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聚多巴胺改性纳米二氧化硅增强反式-1,4-聚异戊二烯形状记忆聚合物的制备与性能

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复合材料学报 2023年第5期40卷 2772-2782页

作者：张闯张静王娜李龙沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司沈阳110142

由于形状记忆聚合物(SMP)较低的力学强度,不足以满足现今大多数商用复合材料的使用标准,严重限制了其在许多高级应用中的使用。因此,为制备高性能SMP复合材料,利用聚多巴胺(PDA)对纳米SiO_(2)进行表面改性,制备了一种新型纳米填料SiO_(2... 详细信息

由于形状记忆聚合物(SMP)较低的力学强度,不足以满足现今大多数商用复合材料的使用标准,严重限制了其在许多高级应用中的使用。因此,为制备高性能SMP复合材料,利用聚多巴胺(PDA)对纳米SiO_(2)进行表面改性,制备了一种新型纳米填料SiO_(2)@PDA,并通过SEM、XPS和FTIR对其结构和性能进行了表征。将SiO_(2)和SiO_(2)@PDA作为纳米填料填充到反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)中,制备了TPI形状记忆复合材料,系统的研究了TPI/SiO_(2)和TPI/SiO_(2)@PDA复合材料的热稳定性、力学性能和形状记忆性能。结果表明:PDA修饰增强了SiO_(2)在TPI基体中的分散性和界面相互作用,从而使TPI/SiO_(2)@PDA复合材料的热稳定性、力学性能得到提升的同时仍能够保持良好的形状记忆性能。当SiO_(2)@PDA含量为1.5%(以TPI的质量为基准,下同)时,TPI复合材料的冲击强度和拉伸强度达到最大值,分别比纯TPI提高了43.5%和25%。此外,复合材料固定率(R_(f))和回复率(R_(r))均超过97%。

关键词：反式-1,4-聚异戊二烯聚多巴胺纳米二氧化硅力学性能形状记忆

壳聚糖包覆三聚磷酸钠微胶囊-可膨胀石墨协同阻燃天然/杜仲并用胶

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精细化工 2022年第6期39卷 1250-1256页

作者：刘艳吉程欣宇李政付琬璐李庆鹏王娜沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司辽宁沈阳110142

以三聚磷酸钠(STPP)为芯材,壳聚糖(CS)为壁材,通过离子凝胶法成功制备了微胶囊CS@STPP。采用SEM、FTIR及TG对所制备的微胶囊形貌、化学结构和热性能进行了表征。将CS@STPP与可膨胀石墨(EG)以一定比例添加到天然/杜仲(NR/EUG)并用胶中,探... 详细信息

以三聚磷酸钠(STPP)为芯材,壳聚糖(CS)为壁材,通过离子凝胶法成功制备了微胶囊CS@STPP。采用SEM、FTIR及TG对所制备的微胶囊形貌、化学结构和热性能进行了表征。将CS@STPP与可膨胀石墨(EG)以一定比例添加到天然/杜仲(NR/EUG)并用胶中,探究CS@STPP与EG之间的协同作用对NR/EUG阻燃性能的影响。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、锥形量热仪、拉曼光谱、SEM和电子万能试验机对NR/EUG并用胶的阻燃性能进行了分析。结果表明,当m(CS@STPP)∶m(EG)=4∶1时,制备的NR/EUG并用胶(记为FRBR-5)阻燃效果最优,这归因于CS@STPP与EG的协同作用使形成的炭层结构更稳定致密、连续性更好。此外,FRBR-5的燃烧性能显著降低,其LOI达到28.4%,UL-94达到V-0等级,最大热释放速率为471.7 kW/m^(2)。

关键词：壳聚糖三聚磷酸钠微胶囊天然橡胶杜仲橡胶橡塑助剂

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改性天然沸石对橡胶复合材料性能的影响

精细化工 2022年第7期39卷 1473-1480页

作者：程欣宇刘艳吉李政付琬璐姜岩王娜沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司辽宁沈阳110142

为了提高沸石在橡胶中的分散效果,增强沸石与橡胶的界面相互作用,采用硝酸和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物对天然沸石(NZ)进行复合改性,制得复合改性沸石(S-HNZ)。然后,将改性沸石与天然橡胶(NR)混炼制备沸石/天然橡胶复合材料,研... 详细信息

为了提高沸石在橡胶中的分散效果,增强沸石与橡胶的界面相互作用,采用硝酸和双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物对天然沸石(NZ)进行复合改性,制得复合改性沸石(S-HNZ)。然后,将改性沸石与天然橡胶(NR)混炼制备沸石/天然橡胶复合材料,研究不同改性沸石对天然橡胶性能的影响。采用XRD、BET、接触角测量仪及SEM对改性前后的NZ进行了表征,研究了橡胶复合材料的硫化性能、动态热机械性能及力学性能。结果表明,经硝酸处理后天然沸石(HNZ)骨架脱铝,且硅烷成功接枝到天然沸石表面。添加S-HNZ的橡胶复合材料(NR/S-HNZ)焦烧时间和正硫化时间均缩短,硫化反应速率加快;另外,与NR相比,NR/S-HNZ的300%定伸应力和抗拉强度分别提高了46.7%和10.8%;NR/S-HNZ储能模量(E')和玻璃化转变温度均高于NR,表明经复合改性后,复合材料的交联密度增加,形成较强的交联网络,极大提高了沸石与橡胶大分子链间的界面结合力。

关键词：天然沸石酸处理硅烷化复合改性橡胶助剂

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改性超支化醇酸树脂涂层的制备及性能

电镀与涂饰 2023年第4期42卷 57-65页

作者：李俊坪齐舵葛晶杜晓宁郭书利吕会勇王娜沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院辽宁沈阳110300 辽宁顺风新材料科技有限公司辽宁沈阳110326

以端羟基超支化聚酯和蓖麻油酸为原料,通过酯化反应合成了超支化醇酸树脂,通过红外、核磁等手段研究了它的化学结构。采用超支化醇酸树脂作为改性剂制备了固含量55%~70%的醇酸树脂涂料,考察了改性涂料的流变性能及其涂膜的力学性能、热... 详细信息

以端羟基超支化聚酯和蓖麻油酸为原料,通过酯化反应合成了超支化醇酸树脂,通过红外、核磁等手段研究了它的化学结构。采用超支化醇酸树脂作为改性剂制备了固含量55%~70%的醇酸树脂涂料,考察了改性涂料的流变性能及其涂膜的力学性能、热性能与防腐性能。实验结果表明:超支化聚合物的适当添加可在不影响涂料黏度和涂装性能的基础上,有效提高醇酸树脂涂层的柔韧性和耐酸碱盐腐蚀性能,其耐弯曲性能高达2 mm,耐冲击性达到50 cm。固含量为65%的涂层综合性能最好。为进一步提高涂层的防腐性能,在该体系中添加了0.1%~0.5%的端羟基超支化聚酯改性氧化石墨烯(HGO)。循环盐雾测试320 h后发现,HGO添加量为0.5%的涂层腐蚀最轻。

关键词：醇酸树脂涂料超支化力学性能氧化石墨烯改性防腐蚀

PP-PE嵌段共聚物和PE弹性体共混物的结晶动力学

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合成树脂及塑料 2022年第2期39卷 70-74页

作者：田凯敏史颖刘立志王影邵文君宋立新沈阳化工大学高分子产业高端制造研究院辽宁沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司辽宁沈阳110142

通过同步辐射小角散射的降温原位实验及拉伸实验,研究了聚丙烯(PP)-聚乙烯(PE)嵌段共聚物(PP-OBC)/聚烯烃弹性体(POE)共混物在降温过程中两组分的结晶行为与性能的关系。降温过程中,第一次散射信号的出现,散射矢量的右移对应PP产生结晶... 详细信息

通过同步辐射小角散射的降温原位实验及拉伸实验,研究了聚丙烯(PP)-聚乙烯(PE)嵌段共聚物(PP-OBC)/聚烯烃弹性体(POE)共混物在降温过程中两组分的结晶行为与性能的关系。降温过程中,第一次散射信号的出现,散射矢量的右移对应PP产生结晶,出现新的散射信号,散射矢量第二次右移时对应PE结晶的产生。结果表明:POE中PE组分的加入使PP-OBC中PP的结晶温度降低,更多的PE组分对PE的结晶也有抑制作用;当共混体系中POE组分增多时,PP开始结晶时的长周期增大,PE开始结晶时的长周期减小;PP-OBC与POE兼容性良好,PPOBC/POE共混物的断裂伸长率显著高于两个纯组分,共混物的力学性能更好。

关键词：聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体结晶行为片晶结构力学性能

聚丙烯腈纤维预氧化过程结构演变及与碳纤维结构比较

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工程塑料应用 2021年第6期49卷 125-130页

作者：华夏崔野郭万元史颖刘立志宋立新沈阳化工大学高分子产业高端制造研究院沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司沈阳110326

聚丙烯腈(PAN)在预氧化过程中取向度、晶体结构和微孔结构的变化直接影响碳纤维的性能。通过模拟连续产线上保持牵引张力的PAN原丝的预氧化过程,研究阶梯升温的预氧化过程中纤维取向度、晶体结构和微孔结构的变化。结果表明,通过保持张... 详细信息

聚丙烯腈(PAN)在预氧化过程中取向度、晶体结构和微孔结构的变化直接影响碳纤维的性能。通过模拟连续产线上保持牵引张力的PAN原丝的预氧化过程,研究阶梯升温的预氧化过程中纤维取向度、晶体结构和微孔结构的变化。结果表明,通过保持张力可以使PAN大分子链发生环化反应的温度升高,预氧化前期(240℃以下),PAN原丝较好地保持了晶体结构和取向,纤维内微孔呈尖细形态,并沿着纤维轴方向取向;预氧化后期(270℃),PAN晶体熔融和分子链转化成梯形结构同时发生,使纤维在晶体熔化的同时保持了较好的取向。预氧化处理后的纤维微孔长径比有所下降,受解取向影响,微孔形态略微变圆,但微孔取向有所提高,纤维整体保持了较好的取向度。通过预氧化过程,使纤维在进一步高温碳化中能够保持良好的取向,使得到的碳纤维具有较高的力学性能。因此,预氧化过程高温阶段的取向调控是得到高性能碳纤维的重要因素。

关键词：聚丙烯腈纤维碳纤维预氧化晶体取向微孔结构

改性玄武岩纤维/聚氨酯阻尼材料的制备及性能

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精细化工 2022年第7期39卷 1369-1375,1456页

作者：景芳达韩松葛晶秦野王娜管勇沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院有限公司辽宁沈阳110142 中国科学院金属研究所辽宁沈阳110016

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对玄武岩纤维(BF)进行表面处理制备了改性玄武岩纤维(MBF),以环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)、二苯甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇为原料合成了主链含有环氧基团的EHTPB基聚氨酯(EPU),通过环氧开环反应连接... 详细信息

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对玄武岩纤维(BF)进行表面处理制备了改性玄武岩纤维(MBF),以环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)、二苯甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇为原料合成了主链含有环氧基团的EHTPB基聚氨酯(EPU),通过环氧开环反应连接MBF与EPU制备了阻尼材料MBF@EPU。采用SEM、FTIR和XPS对BF和MBF表面形貌、结构进行了表征,采用动态热机械分析仪和电子万能拉伸试验机对MBF@EPU进行了测试。结果表明,KH550的改性使MBF表面含有大量的C元素,粗糙程度显著增加,MBF与EPU主链通过化学键进行了连接。MBF的引入能提高EPU的阻尼与力学性能。由MBF用量为EHTPB质量20%制得的聚氨酯阻尼材料具有最佳的综合性能,其有效阻尼温域达到140.0℃,拉伸强度为8.68MPa,断裂伸长率为329.04%,比EPU分别提高了7.7%和24.9%。

关键词：玄武岩纤维聚氨酯改性阻尼性能功能材料

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激光熔覆铁基复合涂层组织与性能影响

表面技术 2018年第12期47卷 127-133页

作者：张华健孙中刚李峰常辉邢飞南京工业大学材料科学与工程学院新材料研究院南京210009 辽宁增材制造产业技术研究院有限公司沈阳110021 沈阳中科煜宸科技有限公司沈阳110021

目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究... 详细信息

目的在45#钢基体表面制备耐磨性优于基材的梯度涂层。方法采用激光熔覆技术在基材上制备连接层后,分别用未添加WC颗粒、添加3%和5%WC颗粒的铁基合金粉末制备耐磨涂层。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了涂层的微观结构。通过维氏显微硬度计和M-2000磨损试验机,研究了涂层的力学性能。结果获得的涂层致密,没有裂纹和气孔等缺陷,涂层内部WC清晰可见。连接层与基材具有良好的冶金结合,涂层组织主要有等轴组织、柱状组织和共晶组织。耐磨层物相组成为奥氏体(γ-Fe)、γ(Fe,Ni)固溶体和Fe-Ni-Cr固溶体。涂层表面的显微硬度最高为559HV1,比基材硬度(182HV1)提升了3倍多。随着WC含量的增加,涂层的磨损量显著下降。结论基材与连接层有沿基体表面生长的平面晶,涂层内部为柱状晶、树枝晶和共晶等组织,涂层顶部多为细小的等轴晶。加入WC,涂层的显微硬度提高不明显,但WC周围的组织细化,显微硬度提高。无WC的涂层磨损机理主要为粘着磨损;3%WC的涂层磨损较轻,磨损仍以粘着磨损为主;5%WC的耐磨层磨损最轻,磨损机理为磨粒磨损,WC的加入明显提高了涂层的耐磨性。

关键词：激光熔覆铁基合金显微组织显微硬度耐磨性 WC含量

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水性锌基涂镀涂层的制备及性能研究

材料导报 2023年第11期37卷 241-246页

作者：李庆鹏刘利冉张亮王丽管勇王娜沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室沈阳110142 沈阳先进涂层材料产业技术研究院沈阳110330 沈阳市航达科技有限责任公司沈阳110043 中国科学院金属研究所材料使役行为研究部沈阳110016

使用硅烷(A-187)和高模数硅酸钾对丙烯酸树脂进行改性,制备了一种高性能水性锌基涂镀涂料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱、X射线衍射(XRD)、中性盐雾及电化学试验等测试对涂料的贮存稳定性,以及涂层的表面形貌... 详细信息

使用硅烷(A-187)和高模数硅酸钾对丙烯酸树脂进行改性,制备了一种高性能水性锌基涂镀涂料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱、X射线衍射(XRD)、中性盐雾及电化学试验等测试对涂料的贮存稳定性,以及涂层的表面形貌、成分及耐蚀性进行了表征与分析。结果表明,A187、硅酸钾、水性丙烯酸树脂三者交联改性成功,能够在锌粉表面形成一层水性树脂壳膜结构,对活性锌粉进行保护;SEM显示锌粉分布均匀,涂层表面光滑平整,无明显缺陷;经中性盐雾试验1000 h后,涂层表面无红锈;与溶剂型锌基涂镀涂层相比,所制备的水性锌基涂镀涂层的涂层电阻提高了近两个数量级,涂层具备较好的防护性能。

关键词：水性环保锌基涂镀改性丙烯酸树脂防腐性能