插层三元锌镁铝水滑石的制备及其在PVC中应用

采用共沉淀-离心-水热法制备出形貌规整且高结晶度的锌镁铝水滑石(ZnMgAl-CO_3LDHs),以此为前驱体通过离子交换反应制备出磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石(ZnMgAl-P LDHs),利用XRD、FT-IR、SEM、TG/DTG分析表明磷酸二氢根成功插入到锌镁铝水滑石层间,层间距从0.763 5 nm增加到1.226 0 nm。将磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石与聚氯乙烯(PVC)复配,研究其对聚氯乙烯的热稳定性、力学性能及流变性能的影响,研究发现磷酸二氢根插层锌镁铝水滑石能够明显提高PVC的初期抑制变色性能,但是长期热稳定性略有降低;磷酸二氢根插层改性锌镁铝水滑石后提高了在聚氯乙烯基材中的分散性并改善了与聚氯乙烯之间的相容性,聚氯乙烯力学性能提高,但是加工流变性能稍有降低。     

锌酸钙和锌铝水滑石的制备及其在锌镍电池中的应用研究

采用常规水热法合成锌酸钙,采用水热法和共沉淀法制备锌铝水滑石。利用SEM、XRD、EIS和倍率充放电技术对制备的材料进行表征与测试。结果表明,制备的锌酸钙样品为六边形片状晶体,且粒径均匀、分散性较好;水热法制备的锌铝水滑石具有片状晶体,粒径均匀、分散较好;制备的锌酸钙结晶程度高,不同方法合成的锌铝水滑石出现衍射峰的图谱基本一致;锌酸钙及锌铝水滑石的电极电荷传递阻抗(R_(ct))均小于氧化锌;锌酸钙以及锌铝水滑石均能提升锌电极耐蚀性能;锌酸钙负极经过40次充放电循环后循环保持率为86. 28%。     

硬脂酸插层钙/锌稀土类水滑石对PVC的热稳定作用

采用共沉淀法分别合成了硬脂酸插层钙铝镧类水滑石和硬脂酸插层锌铝镧类水滑石,并通过X射线衍射和红外光谱进行结构表征。采用刚果红法、烘箱变色法、电导率法等考察钙/锌水滑石不同配比对聚氯乙烯(PVC)的热稳定作用,利用转矩流变仪和力学性能测试仪测定了最佳复配体系的流变性能和力学性能。结果表明,钙/锌水滑石复配后表现出良好的协同热稳定作用,能够有效地延长PVC的热稳定时间并抑制初期着色;其份数比为2.25/0.75时效果最佳,与添加相同量的硬脂酸钙/锌相比,表现出更优的热稳定性、流变性能和力学性能。     

环氧树脂改性及其涂层性能研究

通过硅溶胶来改善环氧树脂E-44的性能,以改性环氧树脂为基料,制备了富锌防腐涂料。应用电化学交流阻抗法研究了涂料涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀过程。实验结果表明,添加硅溶胶可明显改善环氧树脂性能,当硅溶胶与环氧树脂E-44质量比5∶3防腐性能最好,同时该涂层具有较好的力学性能、耐热性和耐候性。根据交流阻抗谱图(E IS)响应特征,涂层在浸泡过程可分为3个主要阶段且涂层电阻变小。     

硼/锌掺杂钙铝水滑石的制备及其应用

采用共沉淀法制备了不同锌含量的硼酸三丁酯掺杂钙铝水滑石(CaAlZn-C_(12)H_(27)BO_3LDHs),并将其应用于聚氯乙烯(PVC)弹性体中,通过与无机硼酸掺混钙铝水滑石、钙铝锌水滑石进行应用对比,考察不同水滑石对PVC复合材料热稳定性、阻燃性、力学性能及不同锌含量对其残炭率的影响。结果表明:CaAlZn-C_(12)H_(27)BO_3LDHs形貌规整,峰形尖锐;随着锌含量的增加,PVC复合材料残炭率出现先上升后下降的趋势,且Ca~(2+)∶Al~(3+)∶Zn~(2+)最佳物质的量比为2∶1∶2;硼、锌离子掺杂水滑石对PVC复合材料的热稳定性、阻燃性及力学性能均优于硼酸锌/水滑石机械混合物。     

改性镁铝水滑石对PVC力学性能的影响

以钛酸酯偶联剂为改性剂对镁铝水滑石进行表面改性,研究了改性时间、钛酸酯偶联剂用量等因素对吸油值的影响,钛酸酯偶联剂改性镁铝水滑石的最佳条件为:钛酸酯偶联剂用量(质量分数)为5%,改性时间为50 min。通过改性前后XRD结构参数与标准参数的对比进行改性评价,并对改性前后的镁铝水滑石添加至PVC中进行了力学性能测试。实验结果表明:镁铝水滑石能改善PVC的力学性能,改性后镁铝水滑石/PVC复合材料的力学性能比未改性的镁铝水滑石/PVC有较大改善。     

改性水滑石对聚丙烯阻燃和力学性能的影响

以硝酸镁和硝酸铝为原料,采用共沉淀法制备了Mg/Al-CO_3-LDHs前体,然后通过阴离子交换法制备了衣康酸插层、钛酸酯偶联剂NDZ-201附着的复合改性水滑石(ITA-LDHs)。通过熔融共混法制备了阻燃性能和力学性能较好的ITA-LDHs改性的聚丙烯(PP)复合材料。通过FTIR、XRD、TGA和SEM对ITA-LDHs进行了表征。结果表明:衣康酸已经插入到水滑石层间,钛酸酯偶联剂已经附着在水滑石表面。对复合材料的极限氧指数(LOI)、垂直燃烧实验(UL-94)、热重曲线、热释放速率(HRR)、总热释放速率(THR)和质量损失率进行了测定,结果表明:随着水滑石添加量的增多,无论是未改性还是改性的水滑石都能对PP起到阻燃效果,且改性后的水滑石(LDHs)的LOI值、抗熔滴时间、热稳定性、成炭率均显著提高。当水滑石的添加量为30%(以聚丙烯的质量为基准,下同)时,ITA-LDHs改性PP的LOI达到27.5%,明显优于添加未改性LDHs PP的25.5%;UL-94等级达到V0级,优于未改性LDHs的V1级;通过测试材料的弯曲强度和拉伸强度可知,与未改性的水滑石相比,改性后的水滑石力学性能明显改善。     

耐热抗冲PPR管材专用料的制备及其性能

采用高速机械混合的方法将低相对分子质量聚丁烯(LMPB)包覆于水滑石(LDH)表面制备了LMPB包覆改性LDH,将其与无规共聚聚丙烯(PPR)熔融共混制备了PPR管材专用料。探讨了改性LDH含量对PPR管材专用料的力学性能、熔体流动速率、维卡软化温度、阻燃性能和微观形貌的影响。结果表明：适量改性LDH提升了PPR管材专用料的缺口冲击强度，加入质量分数5.0%的改性LDH,PPR管材专用料的缺口冲击强度达最大值(24.9 kJ/m²)。PPR管材专用料的维卡软化温度和氧指数均随改性LDH含量的增加而提高。加入质量分数40.0%的改性LDH,其维卡软化温度和氧指数分别为136.8℃和27.6%。改性LDH质量分数低于10.0%时，改性LDH在PPR基体中具有良好的分散性。     

锌铁水滑石类及改性吸附剂吸附K2CrO4研究

采用共沉淀法制备锌铁水滑石类(LDH),并使用十二烷基硫酸钠(SDS)对其进行改性。利用比表面积与孔径分析、扫描电镜与透射扫描电镜、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱和多功能电子能谱等手段分析材料,研究材料的改性机制,通过动力学和热力学实验,验证材料的吸附效果。结果表明,锌铁LDH材料孔隙结构发达,层状结构清晰,改性后的材料层间距扩大,吸附容量进一步提高,是更为优秀的吸附材料。对于Cr(Ⅳ)的质量分数30 mg/g的溶液,改性后的锌铁LDH吸附剂优化投加量为0.2～0.4 g/L;溶液pH对除铬效果影响较大,pH为4时吸附效果最好;反应温度较高时除铬效果较好。改性后的锌铁LDH吸附剂对Cr(Ⅳ)的最大吸附容量可达到117 mg/g。     

改性水滑石/SBR复合材料性能研究

采用共沉淀法分别合成对苯乙烯磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)改性水滑石(LDH),再制备改性LDH/SBR复合材料,并对复合材料的性能进行研究。结果表明:改性LDH能够提高SBR胶料的硫化速度,而不影响加工安全性;改性LDH能够改善SBR硫化胶的热稳定性、阻燃性能和物理性能;改性剂品种对复合材料热稳定性影响不大,SDBS-LDH/SBR复合材料的阻燃性能较好。     

低密度聚乙烯/改性水滑石纳米复合材料的制备、结构与性能

采用共沉淀法制备了镁铝水滑石(Mg-Al-LDHs),并以之为原料通过柱撑法制备了Zn O柱撑Mg-Al-LDHs。采用硬脂酸(SA)对其进行有机改性,得到改性水滑石(LDHs-SA),然后通过熔融插层法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/LDHs-SA纳米复合材料。通过红外光谱分析、热分析、流变学分析、力学性能分析等对LDPE/LDHs-SA纳米复合材料的结构、性能进行了表征与分析。结果表明:当LDHs-SA的添加量为3%时,LDPE/LDHs-SA纳米复合材料的力学性能达到最优,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度较之LDPE分别提高了4.4%、30.2%和13.1%。此外,LDHs-SA的加入改善了LDPE材料的热稳定性和流变性能。     

镁铝水滑石的改性及其脱色性能的研究

采用共沉淀法制备Mg/Al为3.0的镁铝水滑石,经500℃煅烧后得到镁铝复合氧化物,并用十二烷基苯磺酸钠对复合氧化物进行改性,利用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对改性后的产物进行了表征,研究了改性后水滑石对苯酚绿的的吸附性能。结果表明,反应温度为35℃,投加量为5g/L,pH值为1.2时脱色效率最高可达97.81%。     

冷涂烯锌涂料的制备与性能研究

首先研究了不同环氧树脂(E20、E44和E51)对环氧含锌涂层基本性能的影响,其次探究了纯薄石墨烯的添加对涂层防腐蚀性和力学性能的影响,确定了锌质量分数30%涂料体系中纯薄石墨烯的最佳添加量,最后考察了膨润土、聚脲、聚酰胺钠作为防沉体系对冷涂烯锌涂料贮存稳定性的作用。通过中性盐雾试验,并结合扫描电镜、表面电阻率、剩余锌含量和力学性能测试,制备出符合T/CHTS 10105—2023标准要求的冷涂烯锌涂料。结果表明：采用环氧树脂E44所制备的涂层基本性能最佳;加入质量分数0.5%纯薄石墨烯后,涂层的力学性能均有提升,表面电阻率≤10⁶Ω,锌粉利用率超过80%,耐中性盐雾时间可达3 000 h;添加质量分数0.9%膨润土、0.6%聚脲和1%聚酰胺钠防沉体系后,冷涂烯锌涂料可在50℃下稳定贮存60 d。     

酰胺-水滑石-环氧树脂防腐涂料的制备及性能

以3,5-二氨基苯甲酸、己二酸和乙二胺为原料制备了适用于环氧树脂的酰胺固化剂,并与用硅烷偶联剂改性过的水滑石一同添加到环氧树脂中,得到酰胺-水滑石-环氧树脂防腐涂层。通过红外光谱仪表征了固化剂的结构,用扫描电镜和相差显微镜分析了水滑石的分散性。考察了固化剂和水滑石含量对涂层力学性能和耐蚀性的影响。当固化剂的质量分数为20.0%,水滑石质量分数为1.5%(均以环氧树脂的质量计)时,涂层的致密性最好,附着力达到21.73MPa,洛氏硬度104HR,在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性最好,浸泡24h后无明显锈蚀。     

PVC用月桂酸柱撑锌铝铈类水滑石热稳定剂的制备与性能

采用共沉淀法制备了一种新型的PVC热稳定剂——月桂酸柱撑锌铝铈三元类水滑石,采用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征。利用刚果红法、转矩流变仪等考察其对PVC性能的影响,并研究了与常见热稳定(助)剂的协同效应。结果表明,月桂酸柱撑锌铝铈类水滑石的长期热稳定性较好。当月桂酸柱撑锌铝铈类水滑石与季戊四醇、硬脂酸锌的质量比为1.5∶1∶1时协同效果较好,当3份该复合热稳定剂加入到100份PVC时,可使PVC静态及动态热稳定时间分别达到118min和47min,扭矩适中,拉伸强度为49.1MPa,断裂伸长率为51.8%,冲击强度为5.8kJ/m2,能够提高PVC的热稳定性能和力学性能。     

氟化石墨烯/水滑石改性环氧树脂胶黏剂的性能研究

采用尿素法制备CO3^2-型锌铝水滑石(ZnAlCO3-LDH),并将其与氟化石墨烯(FG)复合,制备不同质量比的FG-ZnAl-LDH,然后将其作为填料对环氧胶黏剂进行改性。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对填料进行表征,同时,研究填料添加量及质量比(FG∶LDH)对环氧树脂胶黏剂黏接性能、疏水性能和热稳定性能的影响规律。结果表明,采用尿素法制备的LDH及FG-ZnAl-LDH为二维片层结构,LDH特征峰强度随FG比例增加而逐渐降低。填料添加量为2%,FG∶LDH=1∶1时,FG-ZnAl-LDH改性环氧树脂胶黏剂的性能最佳,其剪切强度较改性前提高26.32%,水接触角提高32.9%,热分解温度提高约5℃。研究表明氟化石墨烯/水滑石的添加,可在环氧树脂胶黏剂中起到增强效果,其不仅可以提高胶黏剂的黏接强度,而且对胶黏剂的疏水性和热稳定性也具有显著的提升作用。     

聚多巴胺改性金属有机框架材料/水性聚氨酯复合涂层的制备及性能

为增强水性聚氨酯(WPU)力学性能与防腐性能,首先使用聚多巴胺(PDA)对金属有机框架材料(MOF)沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)进行改性,然后制备出ZIF-8@PDA/WPU复合乳液、薄膜和涂层,并采用扫描电子显微镜、红外光谱分析、X射线衍射分析、热重分析及分散性测试对ZIF-8@PDA进行了结构和性能表征,万能试验机、接触角测试及电化学测试对复合薄膜和涂层进行了性能测试。结果表明：ZIF-8纳米粒子尺寸均一、排列整齐;PDA改性可以有效改善ZIF-8在水及WPU中的分散性;随着ZIF-8@PDA质量分数增加,复合薄膜拉伸性能提升,断裂强度与弹性模量最大提高4.48 MPa和45.41 MPa;复合涂层水接触角与电化学阻抗先增大后减小,在ZIF-8@PDA质量分数为5%时,水接触角达到峰值96.735°,电化学阻抗较纯WPU提升了两个数量级。     

镁铝水滑石阻燃剂表面改性及其机理

采用三聚磷酸钠(STPP)对镁铝水滑石(MAH)进行表面改性。X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、热重–差热、红外光谱比表积测试和粒度分析对改性前后的镁铝水滑石进行表征,考察了改性前后镁铝水滑石的吸油性能和润湿性能。结果表明:三聚磷酸根(53 10P O)包覆于镁铝水滑石粒子表面,改性后的镁铝水滑石粒子表面疏水性增强,分散性明显提高。将改性前后镁铝水滑石样品(SMAH)与聚丙烯(PP)混合固化,测试其复合材料(MAH/PP、SMAH/PP)阻燃性和力学性能,发现相对于MAH/PP,SMAH/PP复合材料力学性能有所提高,阻燃性能也得以改善。     

石墨烯改性环氧锌基防腐涂料的制备与性能研究

针对传统环氧富锌涂料环保性差、质量大、成本高等问题,利用石墨烯优异的导电性与独特的二维片层结构可增强涂层防腐性能的特性,取代传统环氧富锌涂料中的部分锌粉,以期制备低锌含量的石墨烯环氧锌基涂料。首先将石墨烯材料与环氧树脂预混合,掺杂天然高分子表面活性剂,制备一种高分散性石墨烯 /环氧树脂浆料;然后将其与计量的环氧树脂、锌粉、其他功能颜填料复配,通过高速分散与砂磨的制备方式相结合,得到石墨烯改性环氧锌基防腐涂料;最后通过力学性能、连接强度、交流阻抗、耐中性盐雾等方法探索涂层关键性能。研究结果表明：该石墨烯涂层防腐性能优异, 2 000 h盐雾划痕腐蚀扩展 0.9 mm,且力学性能与施工性能好,可广泛应用于船舶、海工设备、桥梁等大型钢结构装备领域。     

PE/改性水滑石阻燃复合材料的制备及性能研究

采用低相对分子质量聚丁烯(LMPB)对具有阻燃性能的水滑石进行表面包覆改性制备改性水滑石,通过熔融共混法分别制备聚乙烯(PE)/水滑石阻燃复合材料和PE/改性水滑石阻燃复合材料,探讨水滑石及改性水滑石含量对阻燃复合材料的加工性能、力学性能、阻燃性能及微观形貌的影响。结果表明:由于LMPB的增容和增塑作用,改性水滑石在PE基体中的分散良好,且与PE基体的界面黏结作用增强,PE/改性水滑石阻燃复合材料的各项性能均优于PE/水滑石阻燃复合材料。