自修复微胶囊型环氧树脂复合材料的制备及其性能

以脲醛树脂为壁材,E-51环氧树脂为芯材,利用原位聚合法制备了自修复环氧树脂微胶囊.采用扫描电镜观察了微胶囊形貌,金相显微镜测量了微胶囊的粒径大小及分布,傅里叶变换红外光谱仪表征了微胶囊化学结构,综合热分析仪分析了微胶囊热稳定性.将E-51微胶囊与潜伏性固化剂邻苯二甲酸酐植入到E-44环氧树脂基体中,制备了自修复微胶囊型环氧树脂复合材料,利用简支梁冲击试验机测试了试样冲击强度和自修复效率.结果表明:制备的微胶囊呈规则球体,囊芯质量分数高,热稳定性好;微胶囊的植入使得环氧树脂复合材料的冲击断面形貌从平整形态向针状斑纹形态转变.当自修复环氧树脂复合材料中微胶囊和潜伏性固化剂的质量分数分别为8.0%和3.0%时,自修复效率达到81.5%.     

聚氨酯/ 羧甲基壳聚糖/壳聚糖) n 复合涂层血液相容性

在心血管支架表面构建仿生细胞外基质结构的涂层是提高支架生物相容性的有效方法.结合静电纺丝及静电自组装技术,在316L医用不锈钢基底上制备出网状聚氨酯/(羧甲基壳聚糖/壳聚糖)n复合涂层.血小板黏附实验表明,对于网状聚氨酯涂层,血小板较易黏附在直径小于1μm的纤维上,在直径大于1μm的纤维上几乎无血小板黏附;而聚氨酯/(羧甲基壳聚糖/壳聚糖)n复合涂层的血小板黏附数量明显下降,血液相容性得到改善.     

金属基橡塑模具抗黏附表面制备的研究进展

如何降低橡塑模具与制品间的黏附力、构建具有抗黏附性能的表面是橡塑模具行业的发展重点和主要任务之一。对近年来国内外关于模具抗黏附性能研究的相关情况进行了综合评述,从表面粗糙度、表面功能层和表面微观结构等角度阐述了模具抗黏附表面制备的发展历程。重点讨论了激光/等离子体刻蚀法、阳极氧化法、电化学沉积法、化学/电化学腐蚀法、物理/化学沉积法、模板法、复合法等抗黏附表面制备的方法,同时对当前金属基体上制备抗黏附表面所面临的问题进行了分析,提出了未来该领域的研究方向和发展前景。     

木材表面SiO2/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜的构建

【目的】为获得具有良好机械耐磨性的超疏水木材,构建了木材表面SiO₂/环氧树脂/氟硅烷复合超疏水膜。【方法】采用两步法在木材表面构建有机/无机复合超疏水涂层,在木材基底预置透明环氧树脂底层以覆盖木材表面天然微沟槽结构,然后构建SiO₂/环氧树脂/氟硅烷(FAS)复合超疏水薄膜。采用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜以及傅里叶红外光谱仪对超疏水涂层的微观形貌和化学组成进行表征,并测试其疏水、疏油和机械耐磨性能。【结果】木材表面复合超疏水涂层具有精细的微/纳米二元粗糙结构,该结构协同低表面能物质FAS,使木材表面不仅具有良好的超疏水性能(水静态接触角为153°,滚动角低于4°),而且疏油(乙二醇接触角为146°,滚动角低于11°); 经砂纸多次磨擦后木材表面水接触角和滚动角基本不变,超疏水性能保持稳定,超疏水涂层的微纳米结构及疏水物质依然保留,表现出良好的机械耐磨性。【结论】有机/无机复合超疏水涂层体系中,环氧树脂由于黏结作用使得SiO₂纳米粒子与木材基底形成牢固的结合,从而赋予涂层良好的机械稳定性。     

涂层法制备超疏水表面及在油水分离中的应用

采用涂层法,以含硅聚四氟乙烯为成膜物质,以疏水纳米SiO2为填料,成功制备出含有微/纳米复合结构的超疏水表面.系统研究了疏水纳米SiO2和低表面能物质的含量与涂层表面水接触角的关系.采用接触角测量仪和扫描电子显微镜(SEM)分别对涂层的水接触角和表面形貌进行表征,根据国家标准分别对涂层厚度、硬度和结合力进行测试.在最佳制备条件下,该超疏水涂层水接触角153.5°,涂层厚度22μm,涂层硬度4H,结合力1级.该超疏水涂层具有自清洁及良好的油水分离性能.     

密胺树脂包覆甲基丙烯酸正丁酯微胶囊的制备

以甲基丙烯酸正丁酯（BMA）为囊芯,密胺树脂为高分子囊壁材料,采用原位聚合法制备具有自修复功能的微胶囊.利用激光粒径分布仪、光学显微镜、微机差热天平和傅里叶变换红外光谱仪分别研究了微胶囊的粒径分布、表面形态、热性能和化学结构.讨论了乳化剂用量、搅拌速度以及芯材与壁材的投料质量比对微胶囊制备工艺的影响.结果表明：所得微胶...     

自固化载硒纳米微球/磷酸钙复合骨修复材料的制备及性能

研究制备具有促修复、抗肿瘤的可注射缓释硒纳米微球复合磷酸钙骨水泥材料.采用乳化交联法制备Na_2SeO_3/CS缓释硒纳米微球,将微球与磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备Na_2SeO_3/CS/CPC骨修复系统,对该系统的固化时间、力学强度、缓释硒及降解性能、形貌、晶相构成进行测定和表征分析,并对其体外细胞活性进行研究.结果表明:相对于纯的CPC,当掺入Na_2SeO_3/CS纳米微球的量为4%时,复合CPC的注射性良好,固化时间5.75～11.5 min,固化强度提高,微观结构显示CPC均匀地包裹在壳聚糖微球表面并形成了针片状HA晶体,微球的添加对复合CPC材料的晶相组分无显著影响,缓释硒效应良好,有效缓释达22 d,降解性优于纯CPC,形成了蜂窝状完善的网状三维立体多孔结构,利于组织细胞和血管及神经的黏附长入.体外细胞实验表明,复合CPC对人乳腺癌细胞MCF-7及MG-63人骨肉瘤细胞增生的抑制作用显著,且对两株细胞增生的抑制性差异不显著.本研究为非承骨微创、缺陷修复及骨肿瘤的术后恢复、防止复发和转移的预防和治疗提供一种新思路,同时为拓展功能元素硒的合理应用奠定实验基础.     

羟基磷灰石／二氧化钛生物复合涂层的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶工艺在经过微弧氧化预处理的钛基体表面制备HA/TiO2生物复合涂层,观察了涂层的表面及截面微观形貌,测定涂层的表面成分和涂基结合力,并且进行了体外溶解性实验.结果表明:涂层表面涂覆均匀,无明显裂纹;涂层截面层次清晰,涂基结合力较高,可以达到40N左右;涂层在模拟体液中有较好抗体液溶解性和生物相容性,可以提高材料的植入寿命,是一种理想的生物涂层材料.     

改性环氧树脂超疏水涂层的制备与研究

为简化超疏水涂层的制备过程,提高耐磨性,以端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)、微/纳米二氧化硅分2步改性双酚A型环氧树脂,涂层的固化过程采用紫外光固化技术,然后对涂层的表面性能进行了一系列的测试表征.探究了HTPDMS用量和二氧化硅用量对涂层接触角和其他性能的影响.结果表明,当HTPDMS添加量为环氧树脂质量的80%时,环氧树脂可获得最好的改性效果.当改性环氧树脂与微/纳米二氧化硅的质量比为10∶1.5∶1.5时,采用复配型光引发剂,紫外汞灯照射10 min,即可得到接触角>154°滚动角<1°的超疏水涂层.     

C/C基体上ZrB2/SiC复合涂层的抗烧蚀性增强方法

研究高压热流场景下，在碳/碳(C/C)基体表面Zr B2/Si C复合涂层的抗烧蚀性增强方法.在等离子体喷涂Zr B2/Si C复合涂层表面，采用CH3Si Cl3–H2–Ar系统，化学气相沉积(CVD)–Si C密封层.对Zr B2/Si C涂层与CVD–Si C密封层的结构演化、烧蚀性能与烧蚀机理进行了研究.结果表明：CVD–Si C密封层增强的Zr B2/Si C复合涂层经过两个600 s循环烧蚀后，仍然具备抗烧蚀性能，表面CVD–Si C由β相向α相转化.CVD–Si C密封层填充了等离子喷涂Zr B2/Si C复合涂层的空隙，限制了氧沿着涂层裂纹和孔洞向C/C基体扩散，进而提高了抗烧蚀性.     

基于非离子复合乳化剂自修复微胶囊的制备

提出采用低起泡性的OP-10/AEO非离子复合乳化体系解决微胶囊制备过程中乳化缺陷问题。以改性环氧树脂E-51为芯材修复剂,通过原位聚合法制备脲醛树脂自修复微胶囊。采用光学显微镜、傅里叶红外光谱仪、同步热分析仪分别对形成过程、化学结构及热稳定性进行分析。利用Gauss拟合研究粒径分布,并探讨了乳化剂体系选择、乳化剂用量、芯壁比、搅拌速率等因素对微胶囊性能的影响。结果表明,该体系能有效改善乳化剂起泡效果,用量为5.0%,芯壁比为0.8∶1,搅拌速率为1 200 r/min,微胶囊包封率达到80%,粒径分布相对集中,具备良好的室温贮存性及热稳定性。     

壳聚糖/马铃薯蛋白/山茶籽油微胶囊的研制

采用马铃薯蛋白(PP)、山茶籽油(CO)以及壳聚糖(CS)为主要原料,运用复合凝聚法通过乳化、冷冻干燥等制备出性质稳定的壳聚糖/马铃薯蛋白/山茶籽油微胶囊,通过考察微胶囊制备过程中乳液形成和复凝聚效果获得最佳制备条件.结果表明,壳聚糖/马铃薯蛋白/山茶籽油微胶囊的最佳制备条件如下:匀浆转速为8000 r/min,乳化时间为20 min,山茶籽油/马铃薯蛋白质量比为1:2,壁材的复合凝聚比(PP/CS)为2:1,温度为45℃.通过结构与性质表征发现,马铃薯蛋白基微胶囊壁材成功包裹芯材山茶籽油,在马铃薯蛋白及功能性油脂的高值化利用中具有广阔的应用前景.     

两步包埋法制备C/C复合材料SiC/Cr-Al-Si涂层研究

采用两步包埋法在碳/碳复合材料表面制备了SiC/Cr-Al-Si涂层.采用XRD、SEM和EDS分析了涂层的物相组成、微观结构及断面元素分布,测试了双涂层碳/碳复合材料试样在1 500℃静态空气中的抗氧化性能.结果表明:SiC/Cr-Al-Si涂层主要由SiC、AlCr2Si及Al4Si2C三相组成,厚度约为120μm,无穿透性裂纹;与一步包埋法所得SiC涂层相比,SiC/Cr-Al-Si涂层碳/碳复合材料试样的抗氧化性能有所提高,该涂层试样氧化12 h后的失重不超过5%.两步包埋法所得SiC/Cr-Al-Si涂层表面存在微裂纹,并且包埋过程易于使Cr-Al-Si合金成分扩散到SiC涂层内部,从而无法形成内SiC涂层、外Cr-Al-Si涂层的双层涂层结构,降低了Cr-Al-Si合金涂层对C/C复合材料基体的高温氧化保护效果.     

微球CH膜表面光洁度影响因素研究

采用低压等离子体化学气相沉积法(LPPCVD),在塑料微球表面制备了非晶碳氢(α-C:H)薄膜.利用光学显微镜、原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行了分析.主要研究了芯轴表面形貌、碰撞、反弹盘表面材料、薄膜厚度等四个因素对微球CH涂层表面形貌的影响.结果表明：芯轴表面形貌对CH涂层的表面形貌影响很大,改善芯轴表面形貌可提高涂层表面光洁度;当反弹盘的表面材质不同时,制备出的微球涂层的表面粗糙度有不同程度的差别;碰撞是引起微球CH涂层表面榴状突起的重要原因之一;微球CH涂层     

相分离法制备具有超亲水和水下超疏油性能的SiO_2多孔涂层

以硅溶胶和环氧树脂为原料,利用相分离法制备具有超亲水和水下超疏油性能的海绵状SiO_2多孔涂层,同时探讨了毛细作用对海绵状多孔涂层超亲水和水下超疏油性能的影响.毛细作用使水滴在三维贯通的多孔涂层表面迅速扩张并形成一层水膜,水膜的存在使得海绵状多孔涂层容易实现超亲水和水下超疏油.该制备方法操作简单、灵活,适用于不同形状、不同材质的基底,并且通过调节相分离过程可制得具有不同孔径的涂层以满足可见光透过率的要求,可应用于多种材料的超亲水和水下超疏油处理.     

Zn-陶瓷复合涂层耐腐蚀性能研究

为了进一步提高锌涂层的抗环境腐蚀能力,采用溶胶-凝胶技术,在经过料浆法渗锌后的20钢表面,制备Zn-SiO2/Al2O3复合涂层,通过微细的陶瓷相粉末,充填渗锌表面的孔隙,弥合缺陷,提高符合涂层的抗腐蚀能力,研究了涂层特性,以及涂层抗冲刷腐蚀、抗高温氧化和抗硫化规律。结果表明:在自来水和3.5%的NaCl溶液的介质中,复合涂层有很好的耐冲刷腐蚀的性能;在500℃具有优异的抗高温氧化性能和抗高温硫化性能。复合涂层兼顾了渗锌层和陶瓷涂层的优点,是一种具有良好应用前景的新型复合涂层。     

甲基纤维素/壳聚糖/海藻酸钠茶树油微胶囊的制备及稳定性

以甲基纤维素、壳聚糖及海藻酸钠作为复合壁材,采用喷雾干燥法制备了茶树精油微胶囊,确定最佳的喷雾干燥条件为:进风温度220℃,通针为2 s/次,蠕动泵55r/h.以精油含量为指标,采用正交实验法获得微胶囊的最佳制备条件为:甲基纤维素0.6 g/100 m L H2O,茶树精油0.4 m L,壳聚糖0.6 g/50 m L H2O,海藻酸钠3 g/50 m LH2O,含油率为13.4%,该工艺条件所得的精油微胶囊重现性好.其茶树油微胶囊呈球形,表面光滑,颗粒较均匀,对精油具有较好的缓释效果,它在空气中存放2周后,其粒径有所增加,且其表面出现细小裂纹.     

量子点功能化二氧化硅纳米微球的制备及其对蛋白质的亲和分离

采用液相沉淀法合成ZnS量子点,将多孔纳米二氧化硅(SiO_2)微球与ZnS量子点复合形成ZnS/SiO_2复合微球,随后在该微球表面修饰谷胱甘肽基团(-GSH基团),形成生物功能化的ZnS/SiO_2-GSH复合微球,该微球平均粒径100nm,粒径均一,分散性好,从透射电镜图可以看出,微球表面负载了一层ZnS,厚度约2nm.制备的ZnS/SiO_2-GSH微球可以从混合蛋白中直接分离纯化谷胱甘肽S-转移酶为标签的(GST-tagged)融合蛋白,电泳结果显示,该复合微球能够特异性地分离目标蛋白,分离效果良好,并具有良好的重复利用性,具有潜在的市场应用价值.     

修复-润滑双功能微胶囊/环氧树脂复合材料的摩擦学性能研究

以润滑剂（亚麻籽油、聚α烯烃或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐）和修复剂（邻苯二甲酸二丁酯）为芯材,脲醛树脂为壳材,采用原位聚合法合成了双芯材微胶囊,将微胶囊填充在环氧树脂中得到固体自润滑复合材料;使用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、热重分析仪（TGA）对微胶囊进行了表征;使用摩擦磨损试验机、三维白光干涉仪、光学显微镜、扫描电子显微镜测试了微胶囊/环氧树脂复合材料的摩擦和修复性能。结果表明,微胶囊在整体上呈球形,结构完整,两种芯材均成功包覆;当加入质量分数为10%的微胶囊（芯材为亚麻籽油和邻苯二甲酸二丁酯）时,与环氧树脂相比,在摩擦试验测试1 200 s后自润滑复合材料的摩擦系数降低了约90%,在磨损试验测试2 h后其磨损体积减小约3个数量级（由10¹⁰ μm³减小到10⁷ μm³）;被划伤的复合材料经50℃加热1 h后,与加热前相比划痕变窄、变浅。以上结果表明,制备的双功能微胶囊/环氧树脂复合材料的耐摩擦磨损性能相对环氧树脂有所提高,同时具有良好的自修复特性,极大地提高了复合材料的综合使用性能。     

两步法脲醛树脂微胶囊的合成与表征

目的研究可用于自修复涂料中的脲醛树脂微胶囊的合成方法,分析微胶囊的形貌、热稳定性、化学结构,延长材料使用寿命.方法采用两步法制备了以脲醛树脂为壁材的微胶囊.并利用扫描电子显微镜观察微胶囊的表面形貌;通过傅里叶变换红外光谱学分析脲醛树脂壁材是否形成;采用差示扫描量热法确定微胶囊的热稳定性.结果应用两步法制备出的脲醛树脂微胶囊的形状基本呈球形,表面粗糙,有利于增加微胶囊与基体的接触面积,提高与基体的粘结程度.微胶囊在225℃以下比较稳定,当温度高于225℃微胶囊发生分解.结论微胶囊的表面形貌与球形结构有助于与基体的结合,可以更好地发挥其性能,同时,稳定的物化性能利于保存与使用.