负载活性组分的核壳结构纤维膜的制备及性能

采用同轴静电纺丝技术制备了用于伤口修复的核壳结构纳米纤维膜,将蛛丝蛋白(Ss)和美洲大蠊提取物(PAE)分别负载于纳米纤维的壳层与核层.采用SEM和TEM对纳米纤维膜的形貌进行了表征,结果显示,纤维具有明显的核壳结构,且随着Ss含量的增加,纤维直径从350 nm降至280 nm,核层直径由120 nm升至140 nm,壳层厚度由115 nm降至70 nm;FTIR结果证明Ss已成功负载到纤维膜中.纤维膜的物理性能测定实验表明,制备的纳米纤维膜拉伸强度可达4.3 MPa,溶胀率可达150％,水蒸气透过率可达1834 g/(m2·24 h),水接触角减小到32.7°.药物释放实验结果显示,7 d内药物释放可达77％;考察了纳米纤维膜的生物相容性,相较于未负载Ss的纳米纤维膜,Ss含量为20％的纤维膜的细胞增殖率提高了25％.     

核壳结构Ag@SiO_2组装体的表面增强荧光效应

利用还原法制备Ag纳米粒子,利用Stber法成功制备了不同壳层厚度的核壳结构Ag@SiO_2纳米粒子。并利用重力沉积方法在玻璃基片上构筑了纳米粒子二维自组装膜结构,探讨了该自组装体对荧光物质的等离子体共振增强荧光性能。结果表明:通过简单的包覆方法,可控制得到不同壳层厚度的Ag@SiO_2纳米粒子;Ag@SiO_2纳米粒子的二维组装薄膜对荧光物质增强作用具有显著的距离依赖性,当壳层厚度为(5±1)nm时,纳米粒子薄膜对罗丹明B荧光增强作用达到最大,增强倍数约为5倍;当壳层厚度大于22 nm时,纳米粒子薄膜对罗丹明B几乎没有荧光增强效应。以Cy5~羊抗兔蛋白为荧光物质,进一步证实了该核壳结构Ag@SiO_2组装体的有效增强荧光性能。     

织物石蜡系蓄热调温整理剂纳米微胶囊的研制

利用微胶囊技术将相变材料纳米微胶隶化。以石蜡系相变材料为芯材，以苯乙烯、丙烯酸丁酯和丙烯酸等单体的共聚物为壳材包裹石蜡，制备不同相变温度的纳米相变微胶囊。采用对织物进行交联、整理工艺制备蓄热调温智能织物。研制的纳米微胶囊包裹形态完整，平均粒径约为150nm，壳层厚度为15nm，核壳体积比约为1：1；峰值相变温度为18-40℃，相变焓为57-60J／g。经纳米相变微胶囊整理的织物升温或降温速率明显减缓，具有智能调温功能。     

四种颜料在有机涂层中的防腐性能对比

利用电化学阻抗谱（EIS）技术,研究了浸泡在3.5%NaCl溶液中的SrCrO4环氧涂层、纳米ZnO环氧涂层、纳米缓蚀剂插层水滑石环氧涂层和ZnO/纳米水滑石复合环氧涂层的防腐性能。结果表明,纳米缓蚀剂插层水滑石涂层对Mg-Li合金的防腐效果明显高于SrCrO4环氧涂层和纳米ZnO环氧涂层,具有活性-自修复的防腐作用;而经过改性的原位生成ZnO纳米水滑石复合涂层的防腐性能更好。     

功能型环氧树脂基防腐涂层的研究进展

环氧树脂涂层因其优异的耐蚀性能、对金属表面良好的附着力而在金属防腐领域得到广泛应用。但涂层固化过程中会形成缺陷和孔洞，腐蚀介质可以直接接触到金属表面。为了开发出具有优良耐久性的防腐涂层，研究人员使用不同的方法和材料制备了多种环氧树脂防腐涂层。该文综述了纳米粒子改性环氧防腐涂层、超疏水型环氧防腐涂层、自修复型环氧防腐涂层、导电聚合物改性环氧防腐涂层及生物基材料改性环氧防腐涂层的制备及性能。但这5种防腐涂层各有局限性，未来应该探究出新的环氧防腐涂层，在提升涂层防腐性能的同时，兼顾其他性能，使环氧树脂基防腐涂层朝着功能化、智能化的方向发展。     

石墨烯基自修复防腐涂层的研究进展

表面涂覆防腐涂层是延缓基材腐蚀的有效措施，但由于外部因素和内部因素的综合作用，涂层表面难免会出现磨损、划痕和微裂纹等。涂层的微裂纹容易加速基材腐蚀，进而导致涂层的大面积失效，大大缩短涂层的保护寿命。自修复防腐涂层因能主动修复微裂纹，延长涂层的保护寿命，受到业界广泛关注。本文简要概述了二维石墨烯材料在自修复防腐涂层领域的应用，总结了外援型自修复防腐涂层和本征型自修复防腐涂层在防腐领域的优缺点，并详细介绍了各类自修复涂层的组成和自修复机理。针对当前石墨烯基自修复防腐涂料存在的问题展望了其发展方向。     

核-壳结构二氧化硅介孔材料的制备与表征

采用溶胶凝胶法在一定条件下合成了具有核-壳结构的二氧化硅介孔材料,使用透射电子显微镜对微球样品的超微结构进行了观察,使用傅里叶红外光谱分析了样品的光谱性质。分析结果表明:制备的核-壳结构介孔二氧化硅微球样品,是由外表面为孔径约8纳米,厚度约30纳米的有序介孔二氧化硅壳层,包裹着内核为直径约200纳米的二氧化硅微球所组成,介孔壳层具有较大的比表面积,具有良好的光谱性质。     

核壳型PS@ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能

以单分散性良好的聚苯乙烯（PS）微球为模板,采用化学浴沉淀法制备了PS@ZnO纳米复合材料。利用SEM、TEM、XRD、FTIR和DRS等测试手段对样品的形貌、结构、组成和光学性质进行表征,在紫外光照射下进行亚甲基蓝溶液的光催化降解研究,并考察复合材料的光催化性能。结果表明：该方法制备的PS@ZnO纳米复合材料具有核壳结构,颗粒均匀,呈球形,核的平均粒径约为200nm,壳层厚度约20nm,具有良好的光催化性能,且其催化效率比单纯ZnO提高了13%,而且可以重复使用。     

溶胶凝胶工艺制备超亲水耐污秽易清洁涂层的研究

采用溶胶凝胶工艺,与高纯硅溶胶复合制备了不同粒径匹配的超亲水涂层溶液,采用提拉工艺在玻璃基体上制备了超亲水涂层,分析了影响涂层厚度的因素,通过SEM分析了涂层的微观结构和膜层厚度及易清洁的机理,通过椭偏仪测试了涂层的厚度、孔径分布及气孔率、折射率等性能,通过户外自然积污实验测试了涂层的抗灰尘、易清洁性能,结果表明:涂层具有凹凸微纳多孔结构,涂层厚度在150～275 nm之间,气孔率3％～5％,气孔尺寸小于2 nm.通过控制溶胶组成与制备工艺参数,制备的涂层具有超亲水、耐污秽、易清洁性能.     

负载活性组分的核壳结构纤维膜的制备及性能

采用同轴静电纺丝技术将蛛丝蛋白（Ss）和美洲大蠊提取物（PAE）分别负载于纳米纤维的壳层与核层。随着Ss的增加,纤维直径从350 nm降至280 nm,核层直径由120nm升至140 nm,壳层厚度由115 nm降至70 nm。Ss的加入使纳米纤维膜具有良好的机械性能和亲水性,纳米纤维膜的拉伸强度可达到4.31 MPa,溶胀率可达到150%,水蒸气透过率可达到1834 g/(m2?24h),水接触角减小到 32.7 ?。纳米纤维膜核壳结构能够有效抑制药物突释,实现药物长效释放,7天内药物释放可达77%;纳米纤维膜能够有效抑制细菌生长,促进细胞增殖,相较于未负载Ss的纳米纤维膜,负载20%Ss的纤维膜的细胞增殖效果提高25%,说明Ss和PAE在伤口愈合过程中能够起到协同作用。     

壳层厚度对硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子性质的影响

纯粹的磁性Fe_3O_4纳米粒子易发生不可逆的硬团聚且易被空气氧化或者被酸腐蚀而破坏,硅壳包覆可以保护Fe_3O_4不被酸蚀,但壳层太厚会影响其磁性。本文针对采用油包水的微乳液法将磁性Fe_3O_4纳米粒子的表面包覆上不同厚度的硅壳,制备出一系列不同壳层厚度的硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子,并设计实验测试其磁性和对酸稳定性。结果表明,所制备的不同厚度硅壳磁性纳米粒子在水中都具有良好的分散性,但随着壳层厚度的变化,其磁性和对酸的稳定性有所变化。综合比较,在正己醇、表面活性剂曲拉通(Triton X-100)和环己烷为1:1:4的体积比时加入Fe_3O_4含量为6.2%的磁流体所制备的硅壳磁性Fe_3O_4纳米粒子为最优。     

两步法制备核壳结构Fe_3O_4@PDA@BSA纳米复合材料

采用溶剂热法制备了Fe_3O_4纳米粒子,再经两步法制备了核壳结构Fe_3O_4@PDA@BSA纳米复合材料,并利用X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对样品形貌及磁性能进行了表征。结果表明,所制备的Fe_3O_4纳米粒子粒径为3~21nm;核壳结构Fe_3O_4@PDA@BSA纳米复合材料的壳层厚度为10~20nm,比饱和磁化强度为58.8emu·g-1,具有良好的磁性能和生物安全性。该方法简单、反应条件温和、绿色环保,具有较好的适用性。     

自修复超疏水涂料在金属防腐应用中的研究进展

金属防腐是近年来金属材料的研究热点，将自修复超疏水涂料涂覆到金属材料表面，不仅能够有效降低金属腐蚀，而且能够赋予涂层自修复的能力。本文分析了自修复超疏水涂料的自修复机理，包括主动修复型和被动修复型，总结了近年来自修复超疏水涂料在金属防腐方面的应用进展，包括制备方法、作用机理等。提出了自修复超疏水涂料在金属防腐领域的大规模应用还需要进一步深入研究涂层的腐蚀防护机理，简化制备工艺，降低成本，提高涂层致密性以及修复速率。     

3D打印微流控通道快速可控制备核壳微纤维

通过3D打印技术，快速制备了能够纺制核壳型海藻酸钙微纤维的微流控通道，并实现了对纤维形貌结构的精准调控。系统研究了三相流速、通道高度、承接管长度、溶液黏度对纤维形貌的影响。实验结果表明，增大外相流速可以减小纤维整体尺寸，增大中间相流速会增加壳层厚度，增大内相流速能增加核的直径；微通道出口距离固化液的高度越大，纤维越细；承接管长度过短会使纤维不均匀；溶液黏度对纤维的形貌影响很小。3D打印技术制备的微通道相比于其他制备方法更加便捷，易于加工，且通道的批次重复性良好，非常适合用于微纤维的批量生产。此外，纤维核壳型结构使其易于负载功能性物质，在载药释放领域具有潜在应用价值。     

具有自清洁与自修复双重特性的纤维用涂层的制备与研究

为了解决纤维用涂层在长期使用过程中污渍吸附和开裂磨损等技术问题,首先合成末端带有呋喃基团的硅烷改性预聚体,然后制备末端带有呋喃基团的改性纳米 TiO₂,最后将硅烷改性预聚体、改性纳米 TiO₂以及 4,4′-亚甲基双（ N-苯基马来酰亚胺）（BMI）进行 DA（Diels-Alder）反应得到树脂 /纳米填料一体化复合涂层,并对涂层的结构和性能以及自清洁、自修复效果进行研究。结果表明：涂层损伤能够在不影响疏水性能的前提下得到修复,同时纤维涂层具有很强的光降解污染物的功能,使该涂层具备自清洁和自修复双重特性,提高了纤维用涂层的使用寿命。     

高压碳化法可控制备微纳米分级结构中空棒状碳酸钙及其表征

以氢氧化钙为钙源,D-葡萄糖酸钠为添加剂,在高压碳化釜中采用二氧化碳鼓泡碳化法制备出分散均匀,由立方状纳米粒子组装而成具有微纳米分级结构的中空棒状碳酸钙聚集体。探究了各因素对高压碳化法制备碳酸钙的影响,通过改变反应温度、D-葡萄糖酸钠的添加量、氢氧化钙的浓度等考察制备的最佳条件。采用SEM、TEM、XRD、FTIR和BET等测试手段对产品的结构和性能进行了表征。实验结果表明,所制备的微纳米分级结构中空棒状碳酸钙的平均直径约300nm,长度为1~2μm,壳壁由粒径为50~100nm的纳米立方状粒子聚集而成,壳层厚度约100nm。同时,在反应温度为120℃、氢氧化钙质量分数为2%、D-葡萄糖酸钠添加量为氢氧化钙质量的2%、反应时间为4h的条件下,所制备的中空棒状碳酸钙的分散性和均匀性最好。     

氧化锌为模板制备中空二氧化硅微球及其对聚丙烯酸酯薄膜性能的影响

以氧化锌为模板,在超声作用及表面活性剂的辅助作用下正硅酸乙酯原位水解制备核/壳型氧化锌/二氧化硅复合微球,然后在盐酸溶液中溶解氧化锌核制备中空二氧化硅微球,采用红外光谱仪(FTIR)和透射扫描电子显微镜(TEM)表征其结构和形貌。最后,将中空二氧化硅微球应用于聚丙烯酸酯薄膜中考察其透水汽性和力学性能。结果表明,采用Tween-80和聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂可有效分散氧化锌,且有利于二氧化硅包覆在其表面,从而成功获得核/壳型氧化锌/二氧化硅复合微球。同时,采用盐酸作为刻蚀剂,在pH=2.0的条件下,可有效刻蚀氧化锌,获得中空二氧化硅微球。FTIR表明形成了中空二氧化硅,中空二氧化硅微球的壳层内部附有一层未被刻蚀的氧化锌。TEM表明,该中空二氧化硅微球粒径为47nm左右,其壳层厚度为12nm,空腔直径为23nm。将制备的中空二氧化硅微球引入到聚丙烯酸酯薄膜中,该中空二氧化硅微球可显著改善聚丙烯酸酯薄膜的透水汽性能和力学性能。当中空二氧化硅微球的质量分数为1.5%时,聚丙烯酸酯薄膜的透水汽性能达到最佳。     

自修复防腐涂层对海水中Q235钢耐蚀性能的电化学影响规律研究

制备用于潮湿环境中的自修复微胶囊及防腐涂层。利用扫描电镜观察微胶囊形貌,通过热重分析,获得其热稳定性数据。使用激光粒度分析仪测试其粒径分布规律。将其作为填料制成埋植型自修复防腐涂层,涂敷于Q235钢表面,采用电化学阻抗谱(EIS)研究其在海水中不同浸泡周期的腐蚀行为。结果表明在防腐涂层保护下,自修复微胶囊有阻挡海水渗透涂层的作用。微胶囊中的修复剂有填补涂层空缺的作用,增强了阻挡海水与Q235钢的接触作用。制备的自修复涂层具有修复划痕的功能。交流阻抗图表明该涂层能增强耐蚀性能。     

利用同轴射流技术制备PMMA/PC透光复合材料

利用同轴射流技术制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯(PC)的复合透光材料。同轴共纺技术制备的壳芯复合纳米纤维具有壳层PMMA及芯层PC的有效结构,在特定温度下,芯层PC无序纳米纤维成为壳层熔融PMMA树脂基体中的增强体。扫描电镜和透射电镜结果显示,复合纳米纤维的表面形貌良好,具有壳芯结构的复合纳米纤维均匀分布于无纺布中。热压成型技术制备的复合材料力学性能和光学性能结果表明,由于增强体PC纳米纤维的尺寸效应,复合材料的力学性能明显提高,当PC含量为4%时,材料的拉伸强度提高了17%,且当PC含量控制在3%以内时,复合材料透光性能的下降值可控制在10%以内。     

镁合金表面Ni-P/Cu-Zn超疏水复合涂层制备及耐蚀性研究

本文主要研究了镁合金表面Ni-P/Cu-Zn超疏水复合涂层的制备和耐蚀性.复合涂层通过化学镀镍磷、电镀铜锌合金、阳极氧化、表面修饰后获得,化学镀Ni-P层为内层,电镀Cu-Zn层为中间层,超疏水层为外层.对复合涂层的结构和性能进行了表征.实验结果表明,复合涂层与基底结合力强,无鼓泡脱落现象,涂层厚度约为34μm.Ni-P/Cu-Zn涂层氧化后表面形成微纳米结构,用十八烷基硫醇修饰后的涂层具有优良的超疏水性,水的表面接触角约为155°,涂层的自腐蚀电流密度相对于未修饰涂层和基底下降1～2个数量级,阻抗大幅提升,说明涂层具有很好的耐蚀性,能够为镁合金提供较好的保护.