钛酸钾晶须研究现状及发展前景

介绍了钛酸钾晶须的分类、结构、特性,比较了钛酸钾晶须不同制备方法的优缺点,综述了钛酸钾晶须在塑料增强材料、摩擦材料、高温隔热材料等方面的应用,以及钛酸钾晶须的研究方向及发展前景．     

六钛酸钾晶须对摩擦材料的影响及磨损机制

主要研究添加六钛酸钾晶须的摩擦材料的摩擦磨损性能和表面磨损机制。试样中摩擦性能调节剂和改性酚醛树脂等其他材料的含量不变，仅改变六钛酸钾晶须和空间填料硫酸钡的含量，采用JF-645T型热压机压制试样。将制得的试样进行衰退和恢复、剪切强度和硬度等性能测试，场发射扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）和能谱仪（energy dispersive spectrometer, EDS）分析材料摩擦表面形貌以及成分。研究发现：六钛酸钾晶须能显著提高材料的摩擦因数（μ）、抗高温衰退性和耐磨性；当材料表面初始凸台被破坏后，适量的六钛酸钾晶须附着于芳纶纤维表面能团聚磨粒和磨屑并促进二次凸台的形成；团聚作用是六钛酸钾晶须在摩擦材料中起到优异性能的根本原因；过量的六钛酸钾晶须（质量分数≥16%）会在混料中直接结团，结团体在接触面剪切力作用下会被轻易拉出表面，增大磨损率。     

钛酸钾晶须的研究及应用

钛酸钾晶须具有十分优良的力学性能和物理性能,用钛酸钾晶须增强的复合材料是具有高性能的新型复合材料。在此综述了钛酸钾晶须的特性、合成方法和表面处理技术,重点介绍了钛酸钾晶须的应用及尚待解决的问题。     

钛酸钾晶须增强聚醚砜复合材料的制备及正交试验

利用正交试验方法,通过物理共混、模压成型工艺,制备了聚醚砜耐磨材料,通过方差分析对材料的耐磨性能进行了研究.研究结果表明,钛酸钾晶须的加入能够明显改善复合材料的摩擦磨损性能,其改善程度同晶须的质量分数相关;当钛酸钾晶须的质量分数约为20 wt%时,聚醚砜复合材料的摩擦系数及磨损率最低.     

SiCp/Al复合材料制动盘用树脂基摩擦材料研究

为了选择适合于SiCp／Al复合材料制动盘的树脂基摩擦材料增强纤维，采用MG-2000摩擦磨损试验机研究了钢／钢纤维、Kevlar纤维／钛酸钾晶须以及碳纤维3种增强体系摩擦材料的摩擦磨损性能．结果表明，钢／铜纤维增强摩擦材料具有最高的摩擦因数和适当的磨损率，因此钢／铜纤维适合作为SiCp／Al复合材料制动盘用摩擦材料的增强纤维．摩擦表面的SEM形貌显示，钢／铜纤维摩擦材料的摩擦表面主要由铜纤维涂抹形成的大块不连续的摩擦膜组成；Kevlar纤维／钛酸钾晶须摩擦材料的摩擦膜细密而又连续；碳纤维摩擦材料表面没有形成致密的摩擦膜．     

钛酸钾晶须增强聚苯醚复合材料摩擦学性能

采用熔融共混-传递模压成型方法制备了不同含量钛酸钾晶须（PTW）填充聚苯醚（PPO）共混物，在立式万能磨损试验机上进行摩擦磨损试验，利用扫描电镜观察了磨损表面以探讨材料的磨损机理．研究结果表明，经钛酸钾晶须填充的PPO共混物磨损量有所降低，但摩擦系数随PTW含量增加呈上升趋势，其最佳添加量为10（wt．）％左右．PPO...     

增强材料的微观结构对环氧胶粘剂性能的影响

分别采用具有不同微观结构的增强材料纳米二氧化硅(nano-SiO2,零维)、钛酸钾晶须(PTW,一维)和纳米有机蒙脱土(OMMT,二维)增强增韧改性环氧树脂胶粘剂,对比研究了3类增强材料对环氧胶粘剂的粘接强度、表观粘度、浇铸体冲击韧性和耐热性能的影响.结果表明:当分别加入2%,6%和6%(w/w)的nano-SiO2,PTW和OMMT时,胶粘剂的综合力学性能和耐热性有显著增加;当添加量分别为2%时,胶液(A组分)表观粘度明显下降.3种增强材料的改性效果为:OMMTPTWnano-SiO2.     

从含钛电炉熔分渣制备纳米结构六钛酸钾晶须

研究了一种通过水热碱法—酸液回流—煅烧,从含钛电炉熔分渣中分离提取、制备纳米结构六钛酸钾晶须材料的新方法.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、X射线荧光光谱等表征手段,详细探讨了煅烧过程中钛钾摩尔比、煅烧温度、保温时间和水浸对最终产物物相和微观形貌的影响.含钛电炉熔分渣在水热温度为200℃,水热反应时间为24 h,碱液浓度达12 mol·L-1时,经酸液回流后所得偏钛酸呈一维单晶纳米棒状结构.随着钛钾摩尔比从1.50增加至1.75,煅烧温度从800℃升高到1100℃,保温时间从0.5h延长至7h,制备得到的六钛酸钾晶须的纯度、结晶性及长径比逐渐提高.当钛钾摩尔比为1.75,煅烧温度为1100℃,保温5 h,水浸2 h后可制备得到尺寸均一的六钛酸钾纳米晶须.     

晶须改性氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的研究

为了改善氰酸酯树脂基复合材料的层间性能,研究了不同类型晶须材料,即硼酸铝晶须、钛酸钾晶须和硫酸钙晶须对氰酸酯树脂的增韧改性作用,并探讨了硼酸铝晶须对氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料的力学性能和耐湿热性的影响.研究结果表明:3种晶须材料均可显著提高氰酸酯树脂的弯曲强度和冲击强度,硼酸铝晶须改性效果最佳;硼酸铝晶须添加到氰酸酯树脂/玻璃纤维布复合材料中,复合材料的层间剪切强度和弯曲性能大幅增强,耐湿热性能明显提高.SEM分析表明:晶须在材料破坏过程中,能起到"锚钉"和阻止微裂纹扩展的作用,是氰酸酯树脂的韧性以及复合材料的层间剪切强度得到改善的主要原因.     

钛酸钾晶须增强尼龙66时的偶联与造粒

从实用角度考察了钛酸钾晶须用于增强尼龙66时晶须的偶联处理、造粒等对复合体系性能的影响。研究表明，硅烷偶联剂KH560对钛酸钾晶须－尼龙66体系偶联效果较好，最佳偶联剂用量为晶须的0.8%～1.0%(质量分数)，相当于偶联剂在晶须表面以4分子层覆盖。湿法偶联效果较干法与迁移法好，但过程较繁，适宜于在晶须造粒时同时完成湿法偶联。造粒晶须对尼龙66的增强效果优于非造粒晶须，且加工中易于操作，避免了晶须使用时的粉尘飞扬。     

钛酸钾晶须－橡胶－尼龙66体系的力学性能

考察了钛酸钾晶须－马来酸酐接枝三元乙丙橡胶－尼龙66体系的力学性能，探讨了晶须对改性橡胶－尼龙体系的增强作用以及改性橡胶对晶须－尼龙体系的增韧作用。研究表明，晶须对橡胶－尼龙体系的增强效果在橡胶含量少时较明显，体系中改性橡胶含量越多，其冲击强度随体系中晶须含量增加下降的幅度越大，而弯曲与拉伸强度随晶须含量增加上升的幅度越小。改性橡胶对晶须－尼龙体系也具有一定的增韧作用。     

四钛酸钾晶须的制备及吸附特性研究

以钛酸丁酯和硝酸钾为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了K2Ti4O9晶须.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面及孔径分布分析仪对试样进行了表征.结果表明,产物形貌为条带状,长径比大致为14∶1;所得K2Ti4O9晶须与氮气之间有弱的气-固相互作用,晶须之间交错堆积形成了介孔结构,比表面积为48.62m2·g-1.     

晶须表面改性及其填充聚醚醚酮摩擦学行为

利用溶胶-凝胶(sol-gel)、氟表面活性剂(FSO)和钛酸酯偶联剂(NDZ-102)等对钛酸钾晶须(PTW)进行了表面改性,对比了改性后水接触角的变化,考察了干摩擦条件下PTW改性对聚醚醚酮(PEEK)复合材料摩擦磨损性能的影响. 利用SEM和光学显微镜观察了磨损面和对偶面转移膜形貌,并分析了其磨损机理. 实验结果表明:改性后PTW的水接触角均有不同程度的提高,FSO改性得最高;改性后PEEK复合材料的摩擦因数均降低,在各载荷下FSO和溶胶-凝胶改性PTW后PEEK复合材料耐磨性明显优于未改性的,300 N载荷下较未改性的分别提高2.64和2.11倍;但是NDZ-102改性却降低了复合材料的耐磨性.     

钛酸钾晶须表面处理及对聚烯烃增强

为改善聚烯烃(PO)体系强度,对钛酸钾晶须(K2Ti6O13,PTW)进行表面无机包硅处理。并比较了硅烷偶联剂改性前后晶须对PO增强性能的改变．实验结果表明，包硅处理后经硅烷偶联剂KH-570表面改性的PTW能与PO基体更好地相容，达到较好的增强效果。在添加量10%的情况下，PO体系的冲击强度略有下降,但拉伸强度提高40％．     

碳酸钙晶须填充改性聚丙烯的性能研究

作为高分子材料的新型填充剂,碳酸钙晶须具有强度高、价格低廉、热稳定性好等优点,将其填充于高分子材料中,不仅能保留高分子材料的主要特性,还能通过晶须的增强、增韧等优势改善材料的性能,降低材料的成本。采用NDZ-102钛酸酯偶联剂对碳酸钙晶须进行表面处理,然后将处理后的碳酸钙晶须填充到聚丙烯中,分别研究了NDZ-102钛酸酯偶联剂的用量以及碳酸钙晶须的填充量对复合材料的力学性能的影响。结果表明:在NDZ-102钛酸酯偶联剂用量为1.25%,碳酸钙晶须的填充量为10%时,复合材料表现出了良好的力学性能,拉伸应力和弯曲应力分别为20.1和37.4 MPa。     

盐泥制备硫酸钙晶须工艺研究

以盐泥和硫酸为原料,采用常压酸化法制备硫酸钙晶须。考察反应温度、反应时间、搅拌速度、原料配比等因素对硫酸钙晶须的影响。通过实验得出优化工艺条件为:反应温度80℃,反应时间30min,搅拌速度150 r/min,原料配比(盐泥、硫酸、水的质量比)1∶1.84∶2。在该条件下,晶须产率为33.28%,晶须平均长径比为85,白度为68.4%,硫酸钙纯度达到92.75%。     

蛤蜊壳粉在有机陶瓷型摩擦材料中的应用研究

以酚醛树脂为基体，氧化镁为固化剂，针状硅灰石为纤维增强体，蛤蜊壳粉、锆英石、重晶石、钛酸钾片晶为填料，石墨为固体润滑剂，蛭石为降噪剂，设计了含蛤蜊壳粉的陶瓷型有机摩擦材料配方。用蔡斯（Chase）摩擦试验机测定了摩擦材料的摩擦性能，用可拓评价法分析了蛤蜊壳粉对摩擦系数和磨损率的影响。实验结果表明，蛤蜊壳粉可以在摩擦材料中应用。