• 2022年第38卷第7期文章目次
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    • 基于端羟基聚丁二烯聚氨酯型UV减粘胶的合成与性能

      2022, 38(7):1-6. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0143

      摘要 (130) HTML (0) PDF 1.57 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:先以端羟基聚丁二烯与异佛尔酮二异氰酸酯反应,然后以1,4-丁二醇或1,4-丁烯二醇为扩链剂进行扩链,控制主链中C=C含量,并添加二官能度或三官能度的丙烯酸酯交联单体,制备了聚氨酯型紫外(UV)减粘胶。采用傅里叶变换红外光谱表征了减粘胶的分子结构;考察了交联程度对减粘效果的影响。结果表明,随着减粘胶交联密度、凝胶率的增加,减粘胶的体积收缩率增大,进而表面粗糙度增加,减粘效果明显。当以1,4-丁烯二醇为扩链剂、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)为可交联单体所得的减粘胶UV照射前的剥离力达19 N/25 mm,UV照射后的剥离力降低至0.2N/25 mm,满足使用要求。

    • 多重修复含氟聚氨酯的制备及响应型行为

      2022, 38(7):7-16. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0165

      摘要 (39) HTML (0) PDF 2.36 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改进传统自修复聚氨酯材料修复手段单一以及室温下难以修复等问题,文中以自制端羟基含氟多元醇(FE-OH)、聚四氢呋喃二醇(PTMEG)为软段,异氰酸酯(IPDI)为硬段,胱胺(CM)和4-甲基伞形酮(4-MU)分别为扩链剂和封端剂,以聚吡咯修饰碳纳米管(PPY/CNTs)为光热转换导电助剂,制得可光热修复含氟聚氨酯导电弹性体(CFPU)。通过红外光谱、拉曼光谱等对CFPU结构进行了表征,通过光学显微镜、3D轮廓仪等研究了CFPU的自修复性能,通过接触角测量仪研究了CFPU的疏水性能,通过数字万用表、电化学工作站研究了CFPU的导电性和理化响应性。结果表明,CFPU 在室温(25 ℃)和不同波长光照条件下均具备优良的自修复性能,当PPY/CNTs 添加量为25%(CFPU1)时,材料力学性能、疏水性等综合性能最优,且表现出良好的温度及化学环境响应性。该材料在医疗诊断、电子皮肤等领域具备潜在的应用前景。

    • 丙烯酸浓度对聚羧酸减水剂聚合速率的影响及反应级数

      2022, 38(7):17-22. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0154

      摘要 (42) HTML (0) PDF 1.64 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)为大单体、丙烯酸(AA)为小单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为链转移剂,采用一次投料水溶液自由基共聚法合成聚羧酸减水剂(PCE)。改变酸醚比即AA初始浓度合成PCE,分析了AA浓度对PCE聚合速率的影响,并进一步拟合了AA的反应级数。研究表明,随着PCE反应进程的推移,AA浓度减小、AA转化率增大。PCE聚合速率随着AA初始浓度的增大而增加,当AA初始浓度由0.2376 mol/L 升至0.9008 mol/L时,聚合速率由1.3 ×10-4 mol/(L· s)升至4.8×10-4 mol/(L· s),AA的反应级数为0.9554。

    • 不同钛含量的陶瓷前驱体聚钛硅氮烷的制备与性能

      2022, 38(7):23-30. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0152

      摘要 (29) HTML (0) PDF 1.85 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用硅氮烷低聚物(OSZ)与TiCl4反应,设计Si:Ti 的摩尔比分别为5:1,10:1,15:1,20:1 和25:1,合成并分离出一系列聚钛硅氮烷(PTiSZ-x,x=5~25),利用马尔文粒度仪测得其重均分子量(MW)为(1.51~9.97)×104。利用波长色散X射线荧光光谱仪测得聚钛硅氮烷的实际钛质量分数为2.34%~7.48%。钛比例高或低的PTiSZ 相对分子质量都较小,而钛比例适中的PTiSZ 相对分子质量则较大。采用红外光谱和核磁共振氢谱对PTiSZ-x 进行结构表征,推测出聚钛硅氮烷的结构式为钛原子在低聚物分子间形成钛桥将低聚小分子连接成为线型大分子。PTiSZ-x 为线型结构,可溶解于正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、二甲苯、丙酮等常用有机溶剂。通过热重分析对系列PTiSZ-x 及OSZ的耐热性能进行测试,PTiSZ-x 的陶瓷收率为71%~78%,发现其相对分子质量影响不大,说明热处理期间形成了新的交联;而OSZ的陶瓷收率为56%,与其低分子量相对应。

    • 交替发泡多层结构对三元乙丙橡胶基耐烧蚀绝热层性能的影响

      2022, 38(7):31-37. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0149

      摘要 (28) HTML (0) PDF 2.08 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步改善三元乙丙橡胶(EPDM)基耐烧蚀绝热层的隔热性能,在EPDM绝热层材料的背部引入相同厚度的未发泡层、发泡层及交替发泡多层等3 种基体层结构,对比分析了不同基体层结构对EPDM绝热层材料隔热性能的影响。实验结果表明,相较于传统EPDM绝热层材料,基体层结构的引入均能使绝热层材料的导热率有不同程度的下降,其中交替发泡多层结构样品的导热率下降幅度较大,且烧蚀过程中的最大背面温度明显降低,交替发泡8 层和16层样品分别降低了14.7 ℃和23 ℃。与发泡层结构相比,交替发泡多层结构中引入未发泡层作为支撑层保护发泡层,使其在烧蚀过程承受高压冲击时,泡孔结构不会被挤压变形,从而充分发挥其隔热优势。

    • 碳纤维表面处理对含硅芳炔树脂复合材料的界面增强

      2022, 38(7):38-44. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0155

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.78 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:含硅芳炔(PSA)树脂是一类具有优异耐热性的树脂基体,其纤维复合材料可应用于航空航天领域,但是PSA树脂与纤维的复合材料存在界面结合较弱的问题。文中针对这个问题,以T300 碳纤维/PSA树脂复合材料为对象开展研究。首先,对T300 碳纤维布进行高温处理,并进行了热重分析、红外光谱、X射线光电子能谱及扫描电镜表征;其次,制备了T300/PSA 树脂复合材料,探究了其性能变化;最后,用端炔基苯并噁嗪(BA)偶联剂涂敷高温处理后的碳纤维布,再与PSA树脂复合,研究了复合材料性能变化。结果表明,高温处理的T300 碳纤维/PSA 树脂复合材料力学性能提高,高温处理的T300 碳纤维布再经BA偶联剂涂敷,其PSA树脂复合材料的力学性能可进一步提高,常温弯曲强度提高到了413.1 MPa,提升幅度为53.9%;450 ℃弯曲强度提高到了295.5 MPa,提升幅度为44.3%。

    • 界面强度对生物基环氧树脂/粘土纳米复合材料热/力学性能的影响

      2022, 38(7):45-52. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0163

      摘要 (20) HTML (0) PDF 1.60 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究不同性质的改性粘土对生物基环氧树脂的增强作用,将2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)与2 倍摩尔比的溴代正丁烷(BB)反应,制备了保留部分叔胺基的有机改性剂(PPDMP30);再将DMP-30 酸化制备了叔胺基全部质子化的改性剂(CPDMP30)。分别用这2 种改性剂对原始粘土进行表面处理,得到了2 种性质不同的有机化粘土——PP-clay(反应型)和CP-clay(非反应型)。以这2 种粘土作为增强体,采用“粘土淤浆复合法”制备了2 种界面结合强度不同的腰果酚环氧树脂(NC514s)/粘土纳米复合材料。透射电子显微镜照片显示,PP-clay 和CP-clay 都以无规剥离的形式均匀地分散在基体中。拉伸测试结果表明,反应型PP-clay 因保留了能参与基体树脂固化反应的叔胺基团,在两相间构建起较强的界面作用力,使材料的拉伸强度提升了135%。而非反应型CP-clay 仅使材料的拉伸强度提升109%。动态力学热分析结果显示,反应型PP-clay对复合材料Tg的提升效果更明显。

    • 一种碳点阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能

      2022, 38(7):53-59. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0153

      摘要 (21) HTML (0) PDF 1.49 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的高效阻燃,采用一种同时含有N和Si 的新型碳点(CDs)对PET进行阻燃改性。通过透射电镜、X射线光电子能谱仪和红外光谱对CDs进行分子结构表征,并采用极限氧指数测试仪(LOI)、垂直燃烧仪和锥形量热仪对CDs/PET 复合材料的阻燃性能进行了测试和分析。研究结果表明,当CDs 质量分数为4%时,PET的LOI值由21.2%上升到29.4%,且燃烧过程中产生的热释放速率峰值由513.2 kW/m2下降到433.7 kW/m2、总产热量由71.9 MJ/m2下降到54.0 MJ/m2,且烟释放速率与总生烟量下降、残炭量增加,说明CDs的添加能降低PET燃烧过程中产生的热危害与烟危害;此外,通过量化阻燃模式得出,CDs对PET的阻燃效应是物理阻隔、抑制火焰及催化成炭3种效应的叠加,3 种效应比例分别为36.5%,24.3%和10.8%。

    • 玻璃纤维改性超高分子量聚乙烯的热膨胀和摩擦学性能

      2022, 38(7):60-68. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0136

      摘要 (28) HTML (0) PDF 1.94 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低聚合物摩擦副材料的热膨胀系数,拓展其在宽温域范围内的应用,用未处理和经硅烷偶联剂KH570 改性处理后的玻璃纤维(GF)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性,采用热压成型工艺制备GF/UHMWPE复合材料。通过傅里叶变换红外光谱表征了2 种填料的微观结构差异;用差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的熔点和结晶度;借助热膨胀仪(DIL)测定了复合材料的热膨胀率和热膨胀系数,并在干摩擦环境下,研究了不同含量复合材料的摩擦学性能。结果表明,经过KH570 改性处理后的GF形成了稳定的Si—O—Si 结构,改善了与UHMWPE基体的黏结性;GF由于本身较低的热膨胀系数,并且能与高分子链形成较强的作用力,可以有效改善UHMWPE的热膨胀性能;GF/UHMWPE复合材料的摩擦系数随着填料含量的增加而先下降后上升、磨损量随填料含量的增加而增大,在相同填料添加量时,经过KH570 改性处理的GF复合材料的界面结合力更好,综合性能优于未处理GF复合材料。

    • 酚酞基聚芳醚酮增韧改性环氧树脂的结构与性能

      2022, 38(7):69-76. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0144

      摘要 (38) HTML (0) PDF 1.96 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对耐高温环氧树脂韧性低的问题,采用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)增韧改性耐高温环氧树脂。研究了PEK-C 相对分子质量和含量对改性树脂的固化反应、增韧效果和耐热性能的影响。结果表明,PEK-C 的加入对固化反应、耐热性能的影响较小,但会显著提升环氧树脂的韧性,且在一定范围内,PEK-C 的相对分子质量和添加量越大,增韧效果越好。15% 相对分子质量为8×104 的PEK-C 改性树脂具有最佳的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到了80 MPa 和3.1%,较未改性树脂分别提高了68%和121%,冲击韧性高达23.3 kJ/m2,较未改性树脂提升了99%。采用透射电子显微镜表征了不同PEK-C 含量改性树脂的微观相结构,结果表明,随PEK-C 含量增加,依次观测到了从海岛相到双连续再到相反转的相结构转变。

    • 聚乙烯醇中空容器的制备及热处理

      2022, 38(7):77-83. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0147

      摘要 (20) HTML (0) PDF 1.50 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以含水和多羟基化合物的复合改性剂,通过分子复合和增塑,实现聚乙烯醇(PVA)的热塑加工,制备了PVA中空容器。采用高压毛细管流变、X射线衍射、动态力学热分析、阻隔性能、水接触角等测试方法,研究了复合改性PVA体系的熔体流变行为,以及不同热处理条件对所得PVA中空容器综合性能的影响。结果表明,复合改性体系熔体黏度满足吹塑要求,吹塑所得中空容器外观良好;热处理可调控PVA中空容器的水含量,进而调控其结晶度、熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg),改善其力学性能和阻隔性能。120 ℃热处理2 h 后,PVA容器的结晶度从22.2%提升至34.7%,Tg从-3 ℃提升至30 ℃,拉伸强度从30.4 MPa 增加至80.3 MPa,石油醚的渗透速率由2.33 g· mm/(m2· d)减少至0.73 g· mm/(m2· d),水接触角从31.0°增加至78.1°。

    • 连续碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的3D打印及力学性能优化

      2022, 38(7):84-92. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0148

      摘要 (13) HTML (0) PDF 2.17 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用连续碳纤维增强聚苯硫醚(CCF/PPS)预浸丝材为原料,通过3D打印制备出不同工艺参数条件下的弯曲试样和层间试样。采用扫描电镜、显微CT、差示扫描量热仪、弯曲性能和层间性能等测试方法对3D打印CCF/PPS 复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,打印制品相邻打印层之间的界面、相邻打印线条之间的界面、孔隙结构和结晶结构都对打印制品的弯曲性能和层间性能有重要影响。当打印层厚为0.2 mm、沉积空间为0.40 mm2,并采用后热处理时,打印制品可获得最高为699 MPa的弯曲强度和43.32 MPa的层间剪切强度,在连续纤维增强热塑性复合材料3D打印研究领域处于领先水平。

    • 原位聚合法制备巯基功能化的聚(3-4 乙撑二氧噻吩)/碳纳米管复合物的电催化活性应用

      2022, 38(7):93-102. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0145

      摘要 (24) HTML (0) PDF 2.57 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中采用原位氧化聚合法制备巯基功能化的聚(3,4 乙撑二氧噻吩) 与多壁碳纳米管复合物(PEDOT-CH2SH/MWCNTs),通过改变碳纳米管在复合物中的含量获得了最佳比例的复合物,并将其作为电活性材料对重金属离子Cd2+和Pb2+的浓度分别进行了单独检测和同时检测。采用扫描电子显微镜、X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X 射线光电子能谱等手段对复合物进行结构表征,用电化学差示脉冲伏安法进行电化学测试,系统探讨了结构与电化学性能之间的关系。结果表明,PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 的复合物表现出较均匀的多孔状形貌,并增强了对重金属离子Cd2+ 和Pb2+ 的灵敏度、选择性和检测稳定性。用PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 复合物单独检测时,Cd2+ 和Pb2+ 的线性范围分别为2~40μmol/L 和6~40 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为2 μmol/L 和6 μmol/L。进行同时检测时,Cd2+和Pb2+的线性范围分别为8~40 μmol/L 和6~40 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为6 μmol/L 和2 μmol/L,复合材料表现出较好的响应度和较低的检出限。干扰研究表明,PEDOT-MeSH/15% MWCNTs 复合电极具有低相互干扰性和高选择性。

    • 气相二氧化硅负载离子液体抗静电改性超高分子量聚乙烯的制备及性能

      2022, 38(7):103-110. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0156

      摘要 (15) HTML (0) PDF 2.16 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用拉伸流变挤出成型设备,将抗静电剂咪唑类离子液体(IL)负载于纳米气相二氧化硅(SiO2)上,对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)进行抗静电改性,研究了IL 及纳米气相SiO2含量对UHMWPE加工性能、表面电性能、结晶性能和力学性能的影响。结果表明,IL 是UHMWPE 的良好增塑剂,随着IL 的加入,UHMWPE 的挤出扭矩明显降低,UHMWPE材料的挤出成型效率提高。值得关注的是,IL 的加入可明显降低UHMWPE表面的摩擦电压。当IL 质量分数为3%时,其表面摩擦电压从2.72 kV降至0.04 kV。而且,将IL 负载于纳米气相SiO2上可以解决IL 在UHMWPE中析出及分散问题。另外,纳米气相SiO2还可以提高UHMWPE/IL共混物的关键力学性能。所制备的IL改性UHMWPE具备优异的抗静电功能、较好的挤出成型效率和力学性能,有望在新一代电子信息产品及精密器件制造等领域得到广泛应用。

    • 不同表面润湿性水润滑材料的摩擦特性

      2022, 38(7):111-120. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0140

      摘要 (16) HTML (0) PDF 4.13 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:舰船螺旋桨轴与轴承之间不良的润滑状态会导致严重磨损和异常噪声,对其可靠性和隐身性带来隐患。文中选取表面润湿性不同的聚四氟乙烯(PTFE)和聚甲醛(POM)在6 种工况水环境下进行环-块摩擦试验,分析其摩擦学特性。使用带有高精度振动加速度传感器的摩擦试验装置采集其振动信号,通过小波包分解和重解对信号特征进行增强,拉曼光谱表征试验前后材料摩擦面的分子结构。结果表明,高载荷下PTFE比磨损率随转速增大呈现线性变化,POM则出现显著的指数变化;材料在摩擦前后的表面均未发生化学变化,铜环没有擦伤和转移到材料表面;POM在低转速下的摩擦振动更大,高转速下则相反;转速达到1000 r/min时,POM产生了稳定的水膜,显示了良好的水润滑效果。

    • 纳米Fe3O4改性热可逆聚氨酯的多重响应自修复行为

      2022, 38(7):121-128. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0159

      摘要 (13) HTML (0) PDF 2.00 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过将Fe3O4纳米粒子引入基于Diels-Alder 反应的热可逆聚氨酯,制备了一种具有热、近红外光、微波等多重响应行为的自修复聚氨酯材料。研究发现,纳米Fe3O4 的引入未对聚氨酯的结构和热可逆性产生明显影响,相反显著改善了热可逆聚氨酯的力学性能和自修复性能。当Fe3O4纳米粒子的质量分数为0.3%时,获得的聚氨酯的力学性能最优。同时,纳米Fe3O4的引入极大地提高了热可逆聚氨酯的修复效率,并赋予热可逆聚氨酯既可通过热处理实现损伤的自修复,也可通过近红外光激发实现损伤的自修复。而且,相对于热修复,近红外光修复具有更快的修复速率和更高的修复效率,并且可实现材料的多次重复修复。这些研究对实现材料的多重响应自修复和回收再利用具有重要的参考价值。

    • 氨基酸离子液体/Pebax膜的制备及CO2分离测试

      2022, 38(7):129-135. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0135

      摘要 (11) HTML (0) PDF 2.95 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高聚醚共聚酰胺(Pebax1657)的CO2分离性能,利用氨基酸离子液体(AAIL)改性Pebax 材料制备AAIL/Pebax 共混膜,通过红外分析、热重分析、差示扫描量热、X 射线衍射对AAIL/Pebax 膜进行表征。结果表明,AAIL 与Pebax 发生物理共混,AAIL 的加入提高了膜的热稳定性能。对CO2进行气体分离性能测试,确定了氨基酸离子液体的含量、操作压力和温度对气体渗透性能的影响。结果表明,氨基酸离子液体的加入使得CO2的渗透性和CO2/N2选择性均有所提升,当AAIL 的质量分数为0.8%时,CO2的渗透系数为101.03 Barrer、CO2/N2选择性为91.84,达到最优,对比Pebax1657 纯膜CO2的渗透系数提高了66.47%,CO2/N2 选择性提高了86.14%,突破了2008 年Robeson 上限。

    • 电热驱动的复合尼龙螺旋纤维人工肌肉

      2022, 38(7):136-142. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0151

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.90 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用镀银尼龙纤维自加捻,并与常规尼龙纤维共加捻,分别制备了2 种电热驱动的尼龙螺旋纤维人工肌肉。通过编程输入电的频率、大小和循环次数系统地研究了2 种聚合物纤维人工肌肉的驱动行为。结果表明,通过共加捻能调控复合尼龙螺旋纤维人工肌肉的电阻特性,在相同的输入电功率下,复合尼龙螺旋纤维人工肌肉产生更高的温度从而表现出更好的驱动性能。镀银尼龙螺旋纤维人工肌肉表现出6.34%的最大驱动形变、382 J/kg 的最大能量密度和468 W/kg 的最大功率密度。复合尼龙螺旋纤维人工肌肉表现出7.42%的最大驱动形变、428 J/kg 的最大能量密度和531 W/kg的最大功率密度。2 种聚合物纤维人工肌肉的驱动循环均能超过1万次,且驱动形变无明显衰减。

    • 导电聚酰胺/氨纶包覆纱的应变传感性能

      2022, 38(7):143-148. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0164

      摘要 (9) HTML (0) PDF 1.74 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:柔性可穿戴电子器件对人体运动、健康等的实时监测受到了广泛关注。为开发聚酰胺长丝/氨纶混合纱线材料的应变传感器,以氨纶为芯、聚酰胺长丝为皮层,利用捻度仪制备了不同聚酰胺长丝/氨纶包覆纱。通过化学镀银和涂覆炭黑的工艺方法,获得了导电聚酰胺长丝/氨纶包覆纱。实验得到,捻度50 T/10 cm导电包覆纱的线性电阻为1.97 Ω/cm;在20%应变时,该导电包覆纱拉伸-回复循环20 次的电阻变化比率(ΔR/R0)稳定且重复稳定性误差较小,其作为应变传感器可以较好地传感人体手指弯曲、手腕弯曲运动信号。

    • 聚N-羟乙基丙烯酰胺-明胶基水凝胶传感器的制备及性能

      2022, 38(7):149-158. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0146

      摘要 (23) HTML (0) PDF 3.35 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,水凝胶在柔性可穿戴传感器领域展现出巨大的应用前景,但是如何通过简单高效的方法构建同时具有优异的拉伸性能、抗冻性能和黏附性能的水凝胶基传感器仍然具有挑战性。文中基于分子间的物理作用,采用简单高效的“一锅法”,以聚N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)和明胶(GE)作为水凝胶的基体材料,通过向凝胶前驱体溶液中加入氯化钠(NaCl)和乙二醇(EG)制备了PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶。利用万能拉力机、红外光谱仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪和电化学工作站对水凝胶进行了结构和性能的表征。结果表明,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶的拉伸应变为1567%,并具有优异的抗冻性能;PHEAA-GE-EG-NaCl 水凝胶在-30 ℃的拉伸应变和电导率分别高达558%和0.21 S/m;同时,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶对不同的基材都展现出优异的黏附性能;更为重要的是,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶基应变传感器对大应变和小应变都具有优异的循环稳定性,能够在较宽的温度范围内(-30~25 ℃)稳定地检测人体大幅度的肢体运动和小幅度的生理信号。因此,PHEAA-GE-EG-NaCl水凝胶在柔性可穿戴传感器领域具有广阔的应用前景。

    • 静电纺丝制备瓜尔胶超细纳米纤维及其性能

      2022, 38(7):159-167. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0142

      摘要 (14) HTML (0) PDF 2.99 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为制备直径小于100 nm的瓜尔胶(GG)狭义纳米纤维,解决其难以静电纺丝的问题,以十六烷基二甲基乙基溴化铵(EHDAB)为表面活性剂、氯化钙(CaCl2)为强电解质,静电纺制备了GG纳米纤维。通过接触角测量仪悬滴法、电导率仪和旋转流变仪考察了EHDAB和CaCl2质量分数对纺丝液表面张力、电导率和黏度的影响;采用扫描电子显微镜、接触角测量仪座滴法和琼脂平皿扩散法分别表征了纳米纤维的形貌、水接触角和抗菌性。结果表明,CaCl2可以显著增大溶液电导率、强化电场力、提高纺丝效率;随EHDAB和CaCl2质量分数增加,表面张力和黏度整体呈降低趋势;GG,EHDAB 和CaCl2质量比为0.9∶0.2∶0 时,纤维平均直径最小,为40 nm;纳米纤维膜的最大拉伸强度为9 MPa,最小接触角为23°,亲水性好且具有抗菌性。

    • 具有隔离导热网络结构的聚乙烯/氮化硼/脱硫胶粉复合材料的制备及性能

      2022, 38(7):168-174. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0150

      摘要 (17) HTML (0) PDF 2.49 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用熔融共混与模压成型方式制备了聚乙烯(PE)/氮化硼(BN)/废旧橡胶粉末(WRP)复合材料。WRP具有三维网络结构,可在加工过程中维持其稳定结构,迫使BN选择性分散在PE基体中形成隔离导热网络,从而提升复合材料的导热性能。在BN质量分数为30%、PE与WRP质量比为1/2 时,与未添加WRP的PE/BN 复合材料相比,PE/BN/WRP复合材料的导热系数提高了37.3%,达到了1.73 W/(m· K),是纯PE 的4.33 倍;冲击强度提高了55.4%,达到了8.3 kJ/m2。利用脱硫胶粉制备高导热性能复合材料为废弃硫化橡胶的高值化和功能化利用提供了新思路。

    • 聚合物本征导热研究进展

      2022, 38(7):175-182. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0158

      摘要 (55) HTML (0) PDF 2.58 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:从分子链结构、结晶、取向和分子间作用力等方面分析了影响聚合物本征导热系数的结构因素,总结了提升聚合物本征导热系数的一些方法,并对相关研究进行了展望。结果显示,通过聚合物合成阶段的分子结构设计、加工阶段的施加外场以及后期热处理等手段的合理控制,都可以使聚合物的本征导热系数得到有效提升,但大幅提高聚合物的本征导热能力还面临着巨大挑战。

    • 热界面材料可靠性能研究进展

      2022, 38(7):183-190. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2022.0157

      摘要 (44) HTML (0) PDF 1.17 M (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:热界面材料(TIM)主要作用是填补芯片与散热器之间的孔隙缺陷,建立热传导通路,提升电子器件散热性能。现有的大多研究都是以探寻TIM的高导热性能以及优异的力学性能为主,往往忽略了TIM可靠性能的重要性。文中综述了近年来对TIM可靠性能研究发展现状,主要分析了导热填料、基体材料和生产工艺三方面对TIM可靠性能的影响,包括导热填料的种类及复配方式、硅油的种类及黏度、交联密度及反应速率、原材料的预处理、原材料存储环境及加工方式等,并提出了有效提升TIM可靠性能的解决办法,最后对TIM未来的研究方向提出了一些可行的建议。

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