阻燃及可瓷化硅橡胶成炭结构的研究进展

简单介绍了硅橡胶的阻燃和瓷化机理。依据阻燃剂、填料及炭层结构的不同,将硅橡胶分为阻燃和可瓷化两大类.综述了阻燃硅橡胶和可瓷化硅橡胶的阻燃性能和成炭结构的研究进展。分析表明:添加物理或化学膨胀型阻燃剂的硅橡胶,燃烧过程中形成的炭层疏松多孔,阻燃隔热性能优异,但炭层强度差;添加非膨胀型阻燃剂的硅橡胶,炭层结构相对密实,但表面不平整,存在孔洞和裂缝,阻燃效果不好;添加可瓷化填料的硅橡胶燃烧形成的陶瓷炭层坚硬而致密,具有优异的耐火持久性,但在隔绝热量方面不如膨胀炭层。炭层的疏松隔热与坚固耐久兼顾是阻燃硅橡胶未来可能的发展方向。     

锂瓷石粉或硼砂增强陶瓷化硅橡胶复合材料的制备与性能

以硅橡胶为基体、锂瓷石粉和硼砂为烧结助剂,采用机械共混法,制备了具有陶瓷化防火功能的硅橡胶复合材料。通过力学测试、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了该材料的结构、力学性能和烧结性能,研究了锂瓷石粉和硼砂对陶瓷硅橡胶复合材料性能的影响。结果表明:通过在体系中添加锂瓷石粉和硼砂,提高了硅橡胶复合材料的力学性能,降低了陶瓷化硅橡胶复合材料的起始分解温度,加快了烧结反应进程。当锂瓷石粉与硅橡胶的质量比为5∶100时,硅橡胶复合材料的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率,撕裂强度分别提高了15.6%、34.8%、2.3%,添加锂瓷石粉的陶瓷复合材料经过烧结,能够形成均匀的陶瓷化整体结构,比添加硼砂的陶瓷化硅橡胶复合材料具有更好的烧结性能。     

陶瓷化耐火硅橡胶的研究进展

综述了近年来国内外有关陶瓷化耐火硅橡胶的研究进展,介绍了云母粉、碳酸钙、高岭土和纤维类等成瓷填料和低熔点玻璃粉、低熔点氧化物、聚磷酸铵等助熔剂对陶瓷化耐火硅橡胶性能的影响,在此基础上指出了今后陶瓷化耐火硅橡胶研究方向。     

可瓷化硅橡胶材料的研究

研究了一种可瓷化硅橡胶,其特点是在火灾发生时可在金属线外形成瓷化绝缘保护层,600℃的成瓷温度大幅度低于目前文献报道的成瓷温度。实验得到的优化瓷化填料配方为:相对于100份混炼胶,氧化铝10份、硅灰石15份、结构控制剂9份、碳酸锂3份。在此配方条件下,未瓷化硅橡胶的断裂伸长率316%、拉伸强度10.79MPa、体积电阻率134×10~(12)Ω·cm,其在600℃、800℃瓷化后的抗压强度分别为3.47MPa、10.13MPa、体积电阻率≥28×10~(12)Ω·cm,满足电缆用硅橡胶的力学和绝缘要求。经热重分析及SEM分析可知加入瓷化填料后,试样烧蚀重量减少了39.4%,烧蚀残留率大大提高,且成瓷试样结构致密。     

二氧化钛含量对铈稳定立方氧化锆陶瓷的性能影响

本文用无压烧结法成功制备了高硬度的立方氧化锆陶瓷,研究了氧化锆陶瓷的物相,Vickers硬度,显微结构,相对密度等性能,主要分析了TiO2添加量对Zr0.8Ce0.2O2陶瓷硬度和相对密度的影响。结果表明:烧结助剂TiO2可以有效抑制陶瓷晶粒异常生长,加快气孔排除,促进氧化锆陶瓷烧结致密化,提高陶瓷硬度。最高维氏硬度为20.2 GPa,最高相对密度达到了99.8%。     

石墨烯-聚苯胺杂化超级电容器电极材料

聚苯胺是一类具有超高比电容的导电高分子材料, 利用其与石墨烯的协同效应, 改善各自的固有缺点, 可以制得高性能的超级电容器. 本文综述了石墨烯-聚苯胺杂化电极材料的制备方法和石墨烯表面性质对电极材料电化学性能的影响, 讨论了优化杂化电极的结构与性能.     

含氟高分子/SiO_2杂化疏水材料的制备及涂层表面性质

采用自由基溶液聚合与溶胶-凝胶法相结合的方法制备了含氟高分子/SiO2杂化疏水材料.通过甲基丙烯酸十二氟庚酯(FA)与乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)共聚合成了含氟硅共聚物(PFAS),进一步通过原硅酸乙酯(TEOS)与PFAS共聚物溶液共水解缩聚制备了具有含氟侧基的碳碳主链高分子和硅氧网络的含氟高分子/SiO2杂化疏水材料.研究结果表明,SiO2组分含量提高可以显著增加杂化材料薄膜的涂敷厚度,改善其耐久性能,而对杂化材料疏水性能的影响不大.     

PMMA/(BaTiO_3@PMMA核壳结构纳米颗粒)高导热有机高分子体系

首次使用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合方法,制备了BaTiO3@PMMA核壳结构纳米颗粒,颗粒壳层具有厚度均匀、可控等特点,并将其添加到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基体中制备了颗粒分散均匀的高导热性能有机高分子体系.通过FT-IR,1H NMR,TGA以及TEM等测试技术对其化学结构和微观形貌进行了表征,证明BaTiO3表面包覆了一层完整的PMMA有机高分子,所制备的复合粒子具有明显的核壳结构.研究表明,当BaTiO3纳米颗粒添加量达到50%体积含量时,添加未改性的BaTiO3纳米颗粒的高分子体系的导热系数为0.894 W·m-1·K-1,而添加BaTiO3@PMMA核壳结构纳米杂化颗粒的高分子体系达到了1.137 W·m-1·K-1;同时,两种高导热高分子体系的体积电阻率均保持在1015Ω·cm以上,仍然具有良好的电绝缘性能.     

Pr2O3掺杂SnO2陶瓷电极的制备及性能表征

通过共沉淀法制备了掺杂Pr2O3的二氧化锡电极样品,主要研究了在SnO2陶瓷电极中添加不同含量的Pr2O3对形貌结构及性能的影响.借助于XRD和SEM分析试样的晶型结构和微观形貌,结果表明Pr2O3能促进二氧化锡晶粒长大,并产生新的第二相Pr2Sn2O7.当Pr2O3含量从1%增加到5%(质量分数)时,第二相依次增多并镶嵌在主晶格中.通过电阻率和力学性能的测定,发现掺杂3%Pr2O3有利于提高SnO2电极的烧结致密化和降低电阻率,过量的Pr2O3则会产生过多第二相而不利于致密化烧结.     

基于专业认证的高分子材料与工程实验的综合性设计实践

工程专业认证强调以学生为中心,注重培养学生解决复杂工程问题的能力,本文设计了一个综合性的高分子材料与工程实验——高温硫化甲基乙烯基硅橡胶的制备与性能测试.实验要求学生通过文献调研、小组讨论明确实验基本原理的基础上,自主设计实验方案,制备甲基乙烯基硅橡胶制品,测试硅橡胶生胶的分子量、热行为及硫化胶的基本力学性能,以科研论...     

新型软质抗静电聚氯乙烯材料的研究

合成了一种长链季铵盐类化合物, 将其用作抗静电剂添加到软质聚氯乙烯(PVC)材料中, 测试了材料的表面电阻、力学性能, 并采用扫描电子显微镜测试研究了其结构. 结果表明: 随合成长链季铵盐的添加量增大, PVC材料的表面电阻率降低, 较小的添加量(4.5%)即可使材料的表面电阻率降低至3.0×10⁸ Ω以下, 达到了煤矿行业对高分子材料抗静电性能的要求. 在上述抗静电PVC材料中添加一定量的聚氧化乙烯(PEO), 可以降低抗静电材料对环境湿度的依赖性, 并提高PVC材料的力学性能和抗静电性能.     

无机材料/天然高分子复合微球的制备研究进展

微球是一种新型药物载体,具有很大的开发与应用潜力.天然高分子具有良好的生物相容性、可降解性,易在生物体内分散,可制备成微球.无机材料(主要为无机矿物)力学性能优良,且价廉易得.通过天然高分子与无机材料两者耦合杂化作用,可优势互补、协同增效,进而产生许多优异的理化性能.使用无机材料改性天然高分子,通过乳化交联法、溶液混合法、原位合成法、挤出法等多种方法可制备得到无机材料/天然高分子复合微球.将无机材料/天然高分子复合微球应用于药物传递系统中,缓释效果明显,安全无毒害,且载体材料价格相对低廉,对于开发新型药物载体具有一定的意义.本文综述了近年无机材料/天然高分子复合微球的制备、载药与释药性能的相关研究,分析了常用制备方法的利弊,展望了复合微球的发展方向.     

杂化材料的制备、性能及应用

较详细地介绍了杂化材料的概念及其制备方法、性能和应用。重点是有机高分子－无机杂化材料的制备、性能及应用。     

木质素先进材料的研究进展

综述了木质素改善合成高分子材料的性能和制备光电材料、阻燃材料、电磁屏蔽材料等方面的研究进展。加强木质素结构和性能的基础研究,解决木质素反应活性偏低以及与基体相容性差的问题,将木质素的耐辐射、可生物降解、阻燃、电磁屏蔽等特异性能引入到传统合成高分子材料中,制备性能优异、功能多样的先进高分子材料,是木质素高值化利用的一个重要方向。     

高分子发光材料研究进展

高分子发光材料具有可溶液加工的特点,适于制备低成本、大面积发光器件,在平板显示和固体照明领域具有潜在的应用前景.近年来,高分子发光材料在发光机制、材料体系和器件性能等方面均取得了重要进展,各项性能得到了大幅度提升.本文从材料和器件角度,围绕高分子荧光材料、高分子磷光材料和高分子热活化延迟荧光材料的分子设计策略,总结和评述了高分子荧光材料的颜色调控和效率提升途径,高分子磷光材料的磷光掺杂剂、高分子主体、拓扑结构等因素对发光性能的影响规律,以及高分子热活化延迟荧光材料的设计原理和典型材料体系.同时,分析了高分子发光材料未来发展面临的机遇和挑战.     

掺杂CaCO3及B4C对铬酸镧陶瓷连接体的影响

铬酸镧(LaCrO3)材料具有良好的高温化学稳定性与物理稳定性,被认为是理想的高温电解制氢的连接体隔板材料,然而其高温下电导性能的主要影响因素仍有待研究。采用固相法合成掺杂CaCO3和B4C铬酸镧粉体,并研究了掺杂量对铬酸镧陶瓷的烧结性能、电阻率的影响。应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针法和排水法分析了铬酸镧连接体的结构、微观形貌、晶相组成、电阻率以及密度。研究表明:加入CaCO3,B4C能够促进晶粒细化,但B4C的加入不利于铬酸镧陶瓷致密化烧结。加入CaCO3能降低材料电阻率,B4C的加入可能改变晶界电阻,从而对陶瓷的电阻率形成影响。CaCO3=20%,B4C=0.1%(摩尔分数)配比的铬酸镧作为连接体材料,高温下具有较低且稳定的电阻率。     

共价键合多层肝素薄膜修饰涂有硅橡胶的人工血管

报道一种采用医用硅橡胶涂层作软支撑共价键合多层肝素薄膜修饰人工血管等生物医学装置使其表面具有抗凝血性能的方法. 该项技术首先在人工血管的表面上涂上医用硅橡胶作为软支撑, 再在硅橡胶涂层的表面上涂上全氟磺酸(Nafion), 为接下来的层层静电组装提供活性基团. 然后将带正电荷的二苯胺重氮树脂(PA)和带负电荷的肝素分子(Hep)通过静电吸引作用交替沉积到全氟磺酸涂层的表面上. 紫外可见吸收光谱和傅立叶红外光谱数据表明, 在紫外光照射下, 重氮树脂的重氮基团与肝素的硫酸基团之间发生光化学反应, 生成硫酸酯, 使膜内层间离子键转变成共价键, 从而使肝素多层膜的稳定性大大提高. 研究表明经层层自组装和光化学反应后肝素分子呈现良好的抗凝血性能. 人工血管肝素化表面中的肝素分子以壁面结合的方式存在, 在人工血管表面固化肝素和抗凝血酶-III (AT-III)形成的络合物显示出较好的抗凝血性. 硅橡胶涂层使肝素分子与人工血管表面有一定距离, 有利于提高抗凝血性能. 在四个双层之内, 肝素对凝血酶失活的影响随着PA/Hep双层数目增加而增加, 说明了只有最外层的肝素才对凝血酶失活有直接影响. 该方法操作工艺简单, 重复性好, 可较广泛地适用于在多种生物医用装置和多孔组织工程支架材料的表面制备稳定的抗凝血涂层, 具有良好的应用前景.     

Pickering乳液在功能高分子材料研究中的应用

功能高分子材料制备的瓶颈问题是如何解决多重材料的相容性问题,传统的物理共混技术和聚合添加技术无法保证材料的稳定性及均一性。 Pickering乳液具有成本低、毒性小、环境友好、稳定性好、制备的多重材料结构稳定等优点,在制备功能高分子材料的应用中越来越受到人们的重视。 本文详细介绍了Pickering乳液在功能性高分子材料制备中的应用研究进展,提出了Pickering乳液聚合制备功能高分子材料面临的一些问题,并结合本课题组的研究方向,对其发展前景进行了展望。     

抗凝血高分子生物材料的表面设计

生物材料,尤其是血液接触材料,满足抗凝血性能是临床应用的首要前提。采用表面改性策略来提高材料表面的抗凝血性能,简单易行。表面改性主要包括表面设计和方法设计两个方面。本文对抗凝血性高分子生物材料的表面设计各类方法进行了综述,其中包括材料表面的微相分离结构、材料的负电荷表面设计、材料的亲(疏)水性表面设计、材料的生物活性化表面设计和材料的内皮细胞化表面设计等等,并重点阐述了两性离子的抗凝血表面设计。     

添加稀土和重金属氧化物玻璃陶瓷的制备和烧结及性能研究

通过分别添加稀土氧化物和重金属氧化物作为烧结助剂 ,采用电子陶瓷工艺制备了具有非化学计量组成的堇青石基玻璃陶瓷。为了评价玻璃粉末的烧结特性 ,对烧结热处理后试样的密度和显气孔率进行了测定。结果表明 ,两种烧结助剂能促进玻璃的烧结致密化和降低 μ 堇青石向α 堇青石转变的温度并影响玻璃陶瓷的介电性能。玻璃陶瓷的完全致密化温度可以低到 90 0℃。该材料具有低的介电常数 (≈ 5 )和低的介质损耗因子 (≤ 0 2 % )以及合适的热膨胀系数 ((2 80～ 3 5 2 )× 10 - 6 ℃ - 1) ,能够在低于 95 0℃与高导电率的金属如金、铜和银 /钯共烧 ,是一种潜在的低温共烧陶瓷基板材料。