植物纤维的阳离子化改性及其对纤维结构的影响

通过对纤维阳离子化预处理过程进行优化,制备表面带有正电荷的阳离子纳纤化纤维素(CNFC).采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)和热重分析(TG)对阳离子化前后纤维的结构和热稳定性变化进行分析.利用扫描电镜(SEM)对CNFC的表面形貌进行观察.结果表明最佳醚化条件为:醚化温度50℃、醚化时间2.5 h、NaOH与醚化剂EPTMAC的物质的量比为2.0,醚化剂EPTMAC与纤维素葡萄糖单元的物质的量比为1.5.经过阳离子化处理,纤维素的结晶度和热稳定性降低.     

PVA覆膜对Kevlar纤维表面化学镀Cu层性能的影响

通过聚乙烯醇 (PVA) 覆膜处理的方法提高了Kevlar纤维表面金属镀层稳定性和完整性,从而提升了镀层的抗剥落能力.采用弯折剥离实验考察了镀层的抗剥落破坏情况、采用电阻仪和电子万能试验机测试了试样的导电性和力学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了试样的表面形貌和表面化学价态. 结果表明:PVA覆膜能够有效提升金属镀层的抗剥落破坏能力;随着PVA水解浓度的增加,PVA覆膜Cu/Kevlar纤维的表面电阻增加而柔韧性降低;当PVA溶液的水解质量浓度为5 g/L时,PVA覆膜Cu/Kevlar纤维的柔韧性、导电性和抗剥落能力能够维持在最佳状态;在此浓度下,PVA覆膜Cu/Kevlar纤维的表面电阻为0.41 Ω/cm,单丝拉伸强度为2.396 GPa,Weibull分布拟合度为0.988 1.     

碳纤维复合材料化学镀工艺研究

为确定最佳化学镀制备碳纤维复合材料工艺条件,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等表征涂镀产物的组成及形貌. 实验结果表明:温度、pH值、装载量、纤维长度和搅拌方式对施镀效果有影响,镀铜最佳工艺条件为温度60 ℃,pH=12,装载量60 mg/250 mL,碳纤维长度为1 mm. 镀铜镍碳纤维(CNCF)的镀层元素为铜和镍,镀层均匀,铜、镍为多晶,结晶质量、表面一致性良好,电镜确定铜层厚度约为1 μm,与理论计算0.96 μm基本吻合.      

短碳纤维表面镀铜的研究

为改善碳纤维与铝合金的浸润性,通过对碳纤维短切、灼烧、粗化、中和、敏化、活化等预处理工序,获得了表面粗糙度增大的碳纤维,然后经过化学镀铜得到了镀层均匀的镀铜碳纤维。采用X射线衍射仪,扫描电镜表征了镀层的物相组成及微观形貌。试验结果表明:镀液在电动搅拌方式下,主盐CuSO4·5H2O含量为15g/L,且添加亚铁氰化钾和二联吡啶时,镀铜层均匀地包覆在碳纤维表面,且镀铜层表面光滑、色泽鲜亮,与碳纤维结合良好。X射线衍射分析表明:镀铜层结晶良好,是由不同取向Cu晶粒组成的多晶Cu镀层,电镜观察铜层厚度约1μm。     

芳砜纶纤维/聚四氟乙烯复合材料的性能

采用热压工艺制备芳砜纶纤维(polysulfonamide fiber,PSAF)/聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)复合材料,然后采用热重分析仪(thermal gravimetric analyzer,TGA)、差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶转换红外(Fourier transform infrared,FTIR)、热场发射扫描式电子显微镜(thermal field scanning electron microscope,TFSEM)等方法研究了PSAF对所制备复合材料的力学性能、热稳定性、结构和微观形貌等的影响.研究结果表明,PSAF的加入提高了复合材料的力学性能,使其具有优异的热稳定性能.适量的PSAF较好地分散在PTFE基体中,PSAF与PTFE基体的界面结合较好,且同时存在物理与化学结合.     

超声波化学镀铜制备钼铜复合粉体

利用超声波化学镀铜技术在钼粉表面进行化学镀铜;探讨预处理、超声波和施镀工艺对钼粉表面化学镀铜的影响;利用X射线衍射判断相组成,用X射线光电子能谱溅射分析复合粉末元素分布,用扫描电镜观察镀覆层的形貌.研究结果表明:通过严格的镀前预处理工艺可以增加钼粉表面的活化点;以乙二胺四乙酸(EDTA)和三乙醇胺(TEA)为双络合剂,在施镀过程中引入超声波,温度和pH值分别控制在50～55 ℃和12.5～13.0,实现钼粉表面的化学镀铜,沉积速度快,复合粉末分散性好;纳米铜微晶吸附在钼粉末周围形成粗糙表面,复合粉末中含有Cu2O,这是纳米Cu微晶颗粒自发氧化的结果.     

芳砜纶纤维在酸性条件下的失效特性

为揭示芳砜纶(PSA)纤维在高温、高湿、高酸性腐蚀条件下的失效特性,对PSA纤维在85℃、不同质量分数的硫酸腐蚀条件下的力学性能进行了研究,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、热重(TG)分析等方法,对其微观结构及热稳定性能进行了分析.研究结果表明:PSA纤维在强酸加热条件下会发生水解反应,随着酸性腐蚀强度的增加,纤维失效加剧,纤维的力学性能、热稳定性能逐步下降;纤维的表面形态及分子结构发生改变,表面出现明显的侵蚀痕迹、甚至开裂,酰胺键水解形成羧基.这说明,芳砜纶在工业炉窑高温、高湿、高酸性腐蚀条件下应用时必须要做好防腐处理.     

蚕丝纤维的光和光湿老化降解性能

通过对人工老化的蚕丝纤维样品的力学性能测试,以及采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)对样品结构和性能进行分析,研究了不同处理时间下蚕丝纤维的光和光湿老化降解的性能.结果表明:光老化降解使蚕丝纤维的力学性能降低;随着光照时间的增加,纤维表面形态由光滑到凹凸不平,并出现了不同程度的损伤,纤维内部结构也受到损伤,最终发生解体;水在光老化过程中起重要的催化作用.     

纳米二氧化钛／壳聚糖改性柞蚕丝的结构和热性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛/壳聚糖处理液,用激光粒度法表征了纳米粒子的粒径分布,发现所制备的纳米二氧化钛/壳聚糖分散液中粒子的平均粒径为56.7 nm;采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和热分析方法对处理前后的柞蚕丝进行了表征.结果表明:处理后柞蚕丝纤维表面变得粗糙,并出现明显的纵向条纹;柞蚕丝与壳聚糖、1,2,3,4-丁烷四羧酸发生了交联反应,结构呈现β化趋势,热稳定性增强.     

磁控溅射镀铜芳纶织物的制备及其性能研究

芳纶纤维具有优异的力学性能和加工性能,还具有极好的耐热和耐化学药品性能、尺寸稳定性、耐疲劳性及耐腐蚀性等。磁控溅射镀膜法是一种高效的薄膜沉积工艺,具有装置性能稳定、操作控制方便、无环境污染等优势。采用磁控溅射法在芳纶织物表面镀覆纳米铜薄膜,使纺织品表面金属化。镀铜芳纶织物采用XRD与扫描电镜进行表征,且评价镀铜织物的抗静电性、导电性及拒水性。结果表明,溅射镀膜50 min的镀铜纤维表面致密地沉积纳米铜;XRD图显示铜的结晶存在。溅射镀膜50 min的镀铜芳纶织物接触角高达132.5°,表面电阻为129Ω/sq,抗静电半衰期为0.4 s。表明其具有良好的拒水、导电及抗静电性。     

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．     

镀铜膨胀石墨的制备

为改善铜与石墨的表面性能,采用化学镀铜工艺对膨胀石墨粉体进行表面镀覆,制备镀铜膨胀石墨,并利用TG-DTA、XRD、SEM分析方法对其进行表征.结果表明：在400～600 ℃范围内,镀铜膨胀石墨因膨胀石墨及镀铜层的氧化而增重,600 ℃后膨胀石墨烧蚀严重;镀铜膨胀石墨有明显的Cu衍射峰;铜颗粒均匀镀覆在膨胀石墨表面.该研究为膨胀石墨改性提供了借鉴.     

湿固化聚氨酯/有机硅嵌段共聚物的合成与性能

以聚醚多元醇、有机硅低聚物(PDMS)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为主要原料,苯胺甲基三乙氧基硅烷(ND-42)及氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为封端剂,制备了一系列湿固化的聚氨酯/有机硅(PU/PDMS)嵌段共聚物,并对其热稳定性、表面性能、力学性能及介电性能进行了测试和表征.结果表明,所制备的聚氨酯/有机硅嵌段共聚物具有良好的热稳定性和表面疏水性,介电性能也得到了很大的提高,而力学性能基本得到保持.     

微纤包覆铜铬银浸渍炭对CO的催化氧化性能研究

以不锈钢纤维和商用铜铬银浸渍炭催化剂为主要原材料,采用"湿法造纸-高温烧结"工艺制备了微纤包覆铜铬银浸渍炭复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附法考察微纤复合材料的结构和浸渍炭的孔径分布与比表面积.结果表明,浸渍炭颗粒被较好地包覆在了不锈钢纤维形成的三维网状结构中,浸渍炭的孔结构特性基本不变,比表面积略有增加.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和化学吸附仪(TPR)考察微纤包覆工艺对浸渍炭活性组分的影响,结果表明大部分活性组分被还原.CO在颗粒浸渍炭固定床、微纤包覆浸渍炭固定床以及二者床层高度比例为1∶1的结构化固定床上的催化氧化实验表明,微纤包覆过程使得商业铜铬银浸渍炭对CO的催化活性降低,与复合材料表征结果相符.     

苎麻纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备及力学性能研究

为进一步研究天然纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备工艺和力学性能,以预塑化淀粉为原料,甘油为塑化剂,利用苎麻纤维作为增强材料,热压制备纤维增强热塑性淀粉复合材料.分别研究了热压温度、热压时间、苎麻纤维含量和纤维表面处理方式等对苎麻增强热塑性淀粉复合材料力学性能的影响.得到最佳制备条件:热压温度135℃、热压时间18min、苎麻纤维含量1.5g、5%NaOH预处理纤维24h.     

氢氧化镁/氢氧化铝复合阻燃剂的制备及其在EVA材料中的应用

采用化学复合方法制备出氢氧化镁/氢氧化铝复合阻燃剂. 扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪测试表明,复合阻燃剂颗粒表面粗糙,包覆着纳米级氢氧化镁粒子. 通过BET测定,比表面积由包覆前的3.797 9 m2·g-1提高到15.941 4 m2·g-1. 由复合阻燃剂填充的EVA材料,氧指数可达39.0,拉伸强度达10.2 Mpa,断裂伸长率达180%,较氢氧化铝原料及氢氧化镁和氢氧化铝机械混合样的阻燃性能和力学性能有显著提高. TG和DTA热分析表明,复合阻燃剂可提高复合材料的分解温度和燃烧残留率,能有效地抑制聚乙烯主链裂解,促进基体成炭,增强复合材料的热稳定性.     

聚肽/聚己内酯共混电纺纳米纤维的制备以及高效Thiol-Yne光化学表面改性

合成聚肽(synthetic polypeptides)在靶向递送、组织工程和再生医学领域表现独特,但其僵硬的主链构象导致难以用电纺的方法制备聚肽纳米纤维,而且后续的表面改性通常会破坏纤维的形貌,因而限制了这类材料的应用.为此,使用聚肽和聚己内酯(PCL)共混电纺的方法制备了一类新型的纳米纤维,并利用巯-炔(Thiol-Yne)光点击反应快速、高效、无损伤地对其表面进行改性.采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征,结果显示:共混纤维的直径和形貌受聚肽含量的影响,而Thiol-Yne表面改性和后处理对纤维的形貌没有影响,这说明所制备的纤维的稳定性很好;利用温和的Thiol-Yne光点击反应可以成功地将氨基引入到纤维表面.     

高强度聚酰亚胺/Ag复合纳米纤维的制备与表征

采用电纺及热亚胺化技术制备了聚酰亚胺/Ag纳米纤维复合材料, 用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对纤维表面形貌及结构进行了表征, 并研究其电学性能及力学性能. 结果显示, 随着Ag含量的增加, 复合纳米纤维膜的电导率逐渐提高. 当Ag的质量分数为35%时, 复合纳米纤维膜的导电率为2.8 μs/cm, 同时其拉伸强度高达240 MPa.     

利用低温等离子体处理实现聚酰亚胺纤维表面改性

采用空气辉光低温等离子体技术对聚酰亚胺(PI)纤维进行表面改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等方法探讨了改性前后纤维表面形态结构和组成的变化.实验表明,通过低温等离子体处理后,纤维表面产生了不同程度的溅射刻蚀和化学微刻蚀,纤维表面摩擦系数、亲水性都有了明显提高;X射线光电子能谱分析表明,经等离子体处理后,纤维表面被刻蚀并且增加了极性基团和纤维表面价键峰(O1s/C1s)比例所致.不同处理条件下的聚酰亚胺(PI)纤维的断裂强力和断裂伸长率也做了讨论.     

TiO_2纳米纤维的制备、表征及其抗紫外性能

结合溶胶凝胶法和静电纺丝工艺,制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)/TiO2杂化纳米纤维,经300～700℃的焙烧后得到TiO2纳米纤维.使用热失重分析仪(TGA)、X射线能谱分析仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制得纳米纤维的成分、晶型和形貌进行了表征,使用紫外可见光谱反射仪对纳米纤维的紫外透过率进行测试.结果表明:随着焙烧温度的升高,TiO2纳米纤维的成分、晶型和表面形貌都发生了明显的变化;400℃焙烧所得的TiO2纳米纤维具有最佳的抗紫外效果.