机械高稳态超疏水表面的研究进展

超疏水表面因其具有低粘附和排斥水的特性,广泛应用于冷凝传热、抗结冰、减阻、防腐蚀、油水分离及自清洁等众多领域,具有极其重要的应用前景.然而,超疏水表面在机械作用下容易造成超疏水性部分或全部丧失,限制其实际应用,故关于该表面机械稳态性问题研究的重要性凸显.综述了超疏水表面在机械作用下的失稳机制和稳态性评价方式,根据超疏水表面的微纳米结构和低表面能物质失效差异,将机械高稳态超疏水表面的实现策略归纳为三类:构筑自修复性表面,利用涂层中的自修复性分子对表面的疏水物质缺失或结构损伤进行自我补足;构筑微观复合结构表面,选择双尺度(大尺度-微米/小尺度-纳米)或全疏单级(或多级)尺度的结构抵御机械破坏;构筑多组分协同增强表面,通过化学键或范德华力作用,改善涂层的固有强度或提高涂层与基底的结合强度.这三类策略均具有一定的局限性,如何实现超疏水表面大规模工业应用仍是一个科学难题,并展望了其未来的发展方向.     

聚苯胺/纳米碳化硅/环氧复合涂层的制备及其防腐蚀性能

在纳米SiC存在的情况下,以苯胺单体为原料,过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化聚合法制备了聚苯胺/纳米SiC复合物。采用SEM、XRD、UV-vis等方法对产物进行形貌观察和结构表征。将涂层中分别含有聚苯胺和聚苯胺/纳米SiC复合物填料成的碳钢片浸泡于3.5%NaCl溶液中,通过开路电位、极化曲线和电化学阻抗谱来评价涂层的防腐蚀性能。结果表明,涂层中含有聚苯胺/纳米SiC复合物填料成分的碳钢片抗腐蚀能力强于含聚苯胺的碳钢片,腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小;而裸钢片腐蚀电位最小,腐蚀电流密度最大。     

稀土Ce对Fe-6.9%Si钢的弯曲性能与软磁性能的影响

为研究稀土Ce元素对高硅钢弯曲性能与软磁性能的影响,本文在Fe-6.9%Si钢中添加微量的稀土Ce,在650 ℃进行温轧实验,利用DSC、TEM、XRD、磁性测量和三点弯曲测试技术研究了稀土Ce对0.3 mm厚Fe-6.9%Si钢薄板的有序结构、织构、弯曲性能与软磁性能的影响。结果表明:稀土Ce的添加降低了DO₃-B2相完全转变温度,Ce原子的邻近位置会产生晶格畸变区域,限制了B2有序结构中的Fe、Si原子向近邻位置空位扩散,降低了高硅钢中有序相含量。温轧板的三点弯曲断裂挠度值由9.8 mm增加至16.1 mm,提升了高硅钢的塑性变形能力。添加稀土Ce的退火板的织构取向聚集在易磁化的λ取向线上,难磁化的γ纤维织构强度减弱,磁滞损耗降低,引起磁感应强度(B₈, B₅₀)提高,铁损值(P10/50, P10/1000)减小。     

聚四氟乙烯无机纳米复合材料的研究进展

无机纳米粒子填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料因其独特的性质受到广泛关注。综述了无机纳米粒子填充改性聚四氟乙烯复合材料的研究进展。重点介绍了无机纳米粒子的大小、粒子表面修饰、粒子的晶体形态以及粒子混合方式等因素对复合材料特性的影响,并对聚四氟乙烯无机纳米复合材料研究的发展趋势进行了展望。     

纳米CaCO3/TiO2复合粒子制备超疏水膜

采用溶胶-凝胶法,用γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲基氧硅烷和油酸修饰纳米CaCO3/TiO2复合粒子,制备具有类似荷叶表面形貌的超疏水涂层。结合扫描电镜、红外光谱、热重和示差扫描量热仪对复合粒子进行表征。结果表明,纳米TiO2粒子物理复合在纳米CaCO3表面,复合粒子经修饰后引入了疏水性的甲基,形成纳米复合双重粗糙结构,使所制备的涂层表现出优良的超疏水性能,其中接触角为162.1°,滚动角7°。     

纳米二氧化钛/氧化锌超疏水涂层的制备及其性能

将纳米TiO2和微米ZnO机械搅拌,制备了纳米TiO2/ZnO复合粒子。通过硬脂酸对其改性,于200°C下烘烤15min,在钢试片上得到纳米TiO2/ZnO复合超疏水涂层。采用扫描电镜、红外光谱和接触角分析仪对涂层表面的形貌和疏水性进行了表征。结果表明,复合粒子经硬脂酸表面改性后引入了疏水性的甲基,形成微/纳米双重粗糙结构。当硬脂酸含量为9%时,所得涂层表面与水的静态接触角为165.3°,滚动角4°。该涂层具有优异的耐溶解性、耐温性及自清洁性。     

聚邻甲苯胺/纳米二氧化钛环氧复合涂层的性能

以邻甲苯胺单体为原料、过硫酸铵为氧化剂,加入质量分数为0.0%、7.5%和14.9%的纳米TiO2,采用原位聚合法制备了聚邻甲苯胺均聚物以及聚邻甲苯胺/纳米TiO2复合物,利用扫描电镜、红外光谱、紫外–可见光谱和X射线衍射对其进行了结构表征。采用该复合物、聚邻甲苯胺和聚苯胺为填充物,以3%和5%的用量添加到环氧树脂(EP)/聚酰胺固化剂体系中,在碳钢表面制备了不同环氧涂层,测试了涂层的力学性能,发现上述填充物具有增强环氧涂层对腐蚀介质的阻隔的性能,其中含5%聚苯胺、5%聚邻甲苯胺、5%聚邻甲苯胺/TiO2(质量分数7.5%)复合物和3%聚邻甲苯胺/TiO2(质量分数14.9%)复合物的环氧涂层的力学性能较佳。通过极化曲线和交流阻抗谱对比研究了该4种环氧涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,含5%聚邻甲苯胺/TiO2(质量分数7.5%)复合物的环氧涂层具有最佳的耐蚀性。     

聚苯胺复合防腐材料的研究进展

主要针对聚苯胺的结构和性能,讨论了它对金属的四种防腐机理:屏蔽作用、钝化作用、阳极保护作用和电场作用。同时,综述了目前普遍使用的聚苯胺防腐涂层制备方法,对制备聚苯胺/无机粒子复合防腐材料的研究状况进行了简单介绍。最后,对聚苯胺复合防腐材料的研究前景进行了展望。     

苯胺均聚物( 共聚物) / 环氧复合涂层的制备及其防腐性能研究

目的研究苯胺均聚物/环氧复合涂层和苯胺共聚物/环氧复合涂层在3.5%(质量分数,后同)NaCl溶液中的耐腐蚀性能。方法采用化学氧化聚合法制备苯胺均聚物和共聚物,用SEM,XRD,UV-vis和IR对产物进行表征,并通过电化学测试分析复合涂层在3.5%NaCl溶液中的防腐性能。结果苯胺均聚物/环氧复合涂层和苯胺共聚物/环氧复合涂层都能对碳钢起到不同程度的防腐蚀效果,相比之下,苯胺共聚物/环氧复合涂层的腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小。结论苯胺共聚物在碳钢表面产生了一层钝化膜,使得苯胺共聚物/环氧复合涂层具有较好的耐腐蚀性能。     

ZnO/聚二甲基硅氧烷超疏水薄膜的制备及其性能研究

通过硬脂酸对ZnO粒子的改性,使其表面引入了疏水性的甲基,将改性后的ZnO粒子与低表面能物质聚二甲基氧烷经过混合陈化固化过程后,在钢片上形成聚二甲基硅氧烷/ZnO超疏水涂层。采用接触角分析仪、扫描电镜、红外光谱,表征涂层表面的形貌和疏水性。结果表明,改性后的ZnO粒子在聚合物上构造微/纳米双重粗糙结构表面,涂层表面具有优异的自清洁性,水的静态接触角达161°,滚动角5°。该方法简单有效有巨大的应用前景。