拟井下实际工况,采用自研橡胶O型圈密封装置实现试样的承压状态,以物理性能、腐蚀形貌和抗渗透性能为考察指标,对两种氟橡胶O型圈的耐蚀性能和密封性能进行测试评价。结果 氟硅橡胶O型圈在承压状态下腐蚀后,拉伸强度由18.1 MPa下降为13.4 MPa,拉断伸长率由172.8%下降为151.9%。AFLAS橡胶O型圈在承压状态下腐蚀后,拉伸强度由21 MPa下降为14.6 MPa,拉断伸长率由277%下降为212.3%,硬度从84HA下降为75.5HA,表面破损严重。两种橡胶O型圈抗渗透性能随压差增大、温度上升而减弱。结论 承压状态下,两种橡胶O型圈性能衰减程度低于自由状态,氟硅橡胶O型圈在承压状态下表现出更好的密封可靠性。     

典型非金属材料海洋环境适应性技术研究

目的研究海洋环境对典型非金属腐蚀的影响。方法首先编制加速腐蚀试验环境谱进行腐蚀试验,以及自然暴晒试验,最后对试验进行数据分析。结果丁晴橡胶、硅橡胶、有机玻璃及密封胶在经过热冲击、盐雾、紫外暴晒、紫外-周浸和万宁站暴晒试验之后,其断裂强度、屈服强度和断裂伸长率等力学性能虽然都有一定程度降低,但是其力学性能的保持率仍然达到85%。这表明丁晴橡胶、硅橡胶、有机玻璃及密封胶总体上是耐蚀的。结论丁晴橡胶和密封胶的耐腐蚀性强于硅橡胶和有机玻璃。     

高效降噪隔声材料的设计、研制与性能

根据声学原理．设计了制作新型隔声材料的方法，以及据此制成以PVC和橡胶的共混物作为基料．掺入其它成份的功能性复合材料。测试表明．该材料具有良好的隔声性能，1mm厚的薄片试样．在100～1600Hz范围内隔声性能达13～37dB：材料的力学性能．满足隔声材料的机械力学要求：材料还具有柔软，质轻与良好的可加工性。     

木质素基吸附材料的制备及其吸附性能研究

以木质素磺酸盐为原料,利用反相悬浮聚合技术,成功制备木质素基吸附材料,并研究了交联剂用量、分散剂用量、聚合温度、聚合时间及体系酸度等对悬浮聚合反应及其阳离子染料亚甲基蓝吸附性能的影响。实验结果表明,所制备的吸附材料对亚甲基蓝有较快的吸附速度和较高的吸附量,当木质素吸附材料对亚甲基蓝的吸附量达到17.71mg/g后,吸附趋向饱和,温度保持在30℃左右有较高的吸附量。     

海洋环境对直升机基础产品腐蚀行为影响研究

目的 研究螺栓、卡箍等直升机基础产品在海洋大气环境下腐蚀和力学性能随时间的变化规律,采用结构模拟连接件,验证直升机防护体系对基础产品的防护效果。方法 通过将螺栓、卡箍和连接件在外场暴露不同时间,在此期间定期对试验件表面状态和力学性能进行测试,分析海洋环境对直升机基础差的影响和机上防护方法的可靠性。结果 经过2a腐蚀后,螺栓表面发生了明显的腐蚀,但是腐蚀深度不大,抗拉强度维持在18.3 MPa,剪切强度从27.99 MPa下降到26.52 MPa。卡箍发生了腐蚀,橡胶材料老化严重,推出力降低80%,基本丧失锁紧性能。有涂层保护的典型连接件,表面厚度为66 mm,色差为0.3,光泽度变化1%,各项参数与未暴露时相比变化不大。结论 在海洋大气环境下,螺栓、卡箍等在未采取防护措施的情况下不建议使用,机上采用的防护措施有效,可对基体起到很好的保护作用。     

用预先热处理的材料加工长杆高强度双头螺柱

用预先热处理的材料生产长杆高强度双头螺柱新工艺 ,消除了长杆的热处理变形 ,降低了机械性能的不稳定性 ,提高了产品质量及螺纹联接的可靠性。     

废胶粉与聚氨酯聚苯乙烯互穿聚合物网络

对废胶粉进行了裂解气相色谱、红外光谱、热重分析,并且制备了共轭三组分聚氨酯/聚苯乙烯/废胶粉半互穿聚合物网络(PU/PS/SRP-IPN),并进行了力学性能测试。结果表明:在废胶粉中含有天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶,其中天然橡胶含量较高,顺丁橡胶和丁苯橡胶含量较低,三种胶的含量比为天然橡胶:顺丁橡胶:丁苯橡胶为12:6.2:1;胶粉含胶率为49.61%,炭黑含量为18.89%,无机填料含量为21.01%。当聚苯乙烯含量为40%时,体系的扯断伸长率与拉伸强度都出现最大值,随着聚苯乙烯在体系中所占比例增大,硬度与永久变形逐渐增大。差示扫描量热仪测定的玻璃化转变温度和扫描电镜分析结果表明作为公共组分的聚苯乙烯与废胶粉及聚氨酯发生了互穿缠结,整个材料性能得以提高。