静电纺丝制备聚酰亚胺无纺布纤维膜工艺及性能研究

利用含氟聚酰胺酸(PAA)为原料,采用静电纺丝技术制备聚酰胺酸无纺布毛毡,通过热处理亚胺化制备含氟聚酰亚胺(PI)无纺布用作锂电池隔膜。实验探讨了制备PAA毛毡的纺丝参数:浓度、电压、流量和PI隔膜热处理温度。表征热处理前后无纺布隔膜拉伸性能、孔隙率和吸液率,并与商用隔膜Celgard 2320进行对比。PAA毛毡具有较高的吸液率和空隙率,是理想的锂电池隔膜材料,但是热处理后PI隔膜孔隙率和吸液率低至3.86%和78.17%,根本原因是热处理过程出现纤维热熔,堵塞了空隙。实验为后续研究提供一系列合理的纺丝参数。     

含氟二胺合成及其聚酰亚胺薄膜性能研究

为改善聚酰亚胺薄膜的透明性和溶解性,通过Williamson醚化反应较高产率地合成出高纯度的2,2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]丙烷,该含氟二胺与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)在溶剂中缩聚得到聚酰胺酸,热亚胺化得到玻璃化转变温度Tg为350.2℃、在氮气中10%热失重温度为539.8℃、紫外截止波长为390 nm的含氟透明聚酰亚胺,并合成了联苯二酐/二苯醚二胺薄膜BPDA-ODA,通过对两种薄膜热稳定性、透光率、溶解性能的比较发现,在聚酰亚胺分子结构中引入氟原子,在不改变其热稳定性的前提下,可明显改善聚酰亚胺的透明性和溶解性。     

硅胶固载钛酸酯的制备及其对酯化反应的催化研究

以四氯化钛和不同物质的量比的2-乙基己醇反应,然后与硅胶作用制备了硅胶固载化催化剂.合成条件用正交试验进行了优化.结果表明:最适宜反应条件为钛醇物质的量比为1∶3;反应温度120℃;反应时间2h;理论固载量为20%.测定了固载钛酸酯的钛含量,并用IR对固载催化剂进行了初步表征.以不同物质的量比固载催化剂进行了苯甲酸和2-乙基己醇酯化反应的催化研究,同时与未固载钛酸酯进行了对比,发现固载催化剂活性明显降低,其中以钛与醇物质的量比1∶2制得的固载催化剂效果较好.经5次催化剂重复使用试验,表明硅胶固载催化剂具有很好的稳定性,重复使用性能良好.     

碳布叠层增强树脂基湿式摩擦材料的制备及其性能

采用碳布叠层增强,环氧树脂和酚醛树脂作为黏结剂,通过热压成形和固化热处理技术,制备一种叠层碳布/树脂基湿式摩擦材料.探索了摩擦副的摩擦表面状态对摩擦磨损性能的影响,并研究不同比例双树脂下的摩擦材料性能.结果表明:随着转速的升高,摩擦材料的摩擦系数减小.酚醛树脂和环氧树脂比例的不同也会对摩擦性能产生影响.由于黏结性能好,环氧树脂的加入使得摩擦材料的稳定性较高.腰果壳油改性酚醛树脂和环氧树脂的比例为1∶2时的摩擦性能最好,摩擦系数为0.14,摩擦系数稳定性在0.85以上.     

钨含量对铜基摩擦材料性能的影响

为了探究钨含量对制动用铜基摩擦材料性能的影响,采用热压烧结工艺制备了不同钨含量的铜基摩擦材料,对其物理性能、力学性能和摩擦磨损性能进行了测试。研究表明,铜基摩擦材料的密度随着钨含量的增加而增大,而剪切强度和硬度先增大后减小。钨提高了材料磨损表面微凸体接触的结点强度,从而提高了材料的摩擦因数。适量的钨可以有效地减少磨损表面剥离,有助于在磨损表面形成连续完整的摩擦膜,从而稳定摩擦因数,减小磨损质量。当钨含量过高时,在高温摩擦过程中会产生严重的犁沟或微裂纹,导致摩擦因数剧烈波动和磨损质量增大。钨的质量分数为3%时,铜基摩擦材料在不同温度和压力下具有较为稳定的摩擦因数和较小的磨损质量。     

聚酰亚胺涂层材料

该涂层材料具有耐热性能好、耐化学药品侵蚀、机械性能和电性能良好等特点，在微电子和液晶显示中得到了广泛的应用。该项成果设计了切实可行的合成路线和方法，合成了含氟、含硅的中间体，进而合成了含氟和含硅的聚酰胺酸材料；     

石墨在半金属摩擦材料中的作用及其对摩擦性能的影响

研究了石墨在半金属摩擦材料中的粘着和润滑作用和不同含量人造石墨对摩擦性能包括摩擦系数,摩擦稳定性（摩擦系数随温度变化的稳定性）和体积磨损率的影响并与天然石墨进行了比较。由于石墨的粘着特征,石墨可以在一定摩擦温度范围内提高摩擦系数。作为润滑剂,石墨可以通过减弱摩擦材料和摩擦盘表面的粗糙峰之间的直接摩擦而有效降低磨损率。应用模糊综合评价原理,提出并验证了一个定量描述摩擦稳定性的新方法     

金属纤维增强型摩擦材料与灰铸铁滑动摩擦性能

采用X射线衍射（XRD）和X射线能谱分析（EDAX）对分别使用低炭钢纤维、黄铜纤维和紫铜纤维增强的3种半金属摩擦材料与灰铸铁在不同温度下滑动摩擦形成的磨屑进行分析,并结合扫描电子显微镜（SEM）观察摩擦材料表面形貌,分析材料的磨损特性,并对黄铜纤维和紫铜纤维增强的摩擦材料磨屑成分进行对比分析。XRD结果表明,钢纤维增强体系的摩擦材料磨屑中的主要相是α-Fe,BaSO4,FeCr2O4（或Fe3O4,Fe2O3）;黄铜和紫铜纤维增强体系的磨屑中主要相除钢纤维体系中含有的相外,还含有Cu。EDAX分析的结果与X射线物相分析的基本一致,钢纤维增强材料磨屑中的Fe原子数分数达50%-60%,Cu,Ba,Ca和Al等元素的原子数分数为6%-10%。Fe原子含量均较高,在紫铜纤维增强的材料中其他元素的原子含量都比黄铜纤维增强的材料中的浓度低,说明紫铜纤维增强的摩擦材料的磨损比黄铜纤维增强的摩擦材料的小,填料不容易脱落,但紫铜纤维增强的摩擦材料对对偶造成的损伤较大。     

二胺型聚苯并噁嗪涂层在低碳钢表面的防腐蚀性能

以二胺型苯并噁嗪为前驱体,通过浸涂和热固化的方法在低碳钢表面制备了聚苯并噁嗪涂层。二胺型聚苯并噁嗪涂层具有良好的成膜性,并对低碳钢基体具有良好的附着力。采用动电位极化测试和交流阻抗测试考察了固化温度对聚苯并噁嗪涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:不同固化温度制备出的聚苯并噁嗪均具有良好的防腐蚀效果;其中,固化温度为150℃时所制备的涂层防腐蚀性能最佳,腐蚀电流为1.49×10~(-8) A/cm~2,相比空白低碳钢样品的腐蚀电流(6.91×10~(-6)A/cm~2)下降了2个数量级。     

碳质双层纸基摩擦材料的制备与性能表征

使用造纸工艺制备了一种碳质双层纸基摩擦材料,采用TG-DTA热分析、惯量摩擦试验和定速摩擦试验研究了摩擦材料的耐热性能和摩擦磨损性能,获得了碳质双层纸基摩擦材料的静摩擦力矩曲线.试验结果显示,碳质双层纸基摩擦材料耐热性能良好,动摩擦稳定,静摩擦系数低,磨损率小,载荷适应性强,是一种适合于在高载荷条件下使用的低静/动摩擦系数比纸基摩擦材料.     

交流阻抗法评价氟改性乙烯基酯树脂的耐腐蚀性

用甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFHMA）对乙烯基酯树脂（VERs）进行共固化改性,采用FT-IR和XPS分析了固化物结构及表面性能,并采用交流阻抗（EIS）分析了不同氟含量的树脂涂层在质量分数为3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的交流阻抗谱,进行了等效电路、孔隙率及吸水率分析。结果表明,含氟乙烯基酯树脂固化后,氟元素在树脂表面富集;树脂涂层的阻抗值随氟含量的提高而逐渐增加;当DFHMA质量分数为7% 时阻抗值达到最高,且其孔隙率和吸水率均较未改性树脂涂层低;经DFHMA改性的VERs具有良好的抗渗透性和耐蚀性。     

成型温度对PPS分子结构及其摩擦性能的影响

用热压法制备聚苯硫醚(PPS)摩擦材料,研究成型温度对其结构摩擦性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦表面形貌和磨屑进行观察和分析.结果表明,随热压温度的升高可成型出具有线形、支链及交联结构为主的3种PPS材料,聚合物线形结构的改变有利于提高材料的耐磨性能,其中在370℃成型的材料表现出最佳的摩擦性能;PPS的磨损以热挤出和粘着转移磨损形式为主,该材料在摩擦过程中形成结合牢固、薄而均匀的转移膜,在摩擦性能中发挥重要作用.     

配副体积比对干滑动摩擦学特性与表面形貌的影响

由于摩擦热介入摩擦过程 ,金属干摩擦副双方的相对体积比影响材料的干摩擦磨损性能。试验结果表明 :在铸铁 /40Cr钢干滑动摩擦配副中 ,随着盘 /销体积的增大 ,配副的摩擦因数降低 ,磨损率增大 ;不同配副体积比条件下的摩擦表面具有不同的形貌特征 ,高的盘 /销体积比具有犁沟型表面形貌。这种形貌不利于摩擦热从摩擦表面的有效导出 ,从而使摩擦表面具有更高的温度 ;在实际运行条件下 ,对火车闸瓦的磨损速率检测也证明 :配副体积比对闸瓦磨损速率的影响与销盘试验所得研究结果具有相同的规律     

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。     

传统摩擦材料引入导热层对接触面温度的影响

在传统摩擦材料中引入导热层,在保证制动效果的前提下,既降低了材料的摩擦热,又提高了材料的性能。采用MPX-2000型磨损试验机和有限元模拟考察双层摩擦材料不同导热层厚度(1.5、3.0、4.5、6.0和7.5 mm)与不同导热系数(2、4、6、8和10 W/(m·K))对表面最高温度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦材料的磨损表面形貌进行分析。结果表明:引入导热层后,摩擦表面最高温度(18℃)和磨损率(29.6%)均降低。同时研究发现,增加导热层厚度摩擦材料的接触面温度降低,导热层厚度越大,导热系数影响的效果越明显。     

石墨含量对风电机组用铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金技术制备风电机组用的铜基摩擦材料。研究在不同的摩擦速度下,石墨的含量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:材料的磨损率随着摩擦速度的增加而增加。随着石墨含量的增加,材料的磨损率增加,由于石墨破坏基体的连续性使得材料的强度降低,从而使材料的磨损率增加。材料的摩擦系数随着石墨含量的增加而降低,这是因为材料摩擦过程中摩擦表面形成具有润滑作用的摩擦膜。石墨含量为10%的材料具有较好的摩擦磨损性能。     

轮轨踏面摩擦控制剂制备及性能研究

主要介绍了一种用于轮轨踏面的水基摩擦控制剂的制备方法,以及保持剂丙烯酸树脂乳液的固含量对于摩擦控制材料薄膜的基本性能、耐磨性以及摩擦系数的影响,从而优选出最佳的水性丙烯酸树脂加入量.实验结果表明,当丙烯酸树脂乳液的固含量为30%时,水基摩擦控制剂综合性能最优.     

含氟丙烯酸酯阴极电泳涂料的制备及防腐性能

选用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、封闭剂3,5-二甲基吡唑(DMP)、可阳离子化扩链剂三乙醇胺(TEOA)、含氟丙烯酸酯单体ZonylTM及其它丙烯酸酯单体合成了用于含氟阴极电泳(CED)涂料的阳离子型丙烯酸酯树脂和阳离子型封闭异氰酸酯固化剂(TId). 通过傅立叶变换红外光谱对合成的树脂和固化剂进行了表征;采用差示扫描量热、热重分析法分析了CED涂料的固化行为,发现CED膜可在较低温度(90 ℃附近)开始交联. 对含氟CED膜接触角的测定证实,含氟阴极电泳涂料是得到低表面能涂层的有效方法. 利用电化学阻抗谱对漆膜的耐腐蚀性进行了分析,发现含氟丙烯酸酯的引入可以提高漆膜的防腐性能.     

时效温度对铝青铜Cu14Al-X摩擦特性的影响

利用扫描电镜和光学显微镜对铝青铜Cu14Al-X经920 ℃×2 h固溶处理,对经450、580、650 ℃ 3种温度下进行时效处理后的微观组织、磨损表面形貌进行了分析,研究了时效温度对铝青铜Cu14Al-X摩擦性能的影响.结果表明,以0.2 m/s的速度滑动720 m后,经450 ℃×3 h时效处理的铝青铜Cu14Al-X在低载荷(50 kg)下其摩擦系数最小,减磨性能最好,同时具有最好的耐磨性.而580 ℃×3 h时效处理后,高、低载荷下都表现出优秀的耐磨性,表明在此温度下时效处理后材料的承载能力最好.     

新型改性水溶性生态土壤稳定剂的微观特性及固土机理分析

为揭示新型改性水溶性高分子材料(W-OH固化材料)的微观特性与生态固土机理,通过红外光谱、元素分析、热重分析、X射线粉末衍射、BET测试、扫描电镜等方法分析W-OH水溶液固化体和W-OH固化土体的微观结构及固土机理.结果表明:W-OH固化材料与W-OH水溶液固化体主要含有酰胺、烷基等官能团;不同体积浓度的W-OH水溶液固化体老化后的特征衍射峰位置、吸收峰强度基本一致.W-OH水溶液固化体中C、N、H元素质量含量随浓度增大而减少且随老化时间的增长而趋于稳定.W-OH水溶液固化体老化前后的起始失重温度分别为25℃和260℃.老化前后,不同体积浓度W-OH固化土体的比表面积与孔容变化趋势一致;随老化时间增加,比表面积增加但孔容变化不明显.W-OH固化土体中并没有产生新的官能团与矿物成分,只是与土体发生交联、吸附、絮凝等作用,达到加固土体的作用.