环境湿度对超疏水翅片结霜特性的影响

为揭示超疏水翅片在不同环境湿度下的结霜特性及抑霜性能，制备了接触角为161.5°的超疏水翅片，并通过搭建翅片表面结霜实验平台，获取了环境相对湿度分别为65%、75%、85%和95%条件下，超疏水翅片的结霜特性及抑霜性能.实验结果表明：结霜初始阶段凝结液滴的生长行为受相对湿度影响，凝结液滴的冻结时间随着相对湿度的增加而减少，但湿度对液滴冻结前翅片表面覆盖率的影响并不明显；结霜时间为45 min时，几种环境相对湿度下的霜层高度分别为0.26, 0.42, 0.65, 0.93 mm,虽然超疏水翅片的霜层高度随着环境相对湿度的增加而增加，但与普通翅片相比，其在不同湿度条件下均能有效抑制结霜.     

结霜初期超疏水表面液滴生长的规律

为了研究结霜初期液滴在超疏水表面的生长规律,建立结霜初期超疏水表面液滴生长的分层模型,揭示液滴在生长过程中各层温差的分布特点,并深入研究表面接触角、面积分数、基底温度以及空气相对湿度对液滴生长的影响规律。研究结果表明:在结霜初期,液滴的Knudsen层以及主流连续区层这2部分的温差占基底过冷度的95%以上;随着表面接触角的增大,传质环节中的主流连续区层的温差减小,导致液滴生长减缓;面积分数S对液滴生长的影响较小,当S=0.04时,与其相关的热阻R_(we)仅约占液滴-翅片层总热阻的0.2%;液滴生长速率随着基底温度的降低和空气相对湿度的升高而升高。     

活性硼酸锌表面改性及其在PVC中的阻燃应用

以硫酸锌、硼砂、硼酸为原料,表面活性剂为改性剂,采用ZnSO4-硼砂法的工艺一步法制备活性硼酸锌.研究了表面活性剂的种类、添加量对产物改性效果的影响,用吸水率、接触角检测,SEM分析对样品改性效果进行表征.结果表明:所选用的阴离子表面活性剂改性效果优于阳离子和非离子表面活性剂;以一系列碳链长度不同的脂肪酸钠作为改性剂,碳链越长,改性效果越佳.将硼酸锌应用于PVC阻燃研究,单独使用时具有良好的消烟作用;与Sb2O3复配使用时具有很好的阻燃协同作用.在PVC配方中加入改性硼酸锌,在质量分数低于15%时复合材料的力学性能下降较慢,且优于加入相同量未改性硼酸锌的复合材料.     

翅片表面特性对结霜过程影响的实验研究

为研究翅片表面特性对空气源热泵结霜的影响,构建了翅片结霜实验平台,对接触角不同的4种翅片表面(亲水性铝翅片、普通铝翅片、疏水性铝翅片、超疏水性铝翅片)的结霜过程细微观特征进行了可视化研究,获得了翅片表面特性对结霜过程细微观物理特征及霜层热工特性的影响规律.结果表明,在霜晶生长初期,接触角越大,凝结形成的液滴粒径越小,分布越稀疏,液滴开始冻结的时间越滞后.霜层生长过程中,接触角大的表面霜晶相对矮小且疏松,枝晶分布不均匀,而接触角小的表面霜晶纤长且致密,枝晶多且分布均匀.随着接触角的增大,霜层的高度和导热系数减小,表面温度降低.超疏水性表面霜高比亲水性表面减少了45%,接触角越大的表面其抑霜效果越明显.     

适合稠油油藏注水井表面改性降压增注技术研究

为降低稠油油藏注水井注水压力,以表面活性剂和纳米聚硅材料为主要处理剂,通过大量室内实验研制出了一种表面改性降压增注体系,组成为0.5%季铵盐阳离子双子表面活性剂HAS-1+0.03%纳米聚硅材料NPS-L+0.5%防膨剂JCL-2。研究了该降压增注体系的稳定性和界面性能,考察了体系的润湿反转性能以及降压增注效果。研究结果表明,优选的表面改性降压增注体系具有良好的稳定性和界面性能,在60℃下静置50 d后,体系油水界面张力稳定在10_-3mN/m数量级。体系具有良好的润湿反转能力,使用加入表面改性降压增注液饱和的岩心接触角从46.5o增大到134.5o,使亲水表面转变为疏水表面。岩心驱替实验结果表明,注入表面改性降压增注体系3PV后,后续水驱压力降低40%,降压效果明显。     

CPP膜的等离子体表面改性

利用空气等离子体对CPP膜表面进行化学改性，并以水和乙二醇为参考液体测量CPP膜表面的接触角，利用Kaelble公式计算其表面能，研究工作压力和处理时间对改性的影响及改性后的时效性。实验结果表明，CPP膜表面经等离子体改性后，其表面接触角显著减少，表面能明显增加，润湿性得到改善；随着放置时间的延长，这些良好的性能会逐渐退化，10d后，回到改性前的状态。     

DBD等离子体处理对芳纶织物结构性能的影响

为改善芳纶织物增强复合材料的界面黏结性能,采用常压氦-氧介质阻挡放电(DBD)等离子体处理对芳纶织物进行表面改性,研究氧气流量变化对织物等离子体处理效果的影响.通过测试处理前后芳纶织物的表面形貌、结构组成、润湿性能、粗糙度和拉伸性能来表征等离子体的改性效果.结果表明:DBD等离子体处理后,芳纶纤维的表面经过刻蚀,粗糙程度明显增加;纤维的化学组成没有显著变化,仅CO等极性基团有所增加;芳纶织物的润湿性显著改善;拉伸性能略有提高.综合考虑,氧气流量为10mL/min时处理效果较好.     

微波等离子体处理对竹材表面接触角的影响

采用微波等离子体(MWP)对竹材进行了表面处理,测定了处理前后甘油和脲醛树脂胶在其表面的接触角,以此评价竹材表面改性的效果.结果表明:随MWP处理时间延长和试件距反应腔距离减小,竹材表面接触角呈降低趋势;竹材试件距反应腔距离40mm时,用甘油作测试液体在接触15 s时测试,MWP处理30 s即可将竹材表面接触角降低49%～59%;甘油所测竹材表面接触角较脲醛树脂胶所测值低,测试液滴到样品上15 s所测竹材表面接触角较5 s时低;在经等离子体处理后,砂光与否对竹材的表面性能影响不大,砂光后再经等离子体处理,比直接进行等离子体所得到的改性效果稍好.     

金属表面涂覆干燥剂的防凝露研究

针对金属设备表面发生凝露问题,提出在金属表面涂覆硅胶干燥剂的技术方案,通过硅胶被动吸湿防止凝露产生.通过构建实验系统,用发生凝露的时间参数t表征此措施的防凝露效果.实验表明,涂覆硅胶干燥剂可延长t,当金属温度低于露点温度时,对应环境的露点温度越低,防凝露效果越好;当露点温度一定时,金属温度越高,防凝露效果越明显.进一步用吸附动力学模型对涂覆干燥剂金属样片的凝露过程进行分析,并计算了水蒸气扩散系数,其大小影响凝露发生的时间.结果表明,扩散系数与环境的水蒸气分压及硅胶自身温度有关.当硅胶温度相同时,水蒸气分压越小,扩散系数越小;当水蒸气分压相同时,硅胶温度越高,扩散系数越小,发生凝露所需时间越长.     

修改后 医用硅橡胶紫外光亲水改性后的抗菌粘附能力研究

观察亲水聚合物PEG1000、OP-10对硅橡胶材料表面的亲水改性效果。采用紫外光亲水改性法在硅橡胶表面接枝亲水聚合物PEG1000及表面活性剂OP-10,并对改性后的硅橡胶表面作接触角测量和金黄色葡萄球菌联合培养实验。紫外光亲水接枝法能明显降低硅橡胶表面接触角并降低其表面的细菌粘附,其中加入表面活性剂OP-10后的改性效果最为明显。在硅橡胶材料表面改性后能取得良好的亲水性,并能减少其表面的细菌粘附。     

纳米TiO2对环氧树脂表面施胶剂的增韧效果

以超声波法将不同比例的纳米TiO2分散在环氧树脂乳液中,增韧环氧树脂表面施胶剂,提高环氧树脂表面施胶剂的韧性和机械强度。研究了影响纳米TiO2在环氧树脂乳液中均匀分散的因素,并对改性后环氧树脂涂膜进行检测。结果表明改性环氧树脂的条件为:超声时间30 min、环氧树脂温度50℃、超声功率100%、环氧树脂质量分数60%、纳米TiO2添加量3%。此条件下改性环氧树脂乳液粒径为1.69μm,改性环氧树脂的不透明度、储能模量与损耗因子明显提高,玻璃化温度略有降低。将改性环氧树脂用于表面施胶,纸张纵向抗张强度、表面结合强度、耐折度有明显提高,挺度略有下降。     

含氟表面活性剂与EVA协同降凝研究

以聚氧乙烯全氟烷基醇醚和马来酸酐为原料合成了一种低聚物型含氟表面活性剂,用红外光谱对产品进行了表征,并对其性能进行了评价。实验结果表明,低聚物型含氟表面活性剂与EVA具有良好的协同降凝效果。将质量分数90%二甲苯、质量分数8%EVA、质量分数2%低聚物型含氟表面活性剂组成的降凝剂以1 000 mg/kg加入中海油某管输平台原油时,其反常点明显降低,凝点由35℃降至15℃。通过偏光显微镜观察蜡晶结晶形态发现,加入上述降凝剂后,蜡晶形态由未加剂的针状、片状转变为细小而均匀的球状,蜡晶颗粒的平均直径由10~20μm变为1~5μm。     

B10白铜表面超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

以B10白铜为基底,采用刻蚀、煅烧和表面改性的方法制备了超疏水膜,采用K100-MK2型张力仪测量超疏水膜的接触角,采用扫描电子显微镜观察超疏水膜的表面形貌,采用电化学工作站测试超疏水膜在3.5% NaCl（%表示质量分数）水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,刻蚀、煅烧后的B10白铜样品分别在溶液A中改性5 min、在溶液B中改性12 h后,得到的两种超疏水膜的接触角可分别达到153.2°和151.5°。将两种超疏水膜分别在3.5% NaCl水溶液中腐蚀10 d后,与裸B10白铜相比,仍表现出较好的耐腐蚀持久性。该方法为制备具有抗腐蚀和自清洁性能的超疏水表面提供了一条有效途径,可用于金属材料的表面改性。     

微波对吸附氨氮饱和沸石的再生

以吸附氨氮饱和的斜发沸石为研究对象,分别采用单独微波辐射及微波辅助溶剂法对其进行再生研究.研究发现,单独微波辐射再生效果较差,功率462 W,微波辐射12min,饱和沸石再次去除率为32.31%,再生率仅为44.88%;添加NaCl和NaOH混合液可以大大增强饱和沸石的再生效果,在NaCl和NaOH混合液浓度均为0.01mol/L,固液比1∶50,功率700W,微波辐射4min时,最佳去除率为71.92%,再生率接近100%.通过FTIR,SEM,EDS等测试手段对改性、吸附、再生前后的沸石分析发现,沸石在改性、吸附、再生过程中主要发生的是不同阳离子间交换过程.微波辐射加速了NH4+与Na+交换过程且加深了离子交换平衡程度,因此微波辅助溶剂法具有再生迅速、完全,多次再生效果基本不衰减的优点.     

表面改性对氮化硅粉体及其涂层影响的研究

采用正硅酸乙酯水解法在氮化硅粉体表面包覆二氧化硅进行表面改性,并用改性后的粉体在石英基体表面涂层,通过IR、TG-DTA、XRD等对其结果进行了表征,结果表明氮化硅粉体在硅溶胶中达到了良好的分散,且改性后的氮化硅粉体的抗氧性提高,烧结温度降低,且制得涂层表面光滑,附着力良好,与基体结合牢固.     

远程氩等离子体表面改性对聚氯乙烯润湿性的影响

在理想管式反应器中,利用等离子体中各种活性粒子(电子、离子、自由基)具有不同存活寿命的特点,在距等离子体放电区一定距离处形成高浓度自由基氛围,即远程等离子体.运用远程氩等离子体对医用聚氯乙烯(PVC)进行了表面改性,采用扫描电子显微镜观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析等手段,研究了改性前后PVC表面结构、性能的变化,并分析了远程氩等离子体和常规等离子体处理效果不同的原因.结果表明:PVC表面经远程氩等离子体处理后,表面微观形态和表面化学成分均发生了变化,且处理效果优于常规氩等离子体.远程氩等离子体可以在一定程度上抑制电子、离子的刻蚀作用,强化自由基反应,使材料表面获得更好的改性效果.经远程氩等离子体短时间(3 min)处理后,PVC表面的[w(O) w(N)]/w(C)从0.07增大到0.22,表面的水接触角从107°减小到20°.     

无碱液态速凝剂的改性和速凝机理

以无碱液态速凝剂(NSA)为基础,通过对其组成进行优化,从而改善其性能.实验结果表明,改性后,当NSA速凝剂掺量为5%时可使PⅡ52.5硅酸盐水泥的初凝时间缩短至1.5 min,终凝时间缩短至4.1 min,1 d抗压强度达到15.9 MPa,比空白试样提高31.4%,28 d抗压强度保留率为92%.使用XRD、SEM、TG-DSC等测试手段对水化试样进行分析,结果表明,改性NSA速凝剂是通过促进形成钙矾石晶体而达到速凝效果的.     

表面改性ZSM-5分子筛填充PDMS/PEI复合膜的气体分离性能研究

通过对ZSM-5分子筛颗粒表面改性的方法,使之与聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成更好的接触面结构,再将其涂覆在聚醚酰亚胺(PEI)基膜上,制备了表面改性ZSM-5分子筛填充的PDMS/PEI复合膜。将复合膜用于CO2/CH4体系与O2/N2体系的气体分离研究,实验结果表明:填充经过表面改性的ZSM-5分子筛的复合膜与填充未改性分子筛的复合膜相比,改性后分子筛在聚合物中的分散更加均匀,分子筛与聚合物基体之间的联结更加紧密,这都增强了分子筛的筛分作用;填充改性后分子筛的复合膜对气体的渗透能力略有增大,改性分子筛填充量(质量分数)为20%的复合膜对两种体系的分离效果最佳,CO2/CH4体系的分离系数提升23.8%,O2/N2体系提升28.6%。     

AHLs类信号分子对IFFAS工艺影响研究

通过在传统载体基料(聚乙烯)中添加聚季铵盐-10改善载体的亲水性和亲电性,以促进微生物在载体表面的生长,并通过向反应器中添加N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子改良生物膜特性以及微生物结构.实验结果表明,相比于传统载体,改性载体表面生物膜增长速率较快,生物膜生长稳定后载体表面生物膜量较高,且在AHLs作用下改性载体表面生物膜含有较多的蛋白质和多糖.实验运行阶段,投加载体反应器的COD去除效果优于活性污泥反应器;投加改性载体和AHLs的反应器的氨氮和总氮去除效果最优,去除率分别能够达到94.8%和65.3%,且各运行阶段出水水质明显优于其他反应器.微生物群落分析表明,AHLs能够明显提高反应器中与群体感应密切相关的反硝化菌Zoogloea的相对丰度.     

垂直旋转圆盘边缘液体滑移率及液柱形态

旋转圆盘表面液体与壁面之间存在切向相对滑移,液体的转速并不等于圆盘转速。利用高速摄影拍摄圆盘边缘液体形态,用软件Image J测量了液体的滑移率及液体头液滴与液柱的直径比。分析发现,垂直旋转圆盘不同区域的液体滑移率不同,随转速增加,各区域滑移率趋向相同,约为10%~13%。圆盘表面的波动、边缘液体的形态会影响液体滑移率的大小,当液体形态为液膜时,滑移率大大增加,可达70%。头液滴与液柱的直径比随转速增加而下降,当转速达到3 500 r/min后,直径比不再明显变化,保持在1.5左右。头液滴直径与流量关系不大,随转速增加而减小,当转速达到4 000 r/min后,不再明显变化,约为0.25mm.