低表面能涂层材料降低海洋生物污损的研究

用浸没法和微量量热法测量了聚四氟乙烯和有机硅氧烷涂层等材料上水的润湿性,计算出涂层表面能色散分量和极性分量,考察这些材料在青岛、厦门海域中的防污性,得出表面能低的色散分量可以延迟藤壶的附着发育过程;有机硅氧烷表面与水高的相互作用力,使表面吸斥盐分,形成淡水液膜,减小了海藻和玻璃海鞘的附着。     

微/纳米颗粒表面能测定方法适用性研究

采用静态液滴法、柱毛细法、板毛细法3种方法,分别测定了水、正己烷、甲酰胺、二碘甲烷4种液体与TiO_2(40 nm)、TiO_2(100 nm)、Al_2O_3(200 nm)、高岭土(200~400nm)、Fe_2O_3(400~600 nm)、SiO_2(20μm)6种粒径微/纳米颗粒之间的接触角,确定了适用于不同颗粒粒径的接触角测定方法.在此基础之上,利用Young-Dupré方程计算了各微/纳米颗粒的表面能及各分项.结果表明:粒径较小的颗粒(如200 nm)接触角的测定适合使用静态液滴法,而粒径较大的颗粒(如600 nm)接触角的测定适合使用柱毛细法.粒径大小适中时(如200~600 nm),静态液滴法和柱毛细法都适用,测定结果差别普遍较小(≤11°),但二碘甲烷与Fe_2O_3(400~600 nm)之间的接触角利用不同方法测定结果相差可达14°.静态液滴法操作方便,但由于粗糙度的影响需要对接触角测定值进行修正.板毛细法测定接触角时,液体容易挥发,不易得到准确测量结果,不推荐使用.对全部6种测定的微/纳米颗粒,表面能的计算结果相差不大.表面能的3个分项中,范德华分量(γLW)与路易斯碱分量(γ-)的贡献最大,路易斯酸分量(γ+)的贡献很小,主要是因为在微/纳米颗粒-液体界面中,电子受体的反应活性较低.     

有机硅憎水改性珍珠岩复合保温材料的制备及性能研究

利用有机硅憎水剂对珍珠岩进行憎水改性处理,并将改性后的珍珠岩分别与聚乙烯醇(PVA)、脲醛树脂(UF)以及三聚氰胺脲醛树脂(MUF)进行填充复配制得三种复合材料,采用标准试验方法测定了三种憎水改性复合材料的密度、燃烧性能、烟密度、氧指数、导热系数等相关特性参数,考察了不同配比下的材料的导热性能和燃烧性能。结果表明,改性处理后珍珠岩复合材料的阻燃性能均有效增强,且表现出一定的协同效应。采用PVA的复合材料密度最低,为185.8kg/m~3;导热系数最低,为0.046w/m·k;烟密度仅10%;受热分解慢。而采用UF和MUF时其复合材料均表现出良好的阻燃特性,MUF复合材料氧指数达到了52.5%。     

新型棉纤维吸附剂的制备及性能研究

以棉纤维为基体,利用高锰酸钾和硫酸作为引发剂,将丙烯酰胺聚合后接枝到棉纤维中葡萄糖单元的羟基上,采用四因素三水平正交试验法对接枝聚合反应进行了优化,并且利用霍夫曼降级反应对改性棉纤维进行稳定处理.在不同条件下,研究了改性棉纤维对Cr6 的吸附性能及解吸再生后的吸附性能.结果表明,在最佳实验条件下制备的棉纤维吸附剂对Cr6 的吸附率可达86%,且经过5次解吸再生后,其吸附率仍可达到80%以上.该棉纤维吸附剂不仅制备方法简单,而且解吸操作方便,可应用于污水中Cr6 的处理.     

轻质Cf/SiOC复合材料表面抗氧化涂层烧蚀性能的研究

目的提高轻质碳纤维增强SiOC(C_f/SiOC)多孔陶瓷复合材料的抗烧蚀性能。方法用TaSi_2、MoSi_2为高温抗氧化组分,SiB_6为烧结助剂,硼硅酸玻璃为粘结剂,采用浆料法在C_f/SiOC复合材料表面制备多层梯度化抗氧化涂层。用氧乙炔考核带涂层复合材料的抗氧化及抗烧蚀性能,并通过扫描电子显微镜对烧蚀后的形貌进行分析。结果采用硼硅酸玻璃能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,有效地提升涂层的阻氧能力,同时能够降低涂层与基体材料之间的热失配。通过浆料法能够获得梯度化的抗氧化涂层,即涂层由靠近基体部分的多孔层逐渐过渡至最外层的致密层。在氧乙炔考核烧蚀实验下,涂层表现出优良的抗烧蚀性能,并且随着表面烧蚀温度的不同,表现出不同的烧蚀行为。在1660℃下烧蚀后,线烧蚀率及质量烧蚀率分别为0.03μm/s,2.96×10-8g/(mm2·s),随着烧蚀温度增加至1760℃,线烧蚀率及质量烧蚀率增加至0.06μm/s,1.03×10-7g/(mm2·s)。带涂层的复合材料烧蚀后,涂层表面没有裂纹,但都出现了大量的孔洞,其主要原因是硼硅酸玻璃的挥发,基体材料并没有发生明显的氧化,涂层表现出优良的抗氧化、阻氧能力。结论硼硅酸玻璃的引入能够在较低的温度下获得表面致密的涂层,提升涂层的阻氧能力。制备的多组分抗氧化烧蚀涂层,可以有效地提高C_f/SiOC复合材料的抗烧蚀能力。     

新型动态膜预涂剂交联聚乙烯醇微球的制备及表征

提出用乳液聚合法制备交联聚乙烯醇(PVA)微球,使其吸附在膜表面实现膜的改性.通过聚乙烯醇(PVA)与戊二醛(GA)的乳化交联试验制备PVA微球粉末,并考察了W/O型乳状液内相的浓度、内外相体积比、乳化剂的性质和含量对形成稳定乳状液的影响.结果表明,当内相PVA水溶液浓度为2.7%、内外相体积比为40∶60、交联剂司盘-80的浓度为1.30 g/dL时,乳状液的稳定性好,形成的交联PVA微球满足需要.在乳化剂浓度足够的前提下,提高乳化机转速,制备的微球的粒径减小.随着理论交联度的提高,微球粒径有变小的趋势,而对Zeta电位影响不大.对制备的微球进行接触角、SEM和FTIR表征,考察了微球的亲水性、表面形态和交联反应对微球官能团的影响.     

复杂箱体类构件表面多功能涂层技术研究及应用

目的 解决某产品箱体等复杂构件耐磨、减摩、抗烧蚀、残渣难清理引起的腐蚀等问题。方法 开展协合涂层工艺研究及应用试验验证,通过扫描电镜观察(SEM)、成分能谱分析(EDS)及厚度、硬度、附着强度(热震法)、中性盐雾试验、球盘式摩擦磨损试验等对涂层进行性能测试。结果 该涂层厚度均匀可控,与基体结合力强,在300~500 ℃共5个热震循环后,结合力未受影响。硬度高,超过800HV1.0,与铬镀层相当。耐磨性及耐腐蚀性好,6 000次摩擦磨损试验后,无明显磨痕,中性盐雾1 200 h为评级为8级。通过涂层制备工艺对高频淬火部位性能影响研究分析,摸清了涂层制备对高频淬火部位的影响规律。通过箱体等复杂零件试生产,解决了涂层“发花”及“气馕袋”等制备问题。结论 经多轮产品试验验证,该涂层完全能满足产品使用要求。     

YSZ-W复合涂层的制备及抗烧蚀性能研究

目的在TC4表面制备均匀致密的YSZ-20%(体积分数)W(ZW2)复合涂层,以提高其抗烧蚀性能,并对其在超音速燃流中的烧蚀响应机制进行初步探究。方法以8YSZ和W粉为原料,采用喷雾干燥-真空烧结工艺制备喷涂用ZW2复合粉末,利用大气等离子喷涂技术(APS)制备ZW2复合涂层,采用超音速火焰冲刷法(SCF)测试涂层的抗烧蚀性能。结果在1500℃的真空环境下烧结2 h后,ZW2复合粉末原始颗粒之间的结合方式由PVA交联结合转变为冶金结合,烧结粉末的松装密度和流动性较造粒粉末分别提升632.3%和39.8%。APS制备的ZW2涂层的孔隙率为9.5%±0.8%,经SCF考核5 s后,500μm厚的ZW2涂层可以使TC4钛合金基体免于烧蚀,仅在ZW2涂层表面形成了厚度约为30μm的ZrO2-WO3疏松顶层。结论利用APS工艺可以制备均匀致密的ZW2复合涂层,真空烧结处理提高了ZW2复合粉末的APS工艺适应性。ZW2涂层有效地提高了TC4的抗烧蚀性能,烧蚀过程中低熔点WO3的形成缓解了烧蚀过程中涂层内部的热应力,从而避免了涂层提前剥落失效。     

Cf/SiC 复合材料表面 HfO2涂层的制备及其抗热冲击性能研究

目的研究等离子喷涂条件下Cf/SiC复合材料表面HfO_2涂层的物相、显微组织及其抗热冲击性能。方法通过水热合成和喷雾造粒制备出HfO_2粉体,并利用等离子喷涂在Cf/SiC复合材料表面制备HfO_2涂层,研究涂层的物相、显微组织和抗热冲击性能。结果水热合成的纳米HfO_2为单斜相结构,颗粒的平均粒径为10~15nm;等离子喷涂制备的HfO_2涂层组织中存在微裂纹和孔隙,涂层为单斜相结构,且经1350℃热处理后涂层的相结构未发生改变。等离子喷涂的HfO_2涂层与Cf/SiC复合材料基体结合良好,未观察到涂层、基体间界面分离的现象。经1350℃、50周次的空冷热冲击试验后,涂层未发生破坏失效;在1350℃水冷热冲击条件下,热循环20次时涂层表面出现剥落,27次时脱落面积50%。结论通过等离子喷涂制备的HfO_2涂层与Cf/SiC复合材料基体结合良好,涂层能够抵御1350℃空冷、50周次热冲击,且未发生破坏失效,涂层的1350℃水冷热循环寿命达27次。     

聚硅氯化铝PASC的制备及混凝效果研究

采用共聚法制备出不同c(OH)/c(Al)和c(Si)/c(Al)的聚硅氯化铝(PASC)混凝剂,并对其进行了铝形态表征.讨论了c(OH)/c(Al)与c(Si)/c(Al)对铝形态分布的影响.比较了不同聚合时间、聚合酸碱条件下PASC的稳定性.通过混凝实验确定了最佳c(Si)/c(Al)为1:7,最佳投加量质量浓度为80 mg/L,并就混凝效果与PAC进行了对比.结果表明PASC要优于PAC.     

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。     

梯度化环氧涂层的制备与结构研究

目的提高环氧涂层的耐候性能,简化多层涂层体系的施工工艺。方法以氨基官能团硅树脂和聚酰胺为固化剂,共同固化环氧树脂,利用硅树脂中聚硅氧烷链段的表面迁移特性,制备得到一种聚硅氧烷/环氧梯度化层,探讨制备过程中硅树脂的用量和所用溶剂对涂层组成和结构的影响规律,采用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、水接触角等方法对涂层结构进行表征。结果选用氨基官能团硅树脂与聚酰胺质量配比为2:8、二甲苯和正丁醇质量配比为1:1作为溶剂,得到的复合涂层表面富集聚硅氧烷链,同时底面含大量聚酰胺链段,具有链段分布的梯度化的结构。该梯度化清漆涂层经960 h盐雾老化后,无起泡、开裂、锈蚀等现象发生,具有优良防腐性能;经960 h人工加速紫外老化,失光率与色差仅为1%和8.9%,耐候性能优于常规环氧涂层。结论通过氨基官能团硅树脂和聚酰胺共固化,使环氧涂层表面富集聚硅氧烷链段,形成梯度化结构,具有耐候、防腐一体化的功能。     

低钙粉煤灰活化制备防水涂料的试验研究

粉煤灰是燃煤电厂排放的粉状固体废弃物,已带来诸多的生态、环境问题。文章以攀枝花电厂低钙粉煤灰为原料,通过对其改性、化学激发制备具有较好防水效果、高掺量、高附加值的水泥基粉煤灰防水涂料。研究了粉煤灰改性、化学激发,以及同时改性与化学激发三种状况下所形成的粉煤灰防水涂料产品性能。研究了硫酸盐、硅酸盐两种化学激发剂体系下粉煤灰防水涂料性能。通过微观XRD、SEM分析,研究了粉煤灰的活化效果。结果表明:粉煤灰经表面改性后,改善了涂料的和易性,抗渗压力比原灰提高67%,比化学激发灰提高了25%。粉煤灰经同时表面改性与化学激发后抗渗能力比原灰提高了127%。硫酸盐激发体系活化效果好于硅酸盐体系。经硫酸盐体系活化的粉煤灰防水涂料15d的抗压强度、抗折强度、抗渗压力,以及渗透压力比均高于GB18445-2001标准28d值。     

适用于DOT4制动液环境丙烯酸氨基烤漆的制备与性能研究

目的提高丙烯酸氨基烤漆的耐DOT4制动液性能,并保留其良好的耐冲击性能。方法通过制备高酸价的丙烯酸树脂并与一定量的高分子量的环氧树脂(E20)共混改性后,与氨基树脂混合加热固化制备涂层,分别采用DOT4制动液高温浸泡法、划格法和冲击试验测涂层的耐制动液、附着力和耐冲击性能。结果成功制备了酸价为60 mg KOH/g与固含量为60%高酸价丙烯酸树脂。当高酸价丙烯酸树脂以质量比为3:1的比例与氨基树脂混合并加入4%的E20时制备的涂层具有优异的综合性能,涂层的附着力为0级,耐冲击性能为50 kg·cm,在100℃的DOT4制动液中浸泡7 h后,涂层不脱落,不起泡。结论该方法适用于提高丙烯酸氨基烤漆的耐DOT4制动液性能。     

低能耗组合工艺处理小城镇污水的中试研究

开发中小城镇适用的简易高效污水处理成套技术,解决城镇污水处理厂的三高问题,这对于污染严重、资源短缺、经济尚不够发达的我国,在一段时期内具有重要意义。在城市污水处理厂建立了改进型膨胀颗粒污泥床(EGSB)+接触氧化组合中试工艺处理城市污水,在组合工艺停留时间为8h时,出水COD、氨氮、SS都能够达到城市污水二级排放标准。水力停留时间对组合工艺出水中的氨氮、SS去除效果影响明显,随着水力停留时间的提高,出水中的氨氮、SS下降。当处理量为1000t/d时,对该组合工艺的能耗进行了计算,吨水能耗为0.13元,为传统城镇污水处理吨水能耗的55%左右。     

螯合树脂富集——原子荧光法测定地面水中的痕量汞

经对数种不同功能团螯合树脂的研究，优选出了对尔吸附效率高，解脱速度快的Ｈ－１Ｓ８型螯合树脂，并对树脂装填柱的形态及体积大小进行了研究。经脂交换与洗脱条件及原子荧光谱测试条件进行了优化实验。实验结果，方法的检出限为０．００２μｇ／Ｌ，测定地面水水样汞的平均浓度为０．００９μｇ／Ｌ；精密度实验的相对标准偏差为５．５％，回收率为９６－１０１％     

具有不同粒径和相同表面结构纳米银颗粒的制备及表征

具有不同粒径相同表面结构AgNPs（nano-silver,纳米银）的可控合成是开展AgNPs毒性研究和风险评估的基础,也是材料制备领域的难点之一.采取化学还原的方法,使用AgNO₃（硝酸银）作为反应前体,使用TSC（trisodium citrate,柠檬酸三钠）和NaBH₄（sodium borohydride,硼氢化钠）作为稳定剂及还原剂,通过优化剂量比和反应条件等合成参数,一步式原位反应生成不同粒径的AgNPs.利用TEM（透射电子显微镜）、UV-Vis（紫外可见分光光谱）、ICP-MS（电感耦合等离子体质谱）、FT-IR（傅里叶转换红外光谱）和DLS（动态光散射）等技术综合表征了合成纳米颗粒的形貌和结构性质.结果表明:①TEM结果显示,3种AgNPs均为球形且粒径分别为12、25和33 nm.②UV-Vis表征结果显示,所得产物在391~408 nm之间有较强吸收,说明合成产物为AgNPs.③利用ICP-MS测试样品中未反应的ρ（Ag+）,得出该制备方法具有高产率（>99%）.④DLS结果证实了合成的AgNPs在水溶液中带负电荷且具有较窄的粒度分布.⑤FT-IR结果显示,所制备的AgNPs表面结构一致,具有碳碳双键、酯基、羧基和羟基等官能团,在材料制备的过程中,溶液的初始配比、反应时间及环境条件都会对反应结果产生很大影响.研究显示,通过化学还原方法制备的AgNPs具有方法简便、重现性好、产率高和单分散性的特点,所制备的系列AgNPs颗粒表面结构一致,具有良好的化学稳定性.      

新型水生植物对微污染地表水的净化试验研究

利用一种新型水生植物伊乐藻净化微污染地表水,通过对其生长特点及栽培后净化效果的试验研究,结果表明这种新型水生植物对水体中的氮、磷及有机质具有显著净化作用,由劣V类水可以提高到Ⅲ类水质,磷的去除率达85.6%,高锰酸钾指数去除率达52.1%,不存在二次污染.此伊乐藻在养殖业和小规模流动差的水处理及饮用水净化领域具有实际推广应用价值.     

处理化肥厂造气废水新型催化剂的研究

利用合成的氧化还原树脂进行了实际废水的处理 ,取得了良好的效果 ,开辟了废水处理的一条新途径。