含铵根离子等规聚丙烯离聚体的合成及性能研究

合成了一系列高分子量、窄分子量分布且高等规度,含有不同―NR_3~+X~-离子基团含量的聚丙烯离聚体(iPP-NR_3~+X~-).以PP/IUD共聚物作为反应中间体,与三乙胺或N-甲基咪唑氨化得到聚丙烯离聚体.通过离子交换反应制备不同反离子的N-甲基咪唑聚丙烯离聚体,包括双三氟甲基磺酰亚胺根离子(Tf_2N~-)、四氟硼酸根离子(BF_4~-)和六氟磷酸根离子(PF_6~-).热重分析结果发现N-甲基咪唑聚丙烯离聚体的热稳定性明显优于三乙胺聚丙烯离聚体,表明不含β-H的N-甲基咪唑聚丙烯离聚体具有较高的热稳定性.同时,聚丙烯离聚体的表面亲水性得到明显改善.并且,聚丙烯离聚体的断裂伸长率也得到显著提高,最高达到900%.比较不同反离子聚丙烯离聚体的屈服强度和断裂强度发现I~-聚丙烯离聚体具有最优的力学性能.     

光纤传感器对机敏复合材料结构性能的影响

本文通过实验研究了光纤传感器对埋光纤机敏复合材料机械性能的影响，详细分析了埋光纤机敏复合材料层板在外载作用下的应力分布，针对三种不同铺层方式，研究了六种树脂填充区对机敏复合材料层板应力集中的影响，得出了减小应力集中的有效方案。     

Ag2S纳米粒子原位合成以增强PAI涂层机械和摩擦学性能

借助单源前驱体热分解在聚酰胺酰亚胺(PAI)涂层中原位合成了硫化银(Ag₂S)纳米粒子,并通过调节单源前驱体的含量进一步调控纳米粒子尺寸. 采用X射线衍射仪和高分辨场发射扫描电镜对原位合成Ag₂S纳米粒子的物相结构、形貌、尺寸和尺寸分布进行了表征和分析;详细研究了Ag₂S纳米粒子对PAI涂层机械性能和摩擦学性能的影响;对其增强机制进行了探讨. 结果表明:PAI涂层中原位合成的Ag₂S纳米粒子粒径较小而且分散均匀,且调节单源前驱体能有效调控Ag₂S纳米粒子的尺寸和尺寸分布. Ag₂S纳米粒子的原位引入(优化质量分数为5.0%)有效改善了PAI涂层的机械性能和摩擦学性能,其摩擦学性能的增强归因于机械强度的提高和诱导转移膜的形成.      

稀土复合变质50SiMn铸钢的研究

针对ＺＧ５０ＳｉＭｎ钢轮在铸造时经常出现裂纹等问题，开展了稀土复合变质处理改善ＺＧ５０ＳｉＭｎ钢的组织与性能的研究。结果表明，在ＺＧ５０ＳｉＭｎ钢中加入适量的ＲＥ－Ｃａ，可使钢的组织细化，夹杂物数量减少并改善其形态与分布，从而使钢具有较高的综合机械性能与耐磨性能和较好的铸造性能。     

Mechanical Reinforcement and Piezoelectric Properties of PZT Ceramics Embedded with Nano-Crystalline

The double-scale lead zirconate titanate （PZT） piezoelectric ceramics were prepared by the solid state processing with PZT nano-crystalline and micro-powder. The microstructures, electrical and mechanical properties of the double-scale PZT are investigated. All the sintered ceramics exhibit a single perovskite structure and the grain size of the dou ble-scale PZT reduces due to the incorporation of PZT nano-crystalline. Compared to normal PZT, the mechanical properties increase significantly and the piezoelectric properties decrease slightly. Mechanisms responsible for the reinforcement of the double-scale PZT are discussed.     

几种Bi-2223/Ag超导带材层状复合结构的制备及性能研究

本文利用Bi-2223/Ag高温超导带材与抗拉强度σb为700MPa的铜带进行组合,带材宽度面间采用低熔点的Sn-Ag-Cu无铅焊料进行连接,制备了C-SC-C型、SC-C-SC型(C代表铜带,SC代表高温超导带)等四种层状复合结构.研究和考察了四种结构样品在室温下的拉伸性能和弯曲性能,以及电性能等.测试结果表明:与高温超导带材相比,复合后结构的拉伸性能得到了提高;复合结构中采用两根高温超导带材后,提高了传输电流的能力.研究结果为Bi-2223/Ag高温超导带材的实际应用以及新应用结构的设计提供了参考数据和实验依据.     

改性硅藻土/橡胶复合材料的结构与性能

通过力学性能、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线电子能谱(XPS)和热重(TG)分析,探讨改性硅藻土适合橡胶种类及对橡胶结构及热稳定性的影响,并与炭黑及白炭黑进行了对比研究。结果显示:改性硅藻土对氟橡胶(FKM)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)以及氯丁橡胶(CR)有增强作用,相容性较好,其中对FKM改性效果最明显,与白炭黑相比,其拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性分别提高了28%、17%和30%;EPDM的拉伸强度、扯断伸长率和耐磨性分别提高了11%、12%和14%。并且改性硅藻土能够改善FKM和EPDM的耐热性能。     

初始微观结构缺陷和断裂的温度依赖及相关性

纳米线(NW)结构内的微观结构缺陷对NW的机械性能存在一定的影响。NW断裂位置的预测关系着纳米器件应用的寿命,进而引起了人们的广泛关注。在本工作中,基于统计分析,分别研究了单晶铜纳米线(Cu NW)拉伸过程中出现的断裂位置以及在应力屈服点处产生的初始微观结构缺陷(初始缺陷)的位置对温度的依赖性,进一步探究了两者之间的联系。利用分子动力学(MD)模拟了单晶Cu NW在20~300 K的温度范围内的拉伸状态,共包含6个体系,各温度体系包含300个独立的样本。基于机器学习,采用density-based spatial clustering of applications with noise (DBSCAN)算法,将hexagonal close-packed (hcp)原子划分为各个初始缺陷以进一步确定其位置。统计结果显示,当温度低于50 K时,初始缺陷的位置集中在NW的两端。随着模拟温度的上升,MD模拟结果展现了单晶Cu NW的拉伸过程中的杨氏模量、平均屈服应力、平均势能等机械性能对温度的依赖性。温度的升高进一步促使了更多初始缺陷的产生,并使得初始缺陷的位置由统计分布的两端向中间平均化。与初始缺陷相比,各温度下的断裂位置集中在两端。统计结果表明,模拟的温度范围对NW的断裂位置无明显影响,但对初始缺陷的产生具有明显影响。当温度低于100 K时,初始缺陷的位置分布与断裂位置分布呈现了一致性。由于两者具有不同的温度依赖,其差异随着温度的上升逐渐显现。对不同温度下的微观结构形变行为观察发现,断裂失效明显受到NW两端的表面效应和阻挡效应的影响。最终的断裂位置受塑性形变中后期的影响,与应力屈服区产生的初始缺陷无直接联系。     

直链型与支链型疏水缔合水凝胶的机械性能与溶胀行为

以丙烯酰胺(AM)为亲水单体,脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AEO-AC-n-m,n为疏水端烷基链碳的数目,m为亲水端PEG链的长度,n,m=13,5;10,5;13,10)为疏水单体,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过胶束聚合制备了3种聚丙烯酰胺-co-脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(AM-co-AEO-AC)疏水缔合水凝胶.以疏水烷基链为直链的疏水单体AEO-AC-13-5合成的直链型水凝胶的网络结构均匀且强度高,其形态在水中可维持180 d.而以疏水烷基链为支链的疏水单体AEO-AC-10-5与AEO-AC-13-10合成的支链型水凝胶的机械性能较弱,60 d内即溶解于水中.在相同条件下,直链型水凝胶断裂时的最大应力是支链型水凝胶的4~5倍.利用弹性橡胶理论中的新胡克方程计算了直链型和支链型水凝胶的有效交联密度ν0和有效交联点间的分子量Mc.     

环氧呋喃树脂反应性增容改性聚乳酸/淀粉复合材料的研究

研究了环氧呋喃树脂反应增容改性聚乳酸/淀粉复合材料,对索氏提取法得到的淀粉进行1H-NMR、FTIR、XPS和静态接触角测试表征.结果表明在熔融共混过程中环氧呋喃树脂(FER)与淀粉及聚乳酸(PLA)发生化学反应,从而起到反应性增容的作用.另外,利用SEM、万能材料试验机和DSC分别对复合材料的界面相容性、机械性能以及热性能进行了表征,结果表明FER能够显著改善PLA和淀粉之间的界面相容性,在保持PLA高强度高模量的基础上,显著提高了PLA/starch复合材料的综合机械性能和结晶性能.