g-C_3N_4@TiO_2纳米纤维膜的改性及其固氮性能

为解决电催化剂使用过程中需要负载在导电基材上以及容易从基材上脱落的难题,急需开发一种具有自支撑特性的导电纳米纤维膜,并实现其在室温条件下的固氮性能。采用静电纺丝技术和原位聚合法得到石墨相氮化碳@二氧化钛(g-C_3N_4@TiO_2)纳米纤维膜,将其作为导电自支撑基材,进一步通过溶剂热法制备具有多级结构的二硫化钨(WS_2)修饰的WS_2@g-C_3N_4@TiO_2纳米纤维膜,并对其进行表观形貌、晶型结构表征及固氮性能测试。结果表明:在中性电解液中WS_2改性后的纳米纤维膜表现出优良的电催化活性,在相对于可逆氢电极-0.55V时氨产率达9.51×10~(-10) mol/(s·cm~2),经5次循环测试后氨产率基本保持稳定。     

聚苯胺/涤纶导电复合纤维的制备

先将涤纶纤维在苯胺溶液中预浸泡,然后进行处理,再将纤维置于氧化剂的酸溶液中使苯胺在纤维上氧化聚合,同时进行掺杂制得聚苯胺/涤纶导电复合纤维。讨论了苯胺单体含量、掺杂酸浓度、氧化剂浓度、反应温度及时间对纤维导电性能的影响。实验表明,采用此法制得的导电纤维具有较高的聚苯胺含量和优良的导电性能,电导率达10~(-2)S/cm数量级。     

导电纤维的回顾与展望

本文综述了导电纤维的发展过程,并就导电纤维的发展方向进行了展望。早在五十年代,就开始了对合成纤维抗静电处理方法的研究,当时产品的性能尚不甚完善。七十年代发展的导电成份复合型导电纤维,是将含导电微粒的高聚物与成纤聚合物一起复合纺丝。所得纤维的性能良好。在进一步研究的基础上,导电成份覆盖型导电纤维也被开发。本文介绍了国内外研究较为深入的三种制备导电成份覆盖型导电纤维的方法。其一是在纤维表面形成聚毗咯层;其二为在纤维表面镀复金属层;其三在纤维表面发生化学反应,形成金属化合物覆盖层。实践中发现上述三种方法制备的导电纤维各有千秋。最后本文对导电纤维的发展方向作了展望,指出结构型的导电聚合物是导电纤维的发展方向。     

碳纤维水泥基复合材料导电机理的探讨

通过研究水泥基体的导电性能和不同纤维掺量、外力作用下及掺入骨料后的碳纤维水泥基复合材料的导电性能,探讨碳纤维水泥基复合材料的导电机理.研究表明,水泥基体的电阻随水化时间显著增加,其导电机理是强电解质溶液的离子导电;碳纤维水泥基复合材料的电阻率随纤维掺量增加而显著降低,其电导由接触导电、隧道导电和离子导电3种机制共同决定;碳纤维水泥基复合材料在压力作用下,电阻率因界面接触的改善和纤维搭接概率的增加而降低,在拉力作用下,电阻率因纤维的拔出、折断而提高;骨料的引入增加了复合材料的电阻,这是由于骨料增加了纤维分散的难度和折断的概率,同时阻碍了纤维的搭接并提高了隧道势垒.     

静电纺丝法制备图案化微纳米纤维薄膜

使用几种网孔结构的导电模板和绝缘模板作为静电纺丝收集装置,制备了图案化的微纳米纤维薄膜,并对其微观形貌进行了表征,对图案化形成机理进行了分析。结果表明,电纺纤维总是趋于沿电场线的方向运动,当导电网孔模板作为收集装置时,电纺纤维向导电格子聚集形成图案化纤维薄膜;当绝缘网孔模板作为收集装置时,电纺纤维避开绝缘模板格子,向模板孔洞聚集形成图案化薄膜。     

航天服用“屏蔽-发热”一体化导电织物的制备

航天服是保障航天员生命安全与工作环境的密闭多功能服装,具有阻挡辐射、维持宇航员体温等功能.本文分别选用亚麻织物、竹浆纤维织物和涤纶织物作为织物基底,采用简单高效的化学镀技术制备兼具电磁屏蔽效能和发热性能的"屏蔽-发热"一体化Cu-Ni合金导电织物.利用XRD和SEM表征导电织物的微观形貌和晶体结构,利用TGA来表征导电织物的热稳定性,并探讨了不同导电织物的电磁屏蔽效能和发热性能.结果表明:不同基底的"屏蔽-发热"一体化导电织物均表现出优异的屏蔽和发热性能.     

PAN／Cu／Ni纤维及复合材料的电磁屏蔽性能

用聚丙烯腈纤维经化学镀铜再电镀镍制成的导电ＰＡＮ／Ｃｕ／Ｎｉ纤维作填料，与ＨＩＰＳ树脂熔融共混，制备了导电复合材料．对纤维表面镀层的形态结构、导电性及复合材料的导电性和电磁屏蔽性（包括导电填料量、混炼时间及纤维表面处理等）进行了深入地研究．同时对复合材料电磁屏蔽的理论值与实验值做了比较．     

对甲基苯磺酸掺杂的聚苯胺纳米纤维的制备

在有机相中,使用对甲基苯磺酸对聚苯胺进行掺杂,制备了分散性极佳且导电性能良好的单根纳米纤维。实验表明:掺杂剂对甲基苯磺酸与单体苯胺的摩尔比大于2时才能有效提高纳米结构的有序性;良溶剂与不良溶剂的体积分数为35%时可制备得到线性的纳米纤维,纤维呈中空管状结构,长度在15～50μm之间,直径500～800 nm。     

超声分散法制备聚酰亚胺／碳纳米管复合材料

以3,3′4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)及4, 4′-二氨基二苯基醚(ODA)为基本原料, 采用超声分散法,掺入碳纳米管,制备了聚酰亚胺/碳纳米管复合材料. 在不同超声时间、不同超声频率下对纳米粒子进行了分散研究,并对聚酰亚胺/碳纳米管复合材料结构表征,从力学性能,导电性能等方面进行了研究. 研究表明:超声频率325 Hz,超声时间90 min时,碳纳米管在聚酰亚胺膜中得到很好分散,聚酰亚胺/碳纳米管复合材料的力学性能和导电性能优于聚酰亚胺膜.     

聚苯胺/氨纶复合导电纤维的制备工艺探讨

采用“现场”吸附聚合法制备聚苯胺／氨纶复合导电纤维。重点讨论聚合条件的改变，对纤维导电性能的影响，以获取制备聚苯胺／氨纶复合导电纤维的最佳工艺。研究结果表明：氧化剂的用量、掺杂剂浓度、苯胺单体浓度对纤维导电性能影响较显著；而反应时间、温度对纤维的导电性能影响不大。并对该导电纤维的力学性能进行了研究，结果表明，该纤维基本上保留了原有的力学性能，可进行下一步加工。     

纤维织物和耐烧蚀填料对硅橡胶涂覆织物性能的影响

为研制防隔热效率更高的耐烧蚀硅橡胶涂覆织物,采用不同种类的纤维织物和耐烧蚀填料制备出多种新型硅橡胶涂覆织物,并分别研究了纤维织物种类、耐烧蚀填料种类和用量对硅橡胶涂覆织物力学性能和烧蚀性能的影响。实验结果表明:当选用碳纤维布(T300)作为增强骨架材料时,硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能最优;随着耐烧蚀填料添加量的增大,硅橡胶涂覆织物的邵氏A硬度逐渐增大,其拉伸强度和断裂延伸率均呈现出先升高后降低的趋势;综合考虑力学性能,耐烧蚀填料的最佳用量为2 g/100 g;耐烧蚀填料能有效提高硅橡胶涂覆织物的烧蚀性能,其中酚醛纤维和黏胶基碳纤维的增强效果更好。     

聚脲弹性体涂覆结构抗侵性能与层间作用机制研究

研究了聚脲弹性体涂覆钢板、涂覆纤维复合材料板抗破片侵彻性能以及涂层与底材层间作用机制.通过弹道试验加载3.3 g立方体破片撞击聚脲涂覆钢板、FRC板结构,获得无涂覆、迎弹面涂覆和背弹面涂覆3种涂覆类型结构的弹道极限,得到了不同涂覆方式下结构抗侵彻性能差异以及变形与失效特征.结果表明,聚脲弹性体涂层对涂覆结构抗破片侵彻性能的影响作用与涂覆底材自身的吸能机制相关;钢板吸能形式为局部变形与剪切冲塞,涂层对钢板耗能作用影响小,且能够有效提高结构抗侵性能,迎弹面涂覆效果优于背弹面;FRC板吸能形式主要为背部纤维的拉伸断裂与层间分离,背弹面涂层抑制纤维板吸能作用,大幅降低涂覆结构抗侵效率.      

硬涂层材料对碳纤维增强复合材料叶片的振动特性影响

针对两类具有压电和压磁效应的典型陶瓷基材料的硬涂层,考虑硬涂层材料和碳纤维增强复合材料各向异性特征,建立硬涂层-碳纤维增强复合材料叶片动力学模型,基于模态分析的方法得出硬涂层材料对叶片固有频率的影响,采用谐响应分析方法研究叶片的振动响应特性,并对叶片不同转速下的固有特性进行分析。研究了硬涂层材料涂覆的厚度及位置对碳纤维增强复合材料叶片振动特性的影响,结果表明,具有压电效应的硬涂层材料涂敷在碳纤维增强复合材料叶片上可以减小振幅,从而达到减振的目的,且涂敷在叶盆上的减振效果优于涂敷在叶背上。     

新型活性碳涂层固相微萃取进样器的研制

研制了活性炭涂层固相微萃取进样器。推导了萃取量与样品体积和组分浓度间的数学关系式。建立了活性炭涂层固相微萃取/热脱附法测定气体中苯的方法。提出了改变样品体积测定组分浓度和吸附常数的方法。当采样体积≤100mL时,萃取量与样品体积存在线性关系。样品浓度≤52ng·mL^-1 时,萃取量与浓度的线性关系为 A=140.09C+16.24,相关系数0.996。实验测定萃取量倒数与样品体积倒数的线性方程为：1/A=0.11805/V_g+0.00011,相关系数R²=0.999,活性炭涂层对苯的吸附常数为2.15×10⁶。实测苯的相对标准偏差（RSD）<6.98% (n=6),相对误差7.50%,检出限是5.86×10^-6ng·mL^-1,线性范围10⁴,对苯的最大吸附量2636ng,灵敏度比商品固相微萃取（PDMS）高近50倍。     

聚酰亚胺/聚乙烯醇湿敏材料性能对比分析

湿度是仓储、民爆等领域一个重要的环境参量,湿敏材料感湿特性直接决定了传感器本身的性能优劣。选择光纤湿度传感器最常用的两种湿敏材料聚酰亚胺和聚乙烯醇作为研究对象,通过在光纤布拉格光栅表面涂覆两种不同的湿敏材料,分别对传感器的灵敏度、响应时间、长期稳定性进行测试。实验结果显示:涂覆聚酰亚胺的湿度传感器线性度可达99.98%,灵敏度为5.4 pm/%,响应时间为9.7 min,最大波长偏移量为5.6 pm;涂覆聚乙烯醇的湿度传感器在相对湿度60%~90%的高湿范围内具有更高的灵敏度,因此更适于高湿环境下的湿度测量。     

城市微区电波传播特性研究

阐述了一种三维电波传播模型来预测城市环境下的传播损耗．该模型建立在几何光学理论和几何绕射理论的基础上,模型考虑了地面和墙壁的反射,建筑物墙角和屋顶的绕射,计算出非视距区域的路径传播损耗     

被动毫米波成像系统探测碳纤维复合材料研究

为提高基质材料在被动毫米波成像系统(PMMW)的检出率,向基质材料内添加自制碳纤维化学镀材料. 实验结果表明:镀银镍碳纤维(ANCF)、镀铜镍碳纤维(CNCF)、镀镍碳纤维(NCF)在PMMW中显示的相对电压值依次降低,成像效果依次增强;单纯基质材料矿酯和面粉几乎不能成像,石墨粉稍有成像,添加质量分数为0.3%的镀镍碳纤维(NCF)后,3种基质成像效果均明显提高.      

稠油热采井改性纤维复合防砂实验研究

单一的防砂技术在稠油热采井中的应用受到一定限制,为解决热采井防细粉砂,从改善纤维复合防砂技术体系中的基体（树脂涂敷砂）性能入手,以期使纤维复合防砂技术能够用于热采井防砂。通过考察水溶性酚醛树脂、ER树脂粉末、偶联剂、增强剂加量对砂体抗压强度和渗透率的影响,分析了体系中各组分的作用机理。通过室内实验优化了纤维防砂体的配方,研究表明,偶联剂、改性剂、增强剂、ER树脂粉末、水溶性酚醛树脂SR1、石英砂之间的质量比为（0.15~0.20）∶3.1∶1.5∶（2~4）∶10∶100时体系具有较高的防砂强度,并且在350℃下仍能保持在3MPa左右,较不加入纤维时高30%,渗透率可增加10%左右。     

光纤Bragg光栅应力增敏研究

应力增敏的研究是光纤Bragg光栅传感的重要课题之一.提出了光纤Bragg光栅应力增敏的模型,推导了该模型的等效弹性模量计算公式,得到了应力与中心波长相对偏移量的关系和应力灵敏度系数表达式,表明通过适当选择弹性体的弹性模量和尺寸,就可以提高应力灵敏度系数.用弹性聚合物封装的光纤光栅理论和实验应力灵敏度系数分别是6.64×10-10Pa-1和6.14×10-10Pa-1,各为裸光纤光栅轴向应力灵敏度的57.8和54.8倍.应力灵敏度系数的理论值和实验值吻合很好.     

1.3微米单模光纤耦合光学环行器

光学环行器是一种多端口非互易元件,它具有光的非互易传输特性.如图1所示,当光正向通过环行器时,只能依图中箭头方向传输,而当光反向依反序传输或是跳序传输时则被阻塞.由于光学环行器具有这一独特的功能,因此在光信息技术中有至关重要的作用.本文叙述一种适用于1.3μm光学环行器的结构及其性能测试结果.