涂料用铝粉的表面改性研究进展

铝粉作为重要的金属颜料之一,当其用于水性涂料时,易被腐蚀而逐渐失去金属光泽,因此需要对其进行表面改性。目前的表面改性方法主要有添加缓蚀剂法和包覆膜法,较多的是添加缓蚀剂来保护铝颜料,而包覆膜法对铝颜料能起到更好的保护作用,被认为是一种较有发展前景的方法。本文对铝颜料表面改性机理及改性方法的研究进展进行了介绍,指出了目前改性方法中存在的不足,并提出了改进措施。     

硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅包覆铝颜料的制备及其耐碱性能

在醇/水体系中,采用溶胶/凝胶法制备了硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅包覆的铝颜料,并采用SEM、FTIR等分析方法对包覆效果进行表征,检测了包覆产物的耐碱性,并对过程机理进行了分析。结果表明,硅烷偶联剂改性的二氧化硅可以在铝颜料表面形成一层包覆层,且硅烷偶联剂的含量越高,包覆层中颗粒物的含量越少,而有机膜的含量越高。硅烷偶联剂改性二氧化硅包覆铝颜料在pH值为11的碱性水溶液中,经720 h后,析出的氢气量为未包覆产品的2.7%,表明用此方法制备的铝颜料具有良好的耐碱性。硅烷偶联剂和二氧化硅并不是简单的混合,而是彼此缩合形成了均一的杂化材料。     

反射隔热涂层用颜料的改性技术及研究进展

暴露在太阳光下的物体表面温度较高,影响了其正常的工作状态。在物体表面涂覆反射隔热涂料,因其施工方便、成本较低、隔热性能明显等优点而获得广泛应用。反射隔热涂料中颜料的性能是影响反射隔热涂层隔热性能的关键。然而已经应用的颜料颜色种类单一,反射性能也不够理想,为此需要对其进行表面改性。将常用反射隔热涂层用颜料的改性技术概括为两大类别,即表面包覆改性和离子掺杂改性。对表面包覆改性中的液相沉积法、机械球磨法和单体聚合法进行了介绍和国内外研究现状分析,并指出了适用情形。结合离子掺杂改性中的固相反应法和溶胶凝胶法特点,对各自的优缺点进行了分析和比较,着重介绍了固相反应法和溶胶凝胶法的主要适用情形和近年来国内外研究进展。从颜料的晶体结构出发,阐述了离子掺杂改性增强颜料近红外反射率的机理。最后,结合社会和经济的发展背景,对反射隔热涂层用颜料的改性技术发展趋势作出了展望。     

铝锆偶联剂表面修饰稀土长余辉发光材料的研究

采用TL系列铝锆偶联剂对铝酸盐长余辉发光颜料(夜光粉)SrMgAl4O8:Eu2 、Dy3 进行表面改性.通过水解pH值、电导率、ATR-FTIR、XRF、SEM分别表征了改性前后试样的变化.结果表明:采用12%添加量的TL-1铝锆偶联剂在70 ℃下反应1.5 h,对长余辉发光颜料的改性效果最好,耐水性最佳;试样余辉衰减曲线表明,表面改性对其发光性能影响不大.     

丙烯酸原位聚合制备水性铝颜料

通过丙烯酸原位聚合包覆片状铝粉制备水性铝颜料,考察丙烯酸、过硫酸铵、异丙醇和水的用量、反应温度和反应时间对颜料的缓蚀效率和涂膜光泽度的影响.结果表明:在丙烯酸、过硫酸铵、异丙醇、水和片状铝粉的质量比为0.15?0.075?0.5?25?1,95 ℃反应0.5 h的条件下,制备的水性铝颜料缓蚀效率达99.3%,涂膜光泽度为88.3 Gs.通过扫描电镜、激光粒度分析和红外光谱对水性铝颜料进行表征,结果表明水性铝颜料表面包覆了聚丙烯酸.     

铝合金用水性聚氨酯涂料的研制

通过合成聚氨酯乳液,采用有机改性铝钼正磷酸锌为防锈颜料,制备了铝合金用水性聚氨酯涂料。探讨了桐油酸单甘酯用量、防锈颜料、颜基质量比和助剂的选用对涂料性能的影响。结果表明:在桐油酸单甘酯用量为20%(质量分数),以有机改性铝钼正磷酸锌为防锈颜料,颜基质量比为1.2时,涂膜具有良好防腐蚀性能,与铝合金基体间的附着力较强。     

负离子粉表面改性方法与聚合物包覆性能研究

目的 比较三种不同改性方法对负离子粉表面改性的效果.方法 以KH-570为改性剂,分别采用球磨法、溶剂回流法和干研磨法对超细负离子粉进行表面有机化改性.将改性后的负离子粉分散到丙烯酸酯单体中,通过悬浮聚合在负离子粉表面生成聚合物包覆层,并制备成包含负离子粉的聚合物微球体.通过7230G分光光度计对比粉体在甲基丙烯酸甲酯单体中的悬浮性能.采用扫描电镜观察粉体的形貌特征以及聚合物包覆后粉体表面与聚合物的结合状况.分离出未被聚合物包覆的负离子粉,计算负离子粉的有效包覆率.采用COM-3010PRO负离子测试仪测试聚合物包覆前后负离子的释放性能.通过综合对比和分析,判断改性方法的优劣.结果 三种改性方法都可以实现对负离子粉表面的有机化改性.负离子粉表面有机化改性后,平均粒径减小,在甲基丙烯酸甲酯中分散悬浮稳定性明显增加.通过悬浮聚合可以得到聚合物包覆的负离子粉体微球,负离子粉在聚合物中分布均匀、结合牢固,聚合物有效包覆率最高可达79.2％.从改性后负离子粉的悬浮稳定性、聚合物包覆率、在聚合物中的分布状态以及负离子释放性能等方面,均体现出球磨法最优,溶剂回流法次之,干研磨法最差的规律.结论 球磨法是最佳的处理方法,负离子粉在聚合物中分布均匀,聚合物有效包覆率高,负离子释放量大.     

聚乙烯表面接枝改性及应用的研究进展

聚乙烯是常用的热塑性工程材料,具有良好的物理化学性能和加工性能,被广泛应用于各个领域。但是其独特的线性分子结构,使得聚乙烯呈现出低表面能、低润湿性、弱粘结等特点,限制了应用的扩展。表面接枝技术,能够在聚乙烯材料表面引入功能基团,改善表面性能进而拓展其功能及应用。本文介绍了用于聚乙烯材料表面接枝改性的常用技术,包括紫外光辐照接枝、电子束辐照接枝、等离子体接枝、高能γ射线辐照接枝和可逆失活自由基聚合等,并详细阐述了每种接枝技术的基本机理。介绍和讨论了接枝改性聚乙烯材料的多种性能,如摩擦学性能、生物相容性、抗菌性、抗冲击性能、离子导电性及其他性能。在此基础上,对改性聚乙烯材料的相关应用领域进行了综述。最后,提出接枝改性聚乙烯研究中存在的问题,并针对其应用前景进行展望。     

等离子体聚合改性对医用钛表面性能的影响

采用低温等离子体聚合改性技术在医用钛表面聚合丙烯胺单体,沉积一层聚合物改性层,在此过程中,以氮等离子体注入作为预处理,研究等离子体预处理对表面丙烯胺聚合改性层的性能影响。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、以及能谱分析、傅里叶红外光谱分析仪对不同条件下等离子体聚合物表面改性层的形貌、拓扑结构、官能团结构及化学成分进行研究,以及通过表面接触角测试仪分析表面亲水性能。结果显示,低温表面等离子体聚合手段能够在钛合金表面形成一层厚度可以调节的纳米聚合物改性层,电化学测试表明,聚合物改性层能够提高表面耐腐蚀性能;接触角测试表明表面聚合物改性层能够提高钛合金表面的亲水性能;FTIR分析表明低温表面等离子体聚合手段能够很好的保留丙烯胺中的氨基官能团,因此能够改善聚合物层的生物活性,有利于细胞的生长。同时,氮的注入之所以能够提高丙烯胺表面聚合物层与基体的结合效率,是因为氮等离子体注入预处理能够在钛合金表面形成梯度结构的过度TiN层,能够有利于等离子聚合过程中–C–N、C–H、–C–NH2、–O=C–NH2等官能团与基体之间的键合。     

AZ31镁合金表面改性交叉轧制组织性能演变

采用固体粉末包埋渗铝法对AZ31镁合金薄板表面进行改性处理,增置富铝系改性层,选用常规的四辊轧机对表面改性后的AZ31镁合金薄板进行室温交叉轧制处理。利用XRD、SEM、光学显微镜和Corr Test腐蚀电化学测试系统等分析测试手段研究基体、轧制前和轧制后的渗铝试样表面的组织、性能演变情况。结果表明:轧制处理后富铝系改性层组织晶粒明显细小、均匀;轧制变形后富铝系改性层的耐磨性能略有提高,其表面显微硬度为63.5 HB,表面摩擦系数平均值约为0.6,表面摩擦磨损质量损失为0.26 mg;轧制变形后的富铝系改性层的耐腐蚀性能有较大的提高,其开路电位增加为-1.574 V,自腐蚀电位为-1.38 V,而自腐蚀电流密度提高一个数量级,为7.0×10-4m A/cm2。     

基于表面引发聚合构建表面抗菌功能化牙科植入体

目的 提高钛种植体的生物相容性能和抗菌性能。方法 用多巴胺包覆和表面引发聚合法将季铵化聚乙烯亚胺（QPEI）接枝到酸蚀钛片表面。通过扫描电子显微镜、水接触角测试、X射线光电子能谱（XPS）、激光共聚焦、细胞实验、动物实验等方法,分别评价修饰材料的表面形貌、亲水性、结构、抗菌性、细胞毒性、生物相容性和抗感染性能。结果 聚乙烯亚胺（PEI）上的叔氨基成功转变为季铵基团,通过多巴胺包覆及表面引发聚合的方法均可以在种植体表面成功接枝QPEI,但其抗菌性能和细胞相容性存在差异,通过表面引发聚合进行表面功能化的Ti-PGED-Q组的抗菌性能显著优于通过多巴胺自聚进行功能化的Ti-PDA-Q组,其抑菌率为89.69%。表面引发聚合修饰能影响早期细胞粘附,但对细胞增殖没有显著影响,并显著抑制了带菌种植体造成的体内炎症反应,材料在体内埋植7天时,其表面抑菌率为85.4%,起到良好的抗菌作用。结论 通过原位聚合法对种植体表面进行修饰,可以提高其表面的抗菌性能,并保持良好的生物相容性。     

镀镍石墨/铝复合材料界面和摩擦摩损性能研究

采用粉末冶金法制备了25%Gr的Gr-ZL105复合材料。通过对石墨表面进行镀镍,研究了镀镍Gr-ZL105复合材料的界面及其摩擦磨损性能,并与不镀镍Gr-ZL105复合材料进行对比。结果表明,采用石墨表面镀镍法可有效改善石墨铝复合材料的界面相容性,界面产生了Al_3Ni,且镀层起到了阻挡层的作用,改善了脆性界面的力学性能。烧结后材料的硬度提高,维氏硬度可达123.02 HV,得到组织致密、晶粒细小的复合材料。在相同载荷、转速下,改性复合材料的摩擦系数为0.207,比不改性复合材料摩擦系数高。     

聚乙烯膜表面能提升改性的研究进展

聚乙烯膜表面改性的目的是在膜表面引入极性基团,提高膜表面的粗糙度,消除弱界面层,提高膜表面能.综述了聚乙烯膜的几种表面改性方法,包括化学改性法、火焰及热处理法、表面接枝法、等离子体处理法、电晕处理法、共混改性法、共同作用法等,并对比了各改性方法的优缺点.聚乙烯是非极性材料,表面能比较低(30～32 dynes/cm),其表面呈惰性和疏水性,因此不易与其他材料相复合或相混合,从而造成其亲水性、印刷性、染色性、抗静电性、粘接性以及与其他极性聚合物或无机填料的相容性差,限制了聚乙烯的进一步应用.通过文献检索、效果及机理分析、对比、评论等方法,综合展现和比较聚乙烯膜表面改性.化学法、共混法操作简单,化学法、接枝法、共混法效果稳定,共同作用法操作条件温和且效果持久,添加剂掺入量为1000 mg/L时,能够维持表面能38 dynes/cm三个月以上,且添加剂对极性溶剂稳定,不影响聚乙烯本体的性能,具有工业应用价值.     

TiO2的表面改性及其粉体流动性能评价方法的建立

目的 建立基于粉体流动性能和颜料性能的TiO₂综合性能评判方法,指导表面改性工艺的优化,获得兼具优异的流动性能与颜料性能的钛白粉产品。方法 以氯化法金红石型TiO₂为基料,依次进行Zr/Al无机包覆和有机包覆,研究包覆关键参数对TiO₂产品的流动性与颜料性能的影响。采用粉体流变仪进行TiO₂粉体的压缩性、壁摩擦、剪切作用测试,得到Hausner比、壁摩擦角、内摩擦角等表征流动性的特征指标参数;采用X射线荧光衍射仪测定钛白粉的无机元素含量;利用X射线衍射分析仪测定钛白粉基料的晶型;采用激光粒度仪测定粉体的粒度及粒度分布;通过扫描电子显微镜对粉体的表面形貌进行分析;通过光泽、消色力、遮盖率等指标评价钛白粉的颜料性能。以主成分分析法综合上述特征参数评判TiO₂综合性能。结果 对于Zr/Al无机包覆,当铝的添加量为2.0%～3.0%时,粉体具有较优的颜料性能和流动性能。对于有机包覆,当TMP添加量为0.4%或TME添加量为0.2%时,所得产品在保持良好颜料性能的同时具有较优的流动...     

铝及其合金的表面改性技术介绍

现代经济的高速发展对铝及其合金在硬度、耐蚀性和耐磨性以及功能性方面有了更高的要求。介绍了铝及其合金表面改性技术的发展情况,新技术的使用有效改善了铝及其合金的表面性能。     

模具材料的表面改性和组织性能分析

以3Cr2W8V模具钢为研究对象,通过表面镀膜和电子束表面合金化处理的方法对模具钢进行了表面改性研究,分析了镀Ti膜、镀CrN膜和镀TiN膜后材料的表面组织形貌和性能随电子束改性参数的变化。研究结果表明,对模具钢进行表面合金化的电子束改性可以极大提高和改善表面组织结构和性能。     

木材表面功能化改性的研究进展

木材成本低、可再生,是优良的绿色工程材料和工业原料,但其存在结构疏松、易燃、易老化等缺点,需要对其进行表面改性使其功能化,以提高表面性能,延长使用寿命。文中综述了3类木材表面改性方法——有机聚合物涂层、无机纳米/聚合物复合涂层和无机纳米粒子表面薄膜对木材表面进行改性的机理,分析了3种方法对木材表面性能的影响。同时,指出了绿色环保的无机纳米/木材复合材料是木材功能化改性的发展趋势。     

聚苯胺/改性石墨复合材料的电化学制备及其防腐蚀性能研究

采用恒电流法、恒电流阶跃电流法、循环伏安法及自聚合法等4种方法将聚苯胺(PANI)原位沉积在自制的改性石墨(MGE)上,制备出聚苯胺/改性石墨复合材料(PANI/MGE)。利用扫描电镜和红外光谱对PANI/MGE的微观形貌和分子结构进行了表征,利用电化学阻抗谱研究了不同聚合方法所得复合材料的防腐蚀性能。结果表明,4种聚合方法所得复合材料微观形貌与聚合前的改性石墨相似,都呈现平面的片层结构,没有聚合物团簇聚集现象产生。4种聚合方法均能成功实现聚苯胺的原位沉积,聚苯胺与改性石墨之间存在较强的相互作用,且以恒电流阶跃所得复合材料中两者的相互作用最强。5种不同涂层中,恒电流阶跃聚合所得涂层的防腐蚀性能最好,稳定的自腐蚀电位及涂层阻抗最高;循环伏安聚合及恒电流聚合所得两种复合涂层的阻抗及自腐蚀电位均随时间的延长而逐渐下降,涂层很快失效。     

Pt/Zr共改性铝化物涂层的抗高温氧化性能研究

采用电镀Pt和化学气相沉积Al-Zr共渗两步法制备了一种Pt/Zr共改性铝化物涂层,并对其进行了组织结构表征和1000℃抗高温氧化性能测试。结果表明:Pt/Zr共改性铝化物涂层外层主要相为β-(Ni,Pt)Al,同时含有少量的PtAl_2和PtZr相。在1000℃氧化300 h后,Pt改性铝化物涂层和Pt/Zr共改性铝化物涂层中均有大量的有益相β-NiAl存在,表现出很好的抗高温氧化性能;Pt/Zr共改性铝化物涂层比单一的Pt改性铝化物涂层具有更低的氧化速率,其表面氧化膜也更加致密,这是因为在保护性的Al2O3膜下方形成了条状的富Zr氧化物,可以起到钉扎的作用。     

镍基燃气轮机叶片改性铝化物渗层的研究进展

改性铝化物渗层技术是镍基燃气轮机叶片表面主要的防护方法之一,随着燃气轮机叶片使用温度的越来越高、形状越来越复杂,对其改性铝化物渗层的耐高温腐蚀性能和工艺可控性的要求也越来越高。综述了镍基燃气轮机叶片表面改性铝化物渗层制备工艺的研究进展,就改性元素对铝化物渗层耐高温腐蚀性能的影响和作用机理进行了归纳、分析和讨论,并对其未来的发展进行了展望。