一、纳米粘土/聚合物复合材料的制备(论文文献综述)
陆俊[1](2021)在《聚合物/粘土纳米复合材料的制备及其性能研究》文中研究指明聚合物/粘土纳米复合材料将有机高分子与无机纳米粘土(MMT)特性充分结合,展现出优异的功能性和极高的应用价值,成为了近年来的研究热点,但由于粘土与聚合物的相容性差,存在着如何实现粘土的定向排列以解决其分散性等问题。因此本课题设计对MMT进行有机改性处理并与水性聚氨酯(WPU)、聚乙烯醇(PVA)、热塑性聚氨酯(TPU)复合制备了一系列聚合物/粘土纳米复合材料,具体研究内容如下:1.设计采用氨基磺酸盐(AS)对MMT进行改性(AS-MMT),通过预聚体乳化法与WPU复合制备了一系列WPU/AS-MMT纳米复合乳液、复合膜及涂层,探究了不同AS-MMT含量对乳液粒径,对复合膜形貌结构、力学性能、耐热性、耐水性及对复合涂层的气体阻隔性能的影响。SEM和XRD的结果显示,AS-MMT在复合膜中均匀分散,并随着AS-MMT含量的提升在WPU中逐渐形成规整的定向排列;拉伸测试结果表明,WPU/AS-MMT-60 wt%复合膜的拉伸强度和模量分别增加到62.45 MPa和9.82 GPa;复合膜的吸水率在AS-MMT含量为70 wt%时下降至2.23%;WPU/AS-MMT-50 wt%纳米复合涂层的水蒸气透过率(WVTR)和氧气透过率(OTR)分别达到2.68 g/(m2·day)和26.71 cm3/(m2·day·bar),较WPU下降了73.3%和46%。2.设计将PVA在AS-MMT水分散液中溶解共混,分别采用溶液蒸发法和真空抽滤法制备了一系列PVA/AS-MMT纳米复合膜及复合涂层。ATR-FTIR结果显示,AS-MMT成功通过氨基与硫酸根与PVA形成了氢键作用;SEM和XRD的结果显示,随着AS-MMT含量的增加,其在复合膜中有序定向排列,PVA对AS-MMT进一步插层和剥离;拉伸测试结果表明,真空抽滤法制备的复合膜的力学性能优于溶液蒸发法,在AS-MMT含量为40 wt%时,复合膜的拉伸强度和杨氏模量分别可达147.85 MPa和8.18 GPa,与纯PVA相比分别提高至2.76倍和10.23倍;阻隔性能结果显示,复合涂层的WVTR和OTR可下降到4.64 g/(m2·day)和0.82 cm3/(m2·day·bar)。3.设计通过自制的阳离子水性聚氨酯对MMT进行吸附改性得到OMMT,由溶剂共混法与TPU复合制备得到TPU/OMMT纳米复合膜,探讨OMMT对复合膜形貌结构、力学性能、耐热性、耐水性和透光率的影响。研究结果表明:OMMT与TPU具有良好的相容性,在TPU中呈均匀的、完全剥离的分散状态;当OMMT含量达到3 wt%时复合膜的拉伸强度、模量及断裂伸长率分别可达到64.05 MPa、17.41 MPa和887%,较纯TPU分别提高了67.3%、59.6%和20%,实现了既增强又增韧;复合膜的吸水率下降到1.6%,并在低于5 wt%的OMMT含量下保持80%以上的透光率。
赵鹏[2](2021)在《界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响》文中认为聚合物基纳米复合材料近些年来受到国内外学术界与工业界的瞩目。与常规聚合物基复合材料相比,这种聚合物纳米复合材料最突出的特点在于只需添加很少的纳米填料(3~5wt%)就可以实现复合材料诸多性能的显着提升,并且不损失材料原有的特性。通过添加纳米填料实现聚合物基纳米复合材料性能的提高有两个关键因素:一是纳米填料需以高度无规剥离状态均匀分散在基体中;二是在聚合物基体和纳米填料之间构建一定强度的界面作用力。本实验室创立的“粘土淤浆复合法”已经成功解决了粘土在聚合物基体中均匀分散并且高度无规剥离这一关键问题。如何在聚合物基体与纳米粘土之间构建较强的界面作用力以及界面强度对纳米复合材料力学性能的影响是这一领域的关键和难点。本文以环氧树脂(EP)为基体,采用两种不同的策略在环氧树脂基体和粘土片层间成功构建了较强的界面作用力,重点研究了不同界面强度对EP/粘土纳米复合材料力学性能的影响。主要研究结果如下:1.用溴代正丁烷(BB)与等摩尔的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)反应,制备了保留部分叔胺基的反应型季铵盐(BBDMP30);同时通过对DMP30的酸化反应合成了与BBDMP30结构相似的非反应型有机修饰剂(CPDMP30)。分别以这两种化合物作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,获得了两种性质不同的有机化粘土(反应型的BBDMP30-clay与非反应型的CPDMP30-clay)。以这两种粘土为增强体,通过“粘土淤浆复合法”制备了具有相同无规剥离结构但界面强度不同的两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,通过透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)测试揭示两种不同性质的有机粘土都以高度无规剥离形式分散在环氧树脂基体当中。在此基础上,探究了界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学/热机械性能的影响。拉伸测试结果表明:粘土质量分数为3.5%时,BBDMP30-clay/EP纳米复合材料的拉伸强度提高幅度达250%;这可归因于BBDMP30-clay上保留的叔胺基团在固化阶段参与了固化反应,在粘土片层与环氧树脂基体间形成了较强的界面作用力。非反应型的CPDMP30-clay因所构建的界面强度相对较弱,只能使纳米复合材料的拉伸强度提高190%。动态力学分析(DMA)显示BBDMP30-clay导致纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)提高了6℃,而CPDMP30-clay仅使得材料的Tg提高了3℃。2.将质子化的乙醇胺(MEA)用作有机修饰剂改性粘土,得到乙醇胺改性粘土(MEA-clay)。在环氧树脂/MEA-clay纳米复合材料制备过程中添加叔胺2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)作为催化剂,促使有机修饰剂上的羟基与环氧预聚体上环氧基团发生反应,从而在环氧树脂基体与粘土片层间形成了化学健,从而构建了较强的界面作用力。同时制备了不添加催化剂的环氧树脂/MEA-clay纳米复合材料(界面作用力为中等强度的氢键)作为参比。透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)测试揭示两种不同途径制备的环氧树脂/粘土纳米复合材料具有近似的无规剥离/插层混合结构。拉伸测试结果表明:粘土质量分数为3%时,催化体系制备的纳米复合材料的拉伸强度提高了176.92%,而非催化体系则为147.69%。动态力学分析(DMA)显示两种不同体系制备的纳米复合材料的玻璃化转变温度(Tg)分别提高了1.53℃和0.54℃。
王利瑶[3](2021)在《基于丁香酚的生物基环氧树脂的合成及其复合材料性能研究》文中研究表明如今社会面临两个严峻的问题,分别是废弃石油化工材料对环境的污染与化石能源的枯竭。所以采用可再生资源制备的材料越来越受到人们的重视。当前使用最多的仍然是不可再生的石油化工资源,这不符合绿色发展的要求,未来的应用势必会受到限制。因此,研发生物基环氧树脂替代现有的石油基环氧树脂具有重要的现实意义。但生物基环氧树脂的综合性能通常无法与石油基环氧树脂媲美,一个有效的解决方法是在生物基树脂中加入纳米填料。本文通过分子设计,合成了丁香酚基环氧单体,用KH560改性氮化硼;吉拉尔特试剂T改性粘土,并结合“界面作用”和“纳米复合”原理,制备了一系列高性能丁香酚基环氧树脂纳米复合材料,重点研究了有机改性纳米填料对生物基环氧树脂各项性能的影响。主要研究结果如下:1以丁香酚、环氧氯丙烷和1.1.3.3-四甲基二硅氧烷为主要原料,合成了一种生物基环氧树脂,并选择了四种不同的胺类固化剂:异佛尔酮二胺(IPDA)、卡德莱LITE2002固化剂、聚醚胺(D230)和二乙烯三胺(DETA),与其进行固化反应,制备了一系列丁香酚基环氧树脂材料。研究了不同固化剂对最终产物的机械性能和热性能的影响,旨在选出合适的固化剂进行下一步研究。实验结果表明,四种固化剂均能与生物基环氧树脂进行固化,其中刚性固化剂IPDA固化后的IPDA-EU表现出最优异的力学性能(29.37MPa)和最高的玻璃化转变温度(47.55℃)和较高的储能模量(1319MPa)。长链的柔性固化剂D230则具有最高的储能模量(1512MPa)。这项工作值得继续深入研究,为接下来的工作打下基础。2首先使用强碱溶液对六方氮化硼(h-BN)进行预处理,使h-BN表面携带更多羟基,得到表面羟基化氮化硼(BN-OH),再用偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)处理BN-OH,使KH560连接在氮化硼纳米粒子表面,得到BN-KH560。将其添加到丁香酚环氧树脂(EUEP)中,IPDA作为固化剂,制备出了一系列丁香酚基环氧纳米复合材料。与纯生物基环氧树脂对比,EUEP/BN-KH560纳米复合材料的力学性能,热性能,摩擦性能都有很大提升:添加2wt%BN-KH560的复合材料的摩擦系数由0.711降低至0.498,储能模量由1004MPa增加至1856MPa,拉伸强度由25.92MPa增加至29.82MPa。这是由于BN-KH560表面带有可以与固化剂反应的基团,这些纳米填料在固化过程中参与反应,形成交联点,构建了较强的界面作用。同时纳米填料表面的活性基团增多,也能使其更好地分散在环氧基体中。3选用吉拉尔特试剂T来修饰纳米粘土得到有机改性粘土(T-Clay),利用独创的“粘土淤浆复合法”工艺制备了丁香酚环氧树脂/粘土纳米复合材料。TGA,XRD,FT-IR,TEM等测试结果表明:T-Clay以无规剥离形式均匀分散在生物基环氧树脂基体中。T-Clay本身具有反应活性,能够参与固化反应,从而在生物基环氧与T-Clay之间构建了具有一定强度的界面作用力。T-Clay质量分数为2%时,复合材料的力学强度达到了37.49MPa,比纯生物基环氧树脂的24.71MPa提高了51.71%;复合材料的玻璃化转变温度达到了54.36℃,比纯生物基环氧树脂的45.06提高了9.3℃。这些性能的提高使生物基环氧纳米复合材料具有更宽广的应用范围。
白震媛[4](2021)在《抗污损聚丙烯酰胺基水凝胶的制备及其铀吸附性能研究》文中研究说明鉴于当前陆地铀资源短缺所引起的核工业铀原料供给不足的实际问题,开发高效海水提铀吸附剂,将为我国的核工业原料充足稳定的供给提供技术支持。聚丙烯酰胺(PAM)基水凝胶材料因其含有大量亲水性基团和较好的离子吸附性能,被广泛应用于吸附材料的制备及水处理领域。然而,PAM水凝胶功能单一,吸附位点少且力学性能较差,远不能满足实际应用的需求。因此,本文从构建高吸附容量、抗生物污损和高机械强度的PAM水凝胶吸附材料出发,利用聚多巴胺(PDA)插层蒙脱土(MMT)纳米片、精氨酸(Arg)接枝氧化羧基纤维素纳米纤维(OCNFs)、聚吡咯(PPy)负载共聚物网络、金属有机框架(MOFs)负载共聚物网络对PAM水凝胶进行调控,使其获得独特的微观结构、快速的离子传输路径、优异的防污特性,从而提高PAM基水凝胶材料在海水中对铀的提取能力、提取速度和循环稳定性。具体包括四个方面内容:利用PDA插层MMT纳米片并通过丙烯酰胺(AM)单体进行自由基聚合,构建一种具有微纤维三维网络结构的MMT-PDA/PAM纳米复合水凝胶。力学研究表明,所制备的水凝胶在经历30次的压缩循环疲劳迟滞测试后,总应变值可达90%,且该水凝胶在海水中浸泡30天后,仍表现出较大的应变能力,相较初始值(1678%)下降了27%。吸附性能测试显示当DA和MMT的加入量分别为0.6 wt.%和10 wt.%时制备的MMT10-PDA0.6/PAM具有对铀酰离子的最大吸附容量。结合动力学模型、吸附等温线模型以及热力学拟合结果可知铀酰离子在MMT10-PDA0.6/PAM上的吸附是一个自发吸热的单分子层化学吸附,当吸附剂用量为0.4 g·L-1时,在298.15 K、p H=6.5、初始浓度为500 mg·L-1的铀溶液中的理论吸附最大容量可以达到617.28 mg·g-1。抗海藻测试证实,相比于MMT10-PDA0.6和MMT10/PAM,MMT10-PDA0.6/PAM在接触小新月菱形藻(Nitzschia closterium)八天后,并不影响其生长且表现出良好的抗粘附性能。在1 mg·L-1铀加标的含藻模拟海水中,吸附剂对铀的吸附性能可达2130μg·g-1。利用共价交联法将天然两性离子Arg接枝到由汉麻纤维衍生的OCNFs表面,并将AM前体溶液通过氢键交联反应填充到OCNFs-g-Arg复合材料的残留通道,从而获得了具有高度排列的三维网络结构的OCNFs-g-Arg/PAM纳米胶体水凝胶。力学测试显示,随着OCNFs-g-Arg复合材料的引入,OCNFs-g-Arg/PAM显示出显着改善的机械性能,断裂拉伸强度相较PAM增加了12倍。吸附实验表明当吸附剂用量为0.2 g·L-1时,OCNFs-g-Arg/PAM在298.15 K下,p H=8.0、初始浓度为200 mg·L-1的铀加标海水中,最大理论吸附容量为465.12 mg·g-1。当OCNFs-g-Arg与AM的质量比为3:20时,OCNFs-g-Arg/PAM与小新月菱形藻接触七天后表面的附着密度为51.66±6.12 mm-2,是OCNFs/PAM表面附着量的7.76%。经历六次铀吸附-解吸实验,OCNFs-g-Arg/PAM的铀吸附容量和拉伸应力仅下降了初始值的6.80%和26.40%。在模拟海水和真实海水条件下,OCNFs-g-Arg/PAM对铀酰离子表现出优异的亲和性。DFT计算表明OCNFs-g-Arg/PAM中的胍基端基和羧基端基均可代替UO2(CO3)34-中的一个CO32-形成更稳定的结构。通过紫外光触发的自由基聚合反应一锅合成基于AM、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和1-乙烯基-3-丁基咪唑鎓(VBIMBr)的水凝胶膜,利用恒电流聚合法向其中均匀地负载PPy纳米级添加剂,最终制备了具有分级孔结构的抗污损型P(VP-AM-VBIMBr)/PPy水凝胶膜。力学性能表明,当PVP、AM和VBIMBr三者比例为1:4:1时,水凝胶膜机械性能良好,断裂拉伸强度和断裂伸长率分别为109.85 k Pa和311.84%。吸附实验表明当吸附剂用量为0.3 g·L-1时,在298.15 K下,p H=8.0、初始浓度为200 mg·L-1的铀加标海水中,最大理论吸附容量为558.66 mg·g-1,且铀酰离子在P(VP-AM-VBIMBr)/PPy上的吸附是一个自发吸热的单分子层化学吸附过程。抗菌和抗海藻测试显示,由于P(VP-AM-VBIMBr)/PPy的极性基团与细菌或藻类细胞膜上的疏水性侧链结合,其对金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(E.coli)、海洋细菌和小新月菱形藻的生长表现出明显的抑制效果。此外,在干扰离子存在的情况下,P(VP-AM-VBIMBr)/PPy仍能在24 h内从100倍共存离子加标的海水中提取19.93±0.63 mg·g-1铀酰离子。通过带相反电荷的海藻酸钠(SA)和聚乙烯亚胺(PEI)之间的静电相互作用作为第一网络以及N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)交联的PAM链作为第二网络,形成平衡电荷的双网络聚电解质水凝胶。进一步在上述水凝胶中模板化生长ZIF-67晶体,最终构筑了具有水稳定性、分级孔隙率和抗生物污损的ZIF-67/SAP双网络水凝胶。力学性能表明当SA与PEI的比例为1:0.45时,材料的压缩模量可达102.88±5.94 k Pa,此时其含水量为91.10±2.90%。吸附实验表明当吸附剂用量为0.4 g·L-1时,在298.15 K下,p H=8.0、初始浓度为200 mg·L-1的铀加标海水中,最大理论吸附容量为621.12 mg·g-1。在五个吸附-解吸循环后ZIF-67/SAP0.45双网络水凝胶仍具有足够的稳定性。抗菌和抗海藻测试显示,平衡电荷的双网络水凝胶可有效抑制细菌生长并防止大型藻类的粘附,从而提高海水中铀的吸附性能。海试实验表明该吸附剂的吸附性能可达6.99±0.26 mg·g-1。此外,这种平衡电荷的通用策略能够将不同种类MOFs晶体(包括HKUST-1、MIL-100和ZIF-8)转化为可成型的水凝胶,并用作海水提铀工业化的理想吸附材料。
谈灵操[5](2020)在《基于拉伸流变的多孔微灌带一步法连续成型及其性能研究》文中指出我国人均水资源占有量持续下降,微灌技术对提高水资源利用率、促进农业增产增收、保证国家粮食安全起到至关重要的作用。虽然我国在节水灌溉器的研制方面取得了一定进展,但依然存在制造过程复杂、成型效率低、维护与回收再利用困难等缺陷。针对该问题,本文在团队自行研制体积拉伸流场主导的偏心转子挤出机基础上,采用挤出发泡吹塑一步法,在较短热机械历程下制造出新型低密度聚乙烯(Low-density polyethylene,LDPE)基与全生物降解的聚乳酸(Polylactic acid,PLA)基多孔微灌带,并对其微观结构与水力性能等关键指标进行了深入研究。主要工作如下:首先,分析了偏心转子挤出机输送特性及原理,并基于体积拉伸流变主导的塑料挤出特性制备了LDPE基发泡材料,通过在LDPE2426H基体中加入纳米炭黑(Carbon black,CB)、LDPE2520D、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、过氧化二异丙苯(Dicumyl peroxide,DCP)交联剂等不同材料,提高熔体强度及泡孔成核密度进行挤出发泡以改善泡孔结构,探究复合、共混与交联对聚合物泡沫材料结构与性能的影响。结果表明:多相多组分物料在体积拉伸流场下挤出发泡实现了良好混合分散,显着降低泡孔尺寸、提高泡孔密度与孔隙率,从而改善泡孔结构,明显提高泡沫性能。其次,利用偏心转子挤出机挤出发泡吹塑过程的双向拉伸破孔机制,构建微灌带内部的多孔多通道微观形态,制造出具有不同孔隙率与开孔率的多孔微灌带,研究了其综合性能与开孔机理。实验表明:拉伸或吹胀作用均可对泡沫进行良好地破孔,两者协同作用可实现更高的破孔效率,且开孔更为均匀,过高的拉伸比与吹胀比均会降低孔隙率与开孔率;拉伸比为2.0、吹胀比为1.2时,孔隙率与开孔率达到最高值;添加相容或不相容的第二相、交联或纳米复合可有效提高微灌带的孔隙率与开孔率,但不同材料体系在拉伸与吹胀过程中的开孔效率与机理有所差异,含有不相容硬相PS的LDPE基发泡材料开孔效率最低。接着,研究所成型的LDPE基多孔微灌带的水力性能,以及拉伸比与吹胀比、泡沫微观结构与水力性能之间的关系,并进一步剖析了微灌带渗流特性。结果表明:多孔微灌带的压力与流量关系符合指数关系,流态指数x介于0.9~2.0间,在很低压力下实现了微流量灌溉,具有良好的水力性能,且流量调节范围大;开孔率越高,流态指数x与渗透率K越大,渗水均匀度越高;拉伸与吹胀协同破孔可提高开孔均匀度,降低多孔微灌带的流态指数;适当的开孔率与灌溉压力可提高灌水均匀度。最后,采用本文所提出的挤出发泡吹塑一步法成型工艺,制备出全生物降解的PLA/聚丁二酸丁二醇酯(Polybutylene succinate,PBS)/有机蒙脱土(Organic montmorillonite,OMMT)纳米复合材料及其多孔微灌带,并研究了其力学性能、微观结构、水力性能等综合性能,探究PBS与OMMT对材料结构及性能的影响规律。实验表明:PBS形成原位亚微米级纤维,有利于材料的强韧化;OMMT在拉伸流场中实现了良好的分散、插层和剥离,并主要分布于PBS中和PBS/PLA界面上,其余以剥离态分布于PLA中,大幅提高了泡孔密度与孔隙率,降低了泡孔尺寸与表观密度;其水力性能与LDPE基多孔微灌带类似,压力与流量间符合指数关系,流态指数x介于0.9~1.7之间。本文所制备的多孔微灌带具有加工热历程短、成型过程简单、制造成本低、渗流特性好与流量调节范围大等优点,有望在使用过程中实现自适应的微流量节能灌溉,对推动多孔微灌带大范围应用具有重要的现实意义。
谢志鹏[6](2020)在《端羧基液体丁腈橡胶与环糊精改性环氧树脂的性能研究》文中研究指明目前,诸多研究发现,添加纳米颗粒等第三相,可以有效改善端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂的诸多性能。因此,本文将羧甲基化的β-环糊精加入到端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂复合材料中,并对改性环氧树脂的性能进行研究,探究了环糊精作为刚性填料改善橡胶增韧环氧树脂的潜力。为了提高β-环糊精与环氧树脂基体的界面作用与相容性,本文利用亲核取代法制备了羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD),并通过红外、核磁以及取代度测定分析了反应条件对合成产物的影响。另外,通过力学性能研究了CTBN的含量对环氧树脂的性能影响。研究发现,与纯环氧树脂相比,CTBN含量为20 phr时,断裂伸长率提高了183.2%,而弯曲强度和模量仅下降了12.4%和25.6%。之后,我们将制得的CM-β-CD和20 phr CTBN共同加入到环氧树脂中,制得三元纳米复合材料,并通过差示扫描量热仪(DSC)、热失重仪(TGA)、万能材料试验机和扫描电镜等对复合材料的诸多性能进行了研究。TG和DSC结果表明,加入0.5 wt%CM-β-CD时,玻璃化转变温度(Tg)并没有明显变化,但热稳定性相比于未加CM-β-CD的CTBN增韧环氧树脂有少许的提高。另外,通过力学性能研究发现,在端羧基丁腈橡胶/环氧树脂复合体系中引入适量的羧甲基-β-环糊精能够提高所得复合材料的拉伸模量及断裂伸长率;不过羧甲基-β-环糊精的加入亦导致所得复合材料的弯曲强度、弯曲模量及抗冲击强度下降。SEM结果表明,断裂面橡胶颗粒呈现明显的“海-岛”两相结构,明显发生颗粒脱粘空穴以及应力发白,而环糊精与树脂相分离,有一定的裂纹钉扎作用。
吴敏[7](2019)在《挤出机内水分子促进聚合物多相体系结构演变与性能提高及其机理》文中研究说明在聚合物熔体混炼挤出过程中,实现填料特别是纳米填料在聚合物基体中良好地剥离和分散是获得高性能复合材料的一个重要因素。基于水辅助混炼挤出(WAME)兼具普通熔融混炼挤出和溶液混合两种方法的优点,本文采用WAME设备制备聚合物共混物和聚合物基(纳米)复合材料。通过研究挤出过程中注入的高压水对聚合物多相体系的微观结构/相形态、流变性能和宏观性能及它们之间关系的影响,揭示高压水在挤出过程中促进填料剥离/分散和不相容共混物相形态演变的机理。采用普通挤出和WAME制备聚偏氟乙烯/埃洛石纳米管(PVDF/HNTs)纳米复合材料。结果表明,WAME有利于HNTs在PVDF基体中呈现良好的分散,这主要归因于PVDF分子链中氟原子或氢原子、水分子与HNTs硅氧基团之间形成的氢键。HNTs特别是通过注水改善其分散性有助于提高PVDF/HNTs纳米复合材料结晶度和β晶含量(HNTs为10 wt%时达到0.689)。较好的HNTs分散性以及较高的结晶度和β晶含量使PVDF/HNTs纳米复合材料的杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率得到提高。从拉伸断裂面形貌可推断,未注水和注水制备的PVDF/HNTs纳米复合材料的裂纹最初分别在HNTs团聚体附近和较薄的脆性断裂边缘区域形成。这归因于PVDF结晶行为和HNTs分散性对形成孔穴、楔形物和褶皱起着重要作用,这些孔穴、楔形物和褶皱是形成裂纹的根源,并且容易在HNTs团聚体较多或结晶度较低的区域形成。HNTs分散性的改善使注水制备的PVDF/HNTs纳米复合材料呈现较低的拉伸黏度和较高的断裂拉伸比。采用WAME制备聚甲基丙烯酸甲酯/膨胀石墨(PMMA/EG)复合材料。结果表明,与没注水制备的复合材料相比,WAME制备的复合材料中的EG呈现较好的剥离和分散,这有助于形成较多EG片层网络和增强PMMA-EG界面作用,从而提高复合材料的热导率(含7 wt%EG时为0.57 W/mK)和拉伸性能。通过高压水和挤出机螺杆剪切力的协同效应分析WAME促进EG在PMMA基体中剥离和分散的机理。在探索高压水对挤出制备的不相容PMMA/聚苯乙烯(PS)共混物相形态影响的过程中,发现高压水有助于改善PMMA/PS共混物的相容性,减小PS分散相的尺寸及其分布宽度,提高共混物的抗蠕变和拉伸性能。高压流变测试结果表明,对PMMA/PS共混物熔体,水分子的增塑效应强于压力的增稠效应。采用WAME制备PMMA/PS(60/40w/w)/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料。结果表明,注入的水与螺杆的剪切力的协同效应不仅有利于GO片层的分散,还有助于GO实现原位热还原从而得到还原氧化石墨烯(rGO,C/O比由GO的2.87提高至7.94),并促使rGO位于PMMA和PS两相的界面处。位于界面处的rGO通过与PMMA和PS分别形成氢键和π-π共轭作用而有效地增容不相容PMMA/PS共混物和得到稳定细小的共连续相结构,并促使rGO形成大量的热导通路。GO还原程度较大的纳米复合材料呈现较高的热导率和较好的热稳定性(加入0.8 wt%GO时热导率和耐热指数温度分别达到0.74 W/mK和179.3°C)。将含0.8wt%GO的纳米复合材料用作LED灯泡的热界面材料,使灯泡的表面温度降低约10°C。将WAME制备的PMMA/PS(60/40 w/w)/GO纳米复合材料进行高压釜发泡,研究GO含量对发泡纳米复合材料的泡孔结构和性能的影响。研究结果表明,随着GO含量的增加,PMMA相中的泡孔密度增加,而PS相中的泡孔平均直径减小、泡孔密度先增加后减小。PS相较小的泡孔有助于提高发泡纳米复合材料的压缩性能。GO含量较高时,发泡纳米复合材料较未发泡纳米复合材料的电导率要高(如GO含量为0.8 wt%时达到1.2×10-4 S/m),这主要归因于连续的PS相中较小的泡孔有利于rGO片层形成更多的相互连接的电导网络。发泡的PMMA/PS/rGO纳米复合材料具有较好的红外吸收性能和隔热性能,可用作建筑物的隔热材料。
王黑龙[8](2019)在《航天器外用硅橡胶及树脂基复合材料原子氧效应研究》文中研究指明原子氧效应是低地球轨道环境下最为严厉的环境效应之一。本论文利用激光爆破法高能氧束源地面模拟实验装置,对苯基硅橡胶热控涂层材料、纳米粘土增强环氧树脂复合材料、碳纤维增强氰酸酯复合材料的原子氧作用效应进行了系统的研究。苯基硅橡胶热控涂层材料,是一种广泛应用于航天器领域的材料。在原子氧暴露实验后,苯基硅橡胶热控涂层材料的质量增加,表明材料具有良好的抗原子氧腐蚀能力。表面化学和微观形貌分析,进一步揭示了原子氧轰击材料过程中发生的腐蚀与氧化反应过程,正是氧化反应过程中新生成的Si-O键逐渐在材料表面累积形成SiOx钝化层,保护着苯基硅橡胶热控涂层材料不再受原子氧的腐蚀。掺杂少量纳米粘土会使纳米粘土/环氧树脂复合材料的力学性能大大提高。本论文对纳米粘土/环氧树脂复合材料的原子氧效应进行了深入研究,发现掺杂纳米粘土提高了环氧树脂材料的抗原子氧腐蚀能力。对腐蚀深度、表面化学和微观形貌进行了分析,揭示了原子氧与环氧树脂复合材料之间的微观反应过程、机理,纳米粘土/环氧树脂复合材料在原子氧暴露实验后表面生成的“块状”物质层,在一定程度上防护材料不再受原子氧的腐蚀。碳纤维/氰酸酯复合材料,可用做太空望远镜镜壁材料。碳纤维/氰酸酯复合材料的原子氧效应研究中发现碳纤维的加入降低了氰酸脂材料相对于原子氧的腐蚀率,提高了其抗原子氧腐蚀能力。进一步的原子氧与碳纤维/氰酸酯复合材料之间的散射实验,探测到了原位反应产物CO、CO2、OH和H2O,揭示了原子氧与材料之间的腐蚀反应过程。对表面化学进一步分析,发现原子氧轰击材料的过程中还存在氧化反应过程。结合微观形貌信息,揭示了碳纤维/氰酸酯复合材料的抗原子腐蚀机理,碳纤维超强的抗氧化、抗腐蚀能力是碳纤维/氰酸脂复合材料相对于原子氧腐蚀率降低的主要原因。
陈春雨[9](2019)在《纳米羟基磷灰石及其复合材料制备方法的研究》文中研究指明羟基磷灰石是人体牙齿和骨组织中主要的无机材料,纳米羟基磷灰石(nHAP)及其复合材料由于良好的生物相容性和生物活性被广泛应用在仿骨材料当中。微波加热是一种能快速完全加热材料的加热方式,不仅能加快反应速率,还能改变由于加热不均匀造成颗粒大小不均的缺点。本论文首先从其合成方法的角度进行研究,探究了一种微波辅助溶胶-凝胶法合成纳米羟基磷灰石的新型方法,然后利用精氨酸(Arg)和聚精氨酸(poly-Arg)将纳米羟基磷灰石进行改性增加其生物相容性,并将改性的羟基磷灰石和纳米粘土混合制备复合材料,在再生组织工程和医学应用领域具有巨大的潜能。(1)本文利用微波辅助溶胶-凝胶法成功制备nHAP,分别从反应溶剂(水和乙醇),反应温度(25,40和60℃)以及微波效应三个方面来探究不同实验条件对产物结晶度、纯度和颗粒大小的影响,并且对制备的产物进行了一系列的分析表征:热重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)以及扫描电镜(SEM)。实验结果表明在溶胶-凝胶法中乙醇做溶剂更适合于制备结晶度高,纯度好的nHAP,并且nHAP晶体颗粒随着温度的升高而增大。我们开发了一种制备nHAP的方法:微波辅助溶胶-凝胶法,这种方法制备的nHAP颗粒分布更均匀且反应速度很快,和传统的溶胶-凝胶法方法相比大大提高了反应效率,在快速纳米颗粒制备方法中具有很大的应用潜力。(2)本文首先利用共沉淀法成功的将Arg和poly-Arg修饰在nHAP表面,通过茚三酮显色法检测nHAP-Arg中Arg的含量,采用XRD和FTIR表征手段确定nHAP上成功修饰了 Arg和poly-Arg,并且用TEM观察了nHAP-Arg和nHAP-poly-Arg晶体的形态,发现经过修饰的nHAP颗粒分布更加的均匀。之后我们又探究了经过Arg和poly-Arg修饰的nHAP和NCs的相互作用,通过制备NCs/nHAP-Arg和NCs/nHAP-Arg复合材料并探究其力学性能,发现经过修饰的nHAP和NCs的界面相互作用力变强,之后采用一系列表征手段观察晶体特征和形态,恒温滴定量热法(ITC)和流变学实验阐明了 Arg交联剂增强NCs界面相互作用的机理。实验结果表明,NCs与nHAP-Arg/nHAP-poly-Arg分子间相互作用的形成是通过Arg增强NCs的凝胶化行为来实现的。以上实验探究结果表明:本文成功采用微波辅助溶胶-凝胶法制备出纳米羟基磷灰石,大大加快了反应时间;精氨酸和聚精氨酸增强了羟基磷灰石和纳米粘土的界面相互作用力,成功制备一种力学性能好的新型复合材料,拓宽了羟基磷灰石在骨组织工程和再生医学方面潜在的应用。
张诚然[10](2019)在《纳米增强聚亚胺复合材料研究》文中研究表明本论文分别采用纤维素纳米晶(Cellulose Nanocrystals,CNCs)和层状双氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDH)增强聚亚胺(Polyimine,PIm)的性能。PIm通过可逆的亚胺键形成,可通过可逆交换反应对环境的pH、温度、溶剂等条件的刺激产生响应,具有独特的自修复性、单体完全可回收性、延展性等。在先进功能的新型智能聚合物材料的发展方面有很好的应用前景。将具有特殊纳米效应的纳米材料加入到聚合物基质形成纳米复合材料,可以给材料带来突出的性能提升,因此,通过与纳米材料形成复合材料是为实现增强PIm可以考虑的途径之一。同时,目前以PIm为基质的纳米复合材料研究较少。在纳米材料中,有机纳米材料的壳聚糖、淀粉纳米晶体和CNCs,无机纳米材料中的二维无机纳米材料,包括粘土、石墨烯、氮化硼、二硫化物和LDH等,都具有高的长径比和机械强度优势,形成纳米复合材料后可以显着改善聚合物的力学性能,并具有纳米复合材料其它功能的应用潜力。本文选用CNCs、LDH作为PIm纳米复合材料的纳米增强材料,研究纳米复合后对PInm力学性能、热稳定性、透光性、气体阻隔性能和自修复性的影响。本文首先在溶剂置换法制备CNCs的基础上,通过原位聚合法制备CNCs/PIml纳米复合材料。研究了不同含量CNCs对对苯二甲醛和二胺、三胺形成的聚亚胺(PIml)纳米复合材料的力学性能、热稳定性和透光性的影响,用CNCs硅烷化处理后制备的m-CNCs/PIml纳米复合材料与CNCs/PIm1纳米复合材料进行力学性能对比。结果表明,由于CNCs高的长径比和结晶度(82%),均匀的分散性,CNCs的含量为1 vol%时能将PIml 的拉伸强度从44.93 MPa增加到56.11 MPa,提升24.9%,而1 vol%m-CNCs对PIm1拉伸强度的提升仅有0.6%,证明CNCs与PIm1的氢键是纳米复合材料力学性能提升的关键。1 vol%CNCs在PIm1中的完全分散增加了PIm1的第二步热失重起始温度,增加PIm1的热稳定性。CNCs含量为5 vol%时透光度为0.64 mm-1,且所有含量的CNCs透光度值都小于1.00 mm-1,CNCs对PIm1的透明程度影响不大。采用共沉淀法制备层间为对氨基苯乙酸与对苯二甲醛反应生成的LDH(LDH-CIH),通过在含单体的溶剂中浸泡,使溶剂带入层间的单体与LDH-CIH的醛基端原位聚合的方法,制备LDH-CIH/PIm2纳米复合材料。研究了不同含量LDH-CIH对PIm2纳米复合材料的力学性能、热稳定性、透光性、气体阻隔性和自修复性的影响。透射电镜和X射线衍射图谱证明,含量在0-6wt%范围时,LDH-CIH能在PIm2基质中形成完全均匀分散的复合结构,当LDH-CIH含量为8 wt%时,纳米复合薄膜的X射线衍射中出现LDH-CIH的特征峰,说明LDH-CIH在PIm2中重堆垛,且PIm2链段能进入LDH-CIH层间而增加了层间距。力学测试结果表明,当LDH-CIH含量为8wt%时,PIm2的拉伸强度从8.07 MPa增加到14.67 MPa,提升了 81.8%。LDH-CIH与PIm2之间的强静电吸引力连接是力学性能提升的关键原因。当LDH-CIH含量为8 wt%时,由于LDH-CIH在聚合物中重堆垛,这给纳米复合薄膜带来了很好的气体阻隔能力。当LDH-CIH含量为2 wt%和8 wt%时,纳米复合薄膜的透光度分别为0.70 mm-1和1.01 mm-1,透光度值都小于纯PIm2的1.11 mm-1,可见LDH-CIH的加入能增加PIm2的透明程度。对纳米复合材料的热分析表明,LDH-CIH的加入增加了PIm2的第一步热失重起始温度和成炭量,增加了纳米复合材料的热稳定性。LDH-CIH含量为4 wt%的纳米复合薄膜经过多次自修复仍保持机械性能没有明显下降。本论文的上述研究结果证明,CNCs与PIm1的氢键作用以及LDH-CIH与PIm2的直接强静电吸引是纳米复合材料拉伸强度提升的主要原因,CNCs和LDH-CIH的均匀分散能使纳米复合材料保持较高的透光性。纳米复合材料在气体阻隔性、自修复性和热稳定性方面的提升主要源于纳米材料与聚合物本身性能的配合。本文所采用的建立纳米材料与聚合物直接相互作用,而不引入表面活性剂的研究思路为纳米复合材料的制备设计提供了一条特殊的途径,为制备高性能纳米复合材料提供了研究基础。
二、纳米粘土/聚合物复合材料的制备(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米粘土/聚合物复合材料的制备(论文提纲范文)
(1)聚合物/粘土纳米复合材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.1.1 纳米材料 |
1.1.2 聚合物纳米复合材料 |
1.1.3 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2 水性聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2.1 水性聚合物 |
1.2.2 水性聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2.3 水性聚氨酯 |
1.2.4 水性聚氨酯/粘土纳米复合材料 |
1.2.5 聚乙烯醇 |
1.2.6 聚乙烯醇/粘土纳米复合材料 |
1.3 热塑性聚氨酯/粘土纳米复合材料 |
1.3.1 热塑性聚氨酯 |
1.3.2 热塑性聚氨酯/粘土纳米复合材料 |
1.4 立题依据及研究内容 |
第二章 水性聚氨酯/粘土纳米复合材料的制备及其性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要实验原料及试剂 |
2.2.2 实验仪器及设备 |
2.2.3 WPU/AS-MMT纳米复合材料的制备 |
2.2.4 WPU/AS-MMT纳米复合材料的表征方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 AS改性MMT的分析 |
2.3.2 WPU/AS-MMT纳米复合乳液的分析 |
2.3.3 WPU/AS-MMT纳米复合材料的分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 聚乙烯醇/粘土纳米复合材料的制备及其性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要实验原料及试剂 |
3.2.2 实验仪器及设备 |
3.2.3 PVA/AS-MMT纳米复合材料的制备 |
3.2.4 PVA/AS-MMT纳米复合材料的表征方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 PVA/AS-MMT混合溶液的研究 |
3.3.2 PVA/AS-MMT纳米复合材料的复合机理分析 |
3.3.3 PVA/AS-MMT纳米复合材料的研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 热塑性聚氨酯/粘土纳米复合材料的制备及其性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要实验原料及试剂 |
4.2.2 实验仪器及设备 |
4.2.3 TPU/OMMT纳米复合材料的制备 |
4.2.4 TPU/OMMT纳米复合材料的表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 OMMT的分析 |
4.3.2 TPU/OMMT纳米复合材料的研究 |
4.4 本章小结 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(2)界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 纳米复合材料 |
1.2 聚合物/粘土纳米复合材料 |
1.2.1 粘土的结构 |
1.2.2 粘土的有机化改性 |
1.2.3 聚合物/粘土纳米复合材料的分类及结构 |
1.2.4 聚合物/粘土纳米复合材料制备方法 |
1.2.5 聚合物基纳米复合材料中的界面作用力 |
1.3 环氧树脂基纳米复合材料 |
1.3.1 环氧树脂简介 |
1.3.2 环氧树脂改性 |
1.3.3 环氧树脂基粘土纳米复合材料的性能研究 |
1.3.4 有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料的性能研究 |
1.4 本论文研究内容及意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料及实验仪器 |
2.2 粘土淤浆复合法 |
2.3 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
2.3.1 有机化粘土的制备 |
2.3.2 环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备 |
2.4 实验表征与测试条件 |
第三章 反应型有机粘土对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响 |
3.1 有机修饰剂的合成路线 |
3.2 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
3.3 X射线衍射(XRD) |
3.4 成功制备反应型BBDMP30-clay的佐证 |
3.5 反应型有机粘土对纳米复合材料拉伸性能的影响 |
3.6 反应型有机粘土对纳米复合材料热机械性能的影响 |
3.7 小结 |
第四章 催化作用对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响 |
4.1 纳米复合材料的微观形态结构(TEM) |
4.2 X射线衍射(XRD) |
4.3 催化作用对纳米复合材料拉伸性能的影响 |
4.4 催化作用对纳米复合材料热机械性能的影响(DMA) |
4.5 小结 |
第五章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
硕士期间发表的学术成果 |
(3)基于丁香酚的生物基环氧树脂的合成及其复合材料性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 环氧树脂 |
1.1.1 环氧树脂简介 |
1.1.2 环氧树脂的局限性 |
1.2 生物基高分子材料 |
1.3 纳米复合材料 |
1.3.1 纳米填料的特点 |
1.3.2 纳米复合材料的分类 |
1.3.3 聚合物基纳米复合材料的制备方法 |
1.3.4 纳米复合材料的界面作用 |
1.4 生物基纳米复合材料 |
1.5 本课题研究目标及内容 |
1.5.1 本论文工作的目的和意义 |
1.5.2 本课题的研究内容 |
第二章 实验原料与仪器 |
2.1 实验试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验测试方法与测试条件 |
第三章 丁香酚环氧树脂的合成及其固化性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 丁香酚环氧的合成 |
3.3 生物基环氧树脂的固化 |
3.4 实验结果与讨论 |
3.4.1 核磁共振氢谱测试(NMR) |
3.4.2 红外光谱测试(FT-IR) |
3.4.3 力学性能分析 |
3.4.4 热性能测试(DSC) |
3.4.5 热稳定性分析(TGA) |
3.4.6 截面形貌分析(SEM) |
3.5 小结 |
第四章 KH560 改性氮化硼/生物基环氧树脂复合材料的性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 BN-KH560 纳米填料的制备 |
4.3 生物基环氧树脂/BN-KH560 复合材料的制备 |
4.4 实验结果与讨论 |
4.4.1 结构表征分析 |
4.4.2 动态热机械性能分析(DMA) |
4.4.3 热失重分析(TGA) |
4.4.4 力学性能分析 |
4.4.5 摩擦性能分析 |
4.5 小结 |
第五章 吉拉尔特试剂T改性粘土/生物基环氧树脂纳米复合材料的结构与性能 |
5.1 前言 |
5.2 有机化纳米粘土的制备 |
5.3 生物基纳米粘土复合材料的制备 |
5.4 实验结果与讨论 |
5.4.1 红外光谱测试(FT-IR) |
5.4.2 热失重测试(TGA) |
5.4.3 微观结构观察(TEM) |
5.4.4 X 射线衍射(XRD)谱分析 |
5.4.5 力学性能分析 |
5.4.6 动态热机械性能研究(DMA) |
5.5 小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(4)抗污损聚丙烯酰胺基水凝胶的制备及其铀吸附性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 海水提铀概述 |
1.1.1 海水提铀的国内外研究现状 |
1.1.2 海水提铀面临的挑战 |
1.1.3 铀配位化学 |
1.1.4 新型海水提铀吸附材料 |
1.2 水凝胶简介及其在海水提铀中的应用 |
1.2.1 水凝胶的定义与类型 |
1.2.2 水凝胶的制备 |
1.2.3 水凝胶对海水中铀的吸附研究 |
1.3 聚丙烯酰胺水凝胶 |
1.3.1 聚丙烯酰胺水凝胶的研究现状 |
1.3.2 聚丙烯酰胺水凝胶在海水提铀中的应用 |
1.4 本论文的研究内容及技术路线 |
1.4.1 本论文的研究内容 |
1.4.2 本论文的技术路线 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 仪器与设备 |
2.2 吸附剂表征方法 |
2.2.1 傅里叶变换红外光谱 |
2.2.2 X射线衍射 |
2.2.3 N_2 吸附脱附仪 |
2.2.4 扫描电子显微镜 |
2.2.5 X射线光电子能谱 |
2.2.6 ζ电位 |
2.2.7 溶胀比和含水量 |
2.3 吸附实验方法 |
2.3.1 静态吸附性能研究 |
2.3.2 动态吸附性能研究 |
2.3.3 真实海水吸附性能研究 |
2.4 抗生物污损评价方法 |
2.4.1 抗菌性能测试 |
2.4.2 抗海藻性能测试 |
2.5 本章小结 |
第3章 聚多巴胺插层纳米粘土复合水凝胶的制备及其铀吸附性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 吸附剂的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 结构与形貌表征 |
3.3.2 力学性能表征 |
3.3.3 吸附实验 |
3.3.4 抗海藻性能测试 |
3.3.5 吸附剂与铀的相互作用研究 |
3.3.6 模拟及真实海水吸附实验 |
3.4 本章小结 |
第4章 精氨酸接枝纳米纤维胶体水凝胶的制备及其铀吸附性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 吸附剂的制备 |
4.2.1 OCNFs的制备 |
4.2.2 OCNFs-g-Arg复合材料的制备 |
4.2.3 OCNFs-g-Arg/PAM纳米胶体水凝胶的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 结构与形貌表征 |
4.3.2 力学性能表征 |
4.3.3 吸附实验 |
4.3.4 抗海藻性能测试 |
4.3.5 吸附剂与铀的相互作用研究 |
4.3.6 模拟及真实海水吸附实验 |
4.4 本章小结 |
第5章 聚吡咯负载的离子液体基水凝胶膜的制备及其铀吸附性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 吸附剂的制备 |
5.2.1 P(VP-AM-VBIMBr)的制备 |
5.2.2 P(VP-AM-VBIMBr)/PPy的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 结构与形貌表征 |
5.3.2 力学性能表征 |
5.3.3 吸附实验 |
5.3.4 抗菌性能测试 |
5.3.5 抗海藻性能测试 |
5.3.6 吸附剂与铀的相互作用研究 |
5.3.7 模拟及真实海水吸附实验 |
5.4 本章小结 |
第6章 平衡电荷MOFs聚电解质水凝胶的制备及其铀吸附性能研究 |
6.1 前言 |
6.2 吸附剂的制备 |
6.2.1 M~(n+)/SAP双网络水凝胶的制备 |
6.2.2 MOFs/SAP双网络水凝胶的制备 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 吸附剂的构筑策略 |
6.3.2 结构与形貌表征 |
6.3.3 吸附实验 |
6.3.4 抗菌性能测试 |
6.3.5 抗海藻性能测试 |
6.3.6 吸附剂与铀的相互作用研究 |
6.3.7 模拟海水吸附实验 |
6.3.8 真实海水吸附实验 |
6.3.9 其它种类MOFs/SAP双网络水凝胶的表征及其海水提铀性能研究 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(5)基于拉伸流变的多孔微灌带一步法连续成型及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
物理量名称及符号 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 微灌技术研究现状 |
1.2.1 滴灌灌水器 |
1.2.2 滴灌带制造 |
1.2.3 渗灌技术 |
1.3 多孔聚合物制备方法 |
1.3.1 发泡法 |
1.3.2 其他方法 |
1.4 PE与PLA发泡研究现状 |
1.4.1 PE发泡 |
1.4.2 PLA发泡 |
1.5 现状总结与问题分析 |
1.6 本文的研究意义、内容和创新点 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 创新点 |
第二章 拉伸流变主导的挤出发泡特性及实验方案 |
2.1 连续体积拉伸流场 |
2.2 拉伸流变主导的塑化输运装置 |
2.2.1 偏心转子挤出机结构与原理 |
2.2.2 体积拉伸流场下的发泡特性 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 实验原材料 |
2.3.2 设备及仪器 |
2.3.3 样品的制备 |
2.3.4 测试与表征 |
2.4 本章小结 |
第三章 拉伸流场主导的LDPE基发泡材料结构与性能 |
3.1 LDPE发泡 |
3.1.1 泡孔结构 |
3.1.2 结晶性能 |
3.1.3 力学性能 |
3.2 LDPE/CB发泡 |
3.2.1 复合材料 |
3.2.2 泡孔结构 |
3.2.3 结晶性能 |
3.2.4 力学性能 |
3.2.5 发泡过程 |
3.3 LDPE/PS发泡 |
3.3.1 共混材料 |
3.3.2 泡孔结构 |
3.3.3 结晶性能 |
3.3.4 力学性能 |
3.3.5 LDPE/PS/CB发泡 |
3.4 LDPE/LDPE/CB发泡 |
3.4.1 泡孔结构 |
3.4.2 结晶性能 |
3.4.3 力学性能 |
3.5 LDPE/DCP/CB发泡 |
3.5.1 泡孔结构 |
3.5.2 结晶性能 |
3.5.3 力学性能 |
3.6 本章小结 |
第四章 加工工艺对LDPE基多孔微灌带结构与性能影响 |
4.1 挤出工艺的影响 |
4.1.1 转速的影响 |
4.1.2 温度的影响 |
4.2 吹塑工艺的影响 |
4.2.1 拉伸破孔 |
4.2.2 吹胀破孔 |
4.2.3 吹拉协同破孔 |
4.3 各材料体系比较 |
4.3.1 基本属性 |
4.3.2 破孔机理 |
4.4 本章小结 |
第五章 LDPE基多孔微灌带水力性能及渗流特性 |
5.1 压力与流量关系 |
5.2 渗水均匀度系数 |
5.3 各材料体系比较 |
5.4 渗流特性 |
5.5 本章小结 |
第六章 拉伸流场主导的PLA基多孔微灌带结构与性能 |
6.1 PLA/PBS共混物 |
6.1.1 微观形貌 |
6.1.2 结晶性能 |
6.1.3 冲击韧性 |
6.2 PLA/PBS/OMMT复合材料 |
6.2.1 微观形貌 |
6.2.2 剥离机理 |
6.2.3 溶解实验 |
6.2.4 DSC分析 |
6.2.5 DMA分析 |
6.2.6 热稳定性分析 |
6.2.7 力学性能测试 |
6.3 PLA/PBS/OMMT发泡材料 |
6.3.1 微观结构 |
6.3.2 力学性能 |
6.4 PLA基多孔微灌带性能 |
6.5 本章小结 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(6)端羧基液体丁腈橡胶与环糊精改性环氧树脂的性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 环氧树脂增韧改性的研究进展 |
1.1.1 橡胶增韧环氧树脂 |
1.1.2 热塑性塑料增韧环氧树脂 |
1.1.3 树枝状聚合物增韧环氧树脂 |
1.1.4 纳米颗粒增韧环氧树脂 |
1.1.5 无机纳米粒子 |
1.1.6 嵌段聚合物增韧环氧树脂 |
1.1.7 聚硅氧烷增韧环氧树脂 |
1.1.8 热致液晶聚合物增韧环氧树脂 |
1.2 纳米颗粒与橡胶共同改性环氧树脂 |
1.2.1 碳纳米管/橡胶/环氧树脂 |
1.2.2 石墨烯/橡胶/环氧树脂 |
1.2.3 纳米粘土/橡胶/环氧树脂 |
1.2.4 无机纳米颗粒/橡胶/环氧树脂 |
1.2.5 纳米颗粒改性橡胶增韧环氧树脂体系的应用与挑战 |
1.3 本课题的提出及研究内容 |
第2章 羧甲基-β-环糊精的制备与端羧基丁腈橡胶含量的选择 |
2.1 引言 |
2.2 实验原料及仪器 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验内容 |
2.3.1 羧甲基-β-环糊精的制备 |
2.3.2 羧甲基-β-环糊精的表征和测试 |
2.3.3 端羧基丁腈橡胶/环氧树脂复合材料的制备 |
2.3.4 端羧基丁腈橡胶/环氧树脂复合材料的表征与测试 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 羧甲基-β-环糊精的表征 |
2.4.2 反应条件对羧甲基-β-环糊精取代度的影响 |
2.4.3 端羧基丁腈橡胶含量对环氧树脂的影响 |
2.5 本章小结 |
第3章 羧甲基-β-环糊精/端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂的制备与表征 |
3.1 引言 |
3.2 实验原料与仪器 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 实验内容 |
3.3.1 羧甲基-β-环糊精/端羧基丁腈橡胶/环氧树脂的制备 |
3.3.2 复合材料玻璃化转变温度的研究 |
3.3.3 复合材料力学性能的研究 |
3.3.4 复合材料热稳定性的研究 |
3.3.5 表面形貌与增韧机制的研究 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 复合材料的玻璃化转变温度 |
3.4.2 复合材料的力学性能 |
3.4.3 复合材料的热稳定性 |
3.4.4 表面形貌及增韧机制 |
3.5 本章小结 |
第4章 全文结论 |
参考文献 |
发表论文和科研情况说明 |
致谢 |
(7)挤出机内水分子促进聚合物多相体系结构演变与性能提高及其机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 水辅混炼挤出技术的研究概述 |
1.1.1 水辅混炼挤出方法及其分类 |
1.1.2 适用于水辅混炼挤出的材料类型 |
1.1.3 水辅混炼挤出加工参数对材料性能的影响 |
1.1.4 水辅混炼挤出过程中水分子对填料剥离和分散的作用机理 |
1.1.5 水辅混炼挤出聚合物基纳米复合材料的性能 |
1.2 聚合物/埃洛石纳米管复合材料研究现状概述 |
1.3 聚合物/石墨烯纳米复合材料研究现状概述 |
1.3.1 石墨烯的应用及其制备 |
1.3.2 聚合物/石墨烯纳米复合材料的性能 |
1.3.3 聚合物/石墨烯纳米复合材料的制备 |
1.3.4 氧化石墨烯的还原及其机理 |
1.3.5 聚合物/石墨烯纳米复合材料的结构设计 |
1.4 尚存在的问题与不足 |
1.5 本论文的研究意义和主要研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第二章 研究方案设计、样品制备和表征 |
2.1 本文的研究路线 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验原料 |
2.4 样品微观结构和相形态 |
2.5 流变性能 |
2.6 导热性能 |
2.7 热稳定性能 |
2.8 力学性能 |
第三章 挤出机内水分子改善PVDF/HNTs纳米复合材料的结晶和力学性能 |
3.1 样品的制备和性能表征 |
3.1.1 实验原料与设备 |
3.1.2 PVDF/HNTs纳米复合材料制备 |
3.1.3 样品测试与性能表征 |
3.2 PVDF中 HNTs的微观结构 |
3.3 剪切流变性能 |
3.4 晶体结构与结晶行为 |
3.4.1 晶体结构 |
3.4.2 结晶行为 |
3.5 拉伸性能 |
3.6 水辅混炼挤出过程中水分子促进HNTs分散的机理分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 HNTs分散性对PVDF/HNTs纳米复合材料拉伸断裂机理和拉伸流变性能的影响 |
4.1 样品性能表征 |
4.2 HNTs的分散性及其评估 |
4.3 纳米复合材料拉伸断裂面形貌及其形成机理 |
4.4 HNTs分散性对纳米复合材料熔体拉伸流变的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 挤出机内水分子促进EG剥离及改善PMMA/EG复合材料性能 |
5.1 样品制备与表征 |
5.1.1 实验原料 |
5.1.2 PMMA/EG复合材料样品制备 |
5.1.3 样品测试与表征 |
5.2 EG在 PMMA基体中的微观结构 |
5.3 PMMA与 EG的界面作用 |
5.4 热性能 |
5.5 力学性能 |
5.6 沿挤出方向EG插层和剥离的机理 |
5.7 本章小结 |
第六章 挤出机内水分子促进PMMA/PS共混物相容及性能改善 |
6.1 样品制备与表征 |
6.1.1 实验原料 |
6.1.2 PMMA/PS共混物样品制备 |
6.1.3 样品测试与表征 |
6.2 挤出机内水分子对PMMA/PS共混物相形态的影响 |
6.3 不同相形态共混物的动态流变响应 |
6.4 相形态对共混物蠕变性能的影响 |
6.5 相形态对共混物拉伸性能的影响 |
6.6 水分子促进PMMA/PS共混物相容的机理分析 |
6.7 本章小结 |
第七章 挤出机内水分子促进GO迁移和还原及其对PMMA/PS共混物性能的影响 |
7.1 样品的制备和性能表征 |
7.1.1 实验原料与设备 |
7.1.2 PMMA/PS/GO纳米复合材料制备 |
7.1.3 PMMA/PS/GO纳米复合材料中GO粉末的萃取 |
7.1.4 样品测试与表征 |
7.2 GO对 PMMA/PS共混物的增容及共混物纳米复合材料性能 |
7.2.1 GO在不相容PMMA/PS共混物中位置的理论预测 |
7.2.2 GO的微观结构 |
7.2.3 微观结构和界面作用 |
7.2.4 动态流变性能 |
7.2.5 介电性能 |
7.3 GO原位热还原及其对PMMA/PS/GO纳米复合材料性能的影响 |
7.3.1 GO还原程度 |
7.3.2 PMMA/PS/GO纳米复合材料的热稳定性 |
7.3.3 PMMA/PS/GO纳米复合材料的热导性能 |
7.3.4 水辅混炼挤出提高PMMA/PS/GO纳米复合材料热导率的机理 |
7.4 本章小结 |
第八章 调控泡孔结构改善PMMA/PS/rGO纳米复合材料的性能 |
8.1 样品的制备与性能表征 |
8.1.1 发泡样品制备 |
8.1.2 发泡样品测试与分析 |
8.2 GO含量对发泡PMMA/PS/rGO纳米复合材料泡孔结构的影响 |
8.3 GO含量对发泡纳米复合材料压缩性能的影响 |
8.4 GO含量对未发泡和发泡的纳米复合材料电导率的影响 |
8.5 GO含量对发泡纳米复合材料红外吸收性能的影响 |
8.6 本章小结 |
结论 |
创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(8)航天器外用硅橡胶及树脂基复合材料原子氧效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 低地球轨道环境效应 |
1.1.1 真空紫外光与紫外光辐射 |
1.1.2 带电粒子辐射 |
1.1.3 高真空 |
1.1.4 高低温循环 |
1.1.5 空间碎片碰撞 |
1.1.6 原子氧效应 |
1.2 原子氧的来源与强氧化能力 |
1.2.1 形成及来源 |
1.2.2 强氧化能力 |
1.2.3 原子氧效应研究的必要性 |
1.3 原子氧效应地面模拟实验设备简述 |
1.4 国内外相关研究进展 |
1.4.1 硅橡胶体系材料原子氧效应相关研究 |
1.4.2 纳米粘土/环氧树脂复合材料原子氧效应相关研究 |
1.4.3 碳纤维/氰酸脂复合材料原子氧效应相关研究 |
1.5 章节内容安排 |
第2章 实验装置与方法 |
2.1 高能氧束源实验装置 |
2.1.1 高真空腔体 |
2.1.2 高能氧束源产生系统 |
2.1.3 探测系统 |
2.2 高能氧束源参数 |
2.2.1 飞行时间谱与速度谱、平动能谱之间的转换关系 |
2.2.2 高能氧束源的飞行时间谱、速度谱和平动能谱 |
2.2.3 高能氧束源的通量 |
2.3 原子氧暴露实验前后的样品表征方法 |
2.3.1 台阶仪 |
2.3.2 高精度天平 |
2.3.3 场发射扫描电子显微镜 |
2.3.4 X射线光电子能谱仪 |
第3章 苯基硅橡胶热控涂层材料原子氧效应的研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 实验方法与过程 |
3.2.1 样品制备 |
3.2.2 原子氧暴露实验 |
3.2.3 表征方法 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 原子氧总通量 |
3.3.2 质量变化 |
3.3.3 表面化学 |
3.3.4 微观形貌 |
3.4 小结 |
第4章 纳米粘土增强环氧树脂复合材料原子氧效应的研究 |
4.1 研究背景 |
4.1.1 纳米粘土 |
4.1.2 环氧树脂 |
4.2 实验方法与过程 |
4.2.1 样品制备 |
4.2.2 原子氧暴露实验 |
4.2.3 表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 高能原子氧束源 |
4.3.2 腐蚀深度 |
4.3.3 表面化学 |
4.3.4 微观形貌 |
4.3.5 反应过程与防护机理 |
4.4 小结 |
第5章 碳纤维增强氰酸酯复合材料原子氧效应的研究 |
5.1 研究背景 |
5.1.1 碳纤维 |
5.1.2 氰酸酯树脂 |
5.2 实验方法与过程 |
5.2.1 样品制备 |
5.2.2 原子氧暴露实验 |
5.2.3 原子氧散射实验 |
5.2.4 表征方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 质量损失 |
5.3.2 散射产物 |
5.3.3 表面化学 |
5.3.4 微观形貌 |
5.3.5 反应过程与机理讨论 |
5.4 小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
(9)纳米羟基磷灰石及其复合材料制备方法的研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 纳米羟基磷灰石概述 |
1.1.1 纳米羟基磷灰石的结构和性质 |
1.1.2 纳米羟基磷灰石的应用 |
1.1.3 纳米羟基磷灰石的制备方法 |
1.2 纳米羟基磷灰石复合材料 |
1.2.1 羟基磷灰石/纳米粘土复合材料 |
1.2.2 羟基磷灰石/氨基酸复合材料 |
1.3 本课题研究的目的、内容及意义 |
第二章 微波辅助溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂和设备 |
2.2.2 实验过程 |
2.2.3 实验设计 |
2.3 分析表征 |
2.3.1 热重分析(TGA) |
2.3.2 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR) |
2.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.4 透射电子显微镜分析(TEM) |
2.3.5 扫描电子显微镜分析(SEM) |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 不同溶剂的影响 |
2.4.2 不同温度的影响 |
2.4.3 微波的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 羟基磷灰石/纳米粘土复合水凝胶 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂和设备 |
3.2.2 实验过程 |
3.3 分析表征 |
3.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
3.3.2 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR) |
3.3.3 透射电子显微镜分析(TEM) |
3.3.4 原子力显微镜分析(AFM) |
3.3.5 热重分析(TGA) |
3.3.6 流变力学测试 |
3.3.7 恒温滴定量热法(ITC) |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 实验机理 |
3.4.2 精氨酸修饰纳米羟基磷灰石(nHAP-Arg)结果分析 |
3.4.3 聚精氨酸修饰纳米羟基磷灰石(nHAP-poly-Arg)结果分析 |
3.4.4 NCs和poly-Arg的ITC分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
导师及作者简介 |
附件 |
(10)纳米增强聚亚胺复合材料研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 无机-聚合物纳米复合材料 |
1.2.1 粘土/聚合物的纳米复合材料 |
1.2.2 石墨烯/聚合物的纳米复合材料 |
1.2.3 氮化硼/聚合物纳米复合材料 |
1.2.4 金属二硫化物/聚合物的纳米复合材料 |
1.2.5 层状双氢氧化物/聚合物纳米复合材料 |
1.3 有机-聚合物纳米复合材料 |
1.4 动态共价聚合物 |
1.5 论文的研究计划 |
第二章 纤维素纳米晶/聚亚胺纳米复合材料 |
2.1 引言 |
2.2 实验 |
2.2.1 药品 |
2.2.2 溶剂置换法制备CNCs |
2.2.3 原位聚合法制备CNCs/聚亚胺纳米复合薄膜 |
2.2.4 改性CNCs/PIm 1纳米复合薄膜制备 |
2.2.5 表征与测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 结构及形貌 |
2.3.2 XRD分析 |
2.3.3 CNCs/PIm1纳米复合薄膜的力学性能 |
2.3.4 CNCs/PIm1纳米复合薄膜的热学性能 |
2.3.5 CNCs/PIm1纳米复合薄膜的光学性能 |
2.3.6 m-CNCs/PIm1纳米复合薄膜的力学性能 |
2.4 本章小结 |
第三章 层状双氢氧化物/聚亚胺纳米复合材料 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.2.1 药品 |
3.2.2 共沉淀法制备层状双氢氧化物 |
3.2.3 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜 |
3.2.4 表征与测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜的结构特征 |
3.3.2 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜的力学性能 |
3.3.3 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜的气体阻隔性能 |
3.3.4 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜的光学性能 |
3.3.5 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜的热学性能 |
3.3.6 LDH-CIH/PIm2纳米复合薄膜的自修复性能 |
3.4 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间完成的科研成果 |
致谢 |
四、纳米粘土/聚合物复合材料的制备(论文参考文献)
- [1]聚合物/粘土纳米复合材料的制备及其性能研究[D]. 陆俊. 江南大学, 2021(01)
- [2]界面强度对环氧树脂/粘土纳米复合材料力学性能的影响[D]. 赵鹏. 沈阳化工大学, 2021(02)
- [3]基于丁香酚的生物基环氧树脂的合成及其复合材料性能研究[D]. 王利瑶. 沈阳化工大学, 2021(02)
- [4]抗污损聚丙烯酰胺基水凝胶的制备及其铀吸附性能研究[D]. 白震媛. 哈尔滨工程大学, 2021(02)
- [5]基于拉伸流变的多孔微灌带一步法连续成型及其性能研究[D]. 谈灵操. 华南理工大学, 2020(05)
- [6]端羧基液体丁腈橡胶与环糊精改性环氧树脂的性能研究[D]. 谢志鹏. 天津大学, 2020(02)
- [7]挤出机内水分子促进聚合物多相体系结构演变与性能提高及其机理[D]. 吴敏. 华南理工大学, 2019(06)
- [8]航天器外用硅橡胶及树脂基复合材料原子氧效应研究[D]. 王黑龙. 大连海事大学, 2019(06)
- [9]纳米羟基磷灰石及其复合材料制备方法的研究[D]. 陈春雨. 北京化工大学, 2019(06)
- [10]纳米增强聚亚胺复合材料研究[D]. 张诚然. 云南大学, 2019(03)