2016年 第33卷 第9期
2016, 33(9): 1859-1867.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151203.001
摘要:
为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响，首先，以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液，并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面，制备了PANI/VFAc复合涂层；然后，采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征，采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能，采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明：PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°，湿附着力等级为0，涂层表现出较好的疏水性；其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2，电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。
为研究水性聚苯胺/叔氟丙烯酸酯（PANI/VFAc）复合涂层对Q235钢防腐蚀性能的影响，首先，以叔碳酸乙烯酯（Veova 10）和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为功能单体合成了VFAc乳液，并将其与PANI乳液混合后涂刷在Q235钢表面，制备了PANI/VFAc复合涂层；然后，采用TEM和FTIR对VFAc的结构进行了表征，采用XPS和接触角（CA）研究了复合涂层的表面性能，采用电化学方法研究了不同改性丙烯酸酯乳液对复合涂层防腐蚀性能的影响。结果表明：PANI/VFAc复合涂层的水接触角为97.56°，湿附着力等级为0，涂层表现出较好的疏水性；其腐蚀电流密度为8.72×10-8 A·cm-2，电化学阻抗达到106 Ω·cm2。所得结论表明PANI/VFAc复合涂层对Q235钢具有良好的防腐蚀性能。
2016, 33(9): 1868-1878.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151117.003
摘要:
为研制高性能电力金具防护涂层，首先，以羟基丙烯酸树脂和异氰酸酯为主要成膜物质，纳米石墨为填料，制备了不同纳米石墨含量的纳米石墨/聚氨酯复合涂料；然后，将涂料喷涂在电力热镀锌钢上，固化干燥后得到纳米石墨/聚氨酯复合涂层；最后，测试了纳米石墨/聚氨酯复合涂层的力学性能和耐磨性，并采用模拟酸雨试验、中性盐雾试验及电化学阻抗谱（EIS）研究了纳米石墨/聚氨酯复合涂层的耐腐蚀性能。结果表明：添加纳米石墨后，涂层与热镀锌钢的附着力有所提高，纳米石墨含量为2.0wt%的纳米石墨/聚氨酯复合涂层的耐磨性比未添加纳米石墨的空白涂层提高了92%，并且涂层中纳米石墨的分布较均匀，表现出良好的耐腐蚀性能。 所得结论表明在涂层中添加适量的纳米石墨可以提高涂层的耐磨性和耐腐蚀性能，进而可将涂层用于电力金具的表面防护。
为研制高性能电力金具防护涂层，首先，以羟基丙烯酸树脂和异氰酸酯为主要成膜物质，纳米石墨为填料，制备了不同纳米石墨含量的纳米石墨/聚氨酯复合涂料；然后，将涂料喷涂在电力热镀锌钢上，固化干燥后得到纳米石墨/聚氨酯复合涂层；最后，测试了纳米石墨/聚氨酯复合涂层的力学性能和耐磨性，并采用模拟酸雨试验、中性盐雾试验及电化学阻抗谱（EIS）研究了纳米石墨/聚氨酯复合涂层的耐腐蚀性能。结果表明：添加纳米石墨后，涂层与热镀锌钢的附着力有所提高，纳米石墨含量为2.0wt%的纳米石墨/聚氨酯复合涂层的耐磨性比未添加纳米石墨的空白涂层提高了92%，并且涂层中纳米石墨的分布较均匀，表现出良好的耐腐蚀性能。 所得结论表明在涂层中添加适量的纳米石墨可以提高涂层的耐磨性和耐腐蚀性能，进而可将涂层用于电力金具的表面防护。
2016, 33(9): 1879-1885.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151110.001
摘要:
为研究氧化石墨烯（GO）对共混橡胶的补强改性作用，首先，通过改进的Hummers方法制备了GO，并通过乳液共混法制备了GO/天然橡胶（NR）-丁腈橡胶（NBR）复合材料；然后，采用SEM、FTIR、XRD、溶胀测试和力学性能测试表征了GO、NR-NBR硫化胶和GO/NR-NBR复合材料的微观形态、结构和力学性能。结果表明：所得GO含有大量的含氧官能团，氧化效果较好；橡胶基体中GO分散均匀，且GO/NR-NBR复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加；GO的填充可以提高复合材料的表观交联密度；GO/NR-NBR复合材料的力学性能随着GO含量的增加而改善，当GO含量为3.0wt%时，GO/NR-NBR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵氏A硬度分别提高了53.3%、67.3%和10.5%，断裂伸长率降低了9.6%。
为研究氧化石墨烯（GO）对共混橡胶的补强改性作用，首先，通过改进的Hummers方法制备了GO，并通过乳液共混法制备了GO/天然橡胶（NR）-丁腈橡胶（NBR）复合材料；然后，采用SEM、FTIR、XRD、溶胀测试和力学性能测试表征了GO、NR-NBR硫化胶和GO/NR-NBR复合材料的微观形态、结构和力学性能。结果表明：所得GO含有大量的含氧官能团，氧化效果较好；橡胶基体中GO分散均匀，且GO/NR-NBR复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加；GO的填充可以提高复合材料的表观交联密度；GO/NR-NBR复合材料的力学性能随着GO含量的增加而改善，当GO含量为3.0wt%时，GO/NR-NBR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵氏A硬度分别提高了53.3%、67.3%和10.5%，断裂伸长率降低了9.6%。
2016, 33(9): 1886-1898.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151124.003
摘要:
为了提高聚四氟乙烯（PTFE）的摩擦学性能，采用机械混匀、带温预压及烧结等工艺制备了莫来石和碳纤维填充的PTFE基复合材料，并通过FTIR、XRD、万能材料试验机、洛氏硬度计、DSC及热机械分析分别表征了PTFE基复合材料的显微结构、力学性能和热学性能；然后，使用MRH-3 型高速环块磨损试验机测定了复合材料的摩擦系数和磨损率，通过自制的硅油砂浆磨损装置测定了复合材料在不同温度下的耐砂浆磨损性能；最后，借助3D测量激光显微镜研究了复合材料摩擦面形貌，并分析了摩擦磨损机制。结果表明：莫来石和碳纤维在PTFE体系中起到填充增强作用，20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料的弹性模量由364 MPa增加至874 MPa；20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料的干摩擦系数较大，但其磨损率与纯PTFE相比降低了3个数量级以上，且此复合材料在水摩擦条件下仍能保持较好的摩擦系数和磨损率，摩擦系数为0.157，磨损率为7.40×10-6 mm3·N-1·m-1；此外，20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料在较高温度下仍能表现出良好的耐砂浆磨损性能。所得结论表明改性得到的PTFE 基复合材料的摩擦学性能显著提高，复合材料可用于有杆抽油井防偏磨。
为了提高聚四氟乙烯（PTFE）的摩擦学性能，采用机械混匀、带温预压及烧结等工艺制备了莫来石和碳纤维填充的PTFE基复合材料，并通过FTIR、XRD、万能材料试验机、洛氏硬度计、DSC及热机械分析分别表征了PTFE基复合材料的显微结构、力学性能和热学性能；然后，使用MRH-3 型高速环块磨损试验机测定了复合材料的摩擦系数和磨损率，通过自制的硅油砂浆磨损装置测定了复合材料在不同温度下的耐砂浆磨损性能；最后，借助3D测量激光显微镜研究了复合材料摩擦面形貌，并分析了摩擦磨损机制。结果表明：莫来石和碳纤维在PTFE体系中起到填充增强作用，20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料的弹性模量由364 MPa增加至874 MPa；20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料的干摩擦系数较大，但其磨损率与纯PTFE相比降低了3个数量级以上，且此复合材料在水摩擦条件下仍能保持较好的摩擦系数和磨损率，摩擦系数为0.157，磨损率为7.40×10-6 mm3·N-1·m-1；此外，20wt%莫来石-10wt%碳纤维/PTFE复合材料在较高温度下仍能表现出良好的耐砂浆磨损性能。所得结论表明改性得到的PTFE 基复合材料的摩擦学性能显著提高，复合材料可用于有杆抽油井防偏磨。
2016, 33(9): 1899-1904.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151029.002
摘要:
为制备接枝聚乙烯与SiO2的复合材料，赋予其新的特殊性能，首先，通过预辐照和悬浮接枝技术制备了低密度聚乙烯接枝聚苯乙烯（LDPE-g-PS），通过表面接枝制备了PS改性纳米SiO2 （PS@nano-SiO2）；然后，将LDPE-g-PS与PS@nano-SiO2熔融共混，制备了PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料；最后，利用FTIR、SEM、DSC和电子拉力机等对材料的结构及性能进行了研究。结果表明：PS已经分别接枝到LDPE和纳米SiO2上；在PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料中，SiO2在LDPE-g-PS内达到纳米级分散，并形成独特的纤维状网络结构；2wt% PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的冲击强度比LDPE-g-PS提高了99.3%；与LDPE-g-PS相比，PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的结晶温度升高，击穿场强比LDPE的高1.4倍。所得结论表明PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的性能较好。
为制备接枝聚乙烯与SiO2的复合材料，赋予其新的特殊性能，首先，通过预辐照和悬浮接枝技术制备了低密度聚乙烯接枝聚苯乙烯（LDPE-g-PS），通过表面接枝制备了PS改性纳米SiO2 （PS@nano-SiO2）；然后，将LDPE-g-PS与PS@nano-SiO2熔融共混，制备了PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料；最后，利用FTIR、SEM、DSC和电子拉力机等对材料的结构及性能进行了研究。结果表明：PS已经分别接枝到LDPE和纳米SiO2上；在PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料中，SiO2在LDPE-g-PS内达到纳米级分散，并形成独特的纤维状网络结构；2wt% PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的冲击强度比LDPE-g-PS提高了99.3%；与LDPE-g-PS相比，PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的结晶温度升高，击穿场强比LDPE的高1.4倍。所得结论表明PS@nano-SiO2/LDPE-g-PS复合材料的性能较好。
2016, 33(9): 1905-1914.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151102.002
摘要:
采用SEM、金相显微镜、AFM、XPS、XRD表征了3种国产（CCM40J，CCM40，CCM46J）和1种进口（东丽M40JB）高模碳纤维的表面特性及结晶结构，并对高模碳纤维与环氧树脂的微观界面及复丝力学性能进行了研究。结果发现：高模碳纤维的表面都存在明显沟槽，但表面粗糙度差异不大，均有圆形、腰果形、椭圆形等截面形状；表面主要含C、O、N、Si 4种元素，M40JB的O/C比和活性碳原子含量都高于国产高模碳纤维；按M40JB、CCM40J、CCM40、CCM46J的顺序，石墨微晶尺寸越来越大，石墨化程度增高，M40JB的取向度最小，CCM46J的取向度最大，而CCM40J与CCM40的取向度相近；表面能大小顺序为M40JB > CCM40 > CCM46J > CCM40J，80 ℃时与环氧树脂E51、固化剂4，4'-二氨基二苯砜（DDS）的树脂体系E51-DDS和4，4'- 二氨基二苯甲烷环氧树脂（AG80）、固化剂DDS的树脂体系AG80-DDS的动态接触角均在35°~50°之间，说明浸润性良好；CCM46J与E51-DDS的界面剪切强度（IFSS）最高，M40JB与AG80-DDS的界面剪切强度最高；国产3种高模碳纤维复丝的拉伸强度和拉伸模量都高于M40JB，其中CCM40J的拉伸强度最高，CCM46J的拉伸模量最高；所测高模碳纤维复丝的压缩强度能达到各自拉伸强度的44%~53%，CCM46J复丝的压缩强度最高。
采用SEM、金相显微镜、AFM、XPS、XRD表征了3种国产（CCM40J，CCM40，CCM46J）和1种进口（东丽M40JB）高模碳纤维的表面特性及结晶结构，并对高模碳纤维与环氧树脂的微观界面及复丝力学性能进行了研究。结果发现：高模碳纤维的表面都存在明显沟槽，但表面粗糙度差异不大，均有圆形、腰果形、椭圆形等截面形状；表面主要含C、O、N、Si 4种元素，M40JB的O/C比和活性碳原子含量都高于国产高模碳纤维；按M40JB、CCM40J、CCM40、CCM46J的顺序，石墨微晶尺寸越来越大，石墨化程度增高，M40JB的取向度最小，CCM46J的取向度最大，而CCM40J与CCM40的取向度相近；表面能大小顺序为M40JB > CCM40 > CCM46J > CCM40J，80 ℃时与环氧树脂E51、固化剂4，4'-二氨基二苯砜（DDS）的树脂体系E51-DDS和4，4'- 二氨基二苯甲烷环氧树脂（AG80）、固化剂DDS的树脂体系AG80-DDS的动态接触角均在35°~50°之间，说明浸润性良好；CCM46J与E51-DDS的界面剪切强度（IFSS）最高，M40JB与AG80-DDS的界面剪切强度最高；国产3种高模碳纤维复丝的拉伸强度和拉伸模量都高于M40JB，其中CCM40J的拉伸强度最高，CCM46J的拉伸模量最高；所测高模碳纤维复丝的压缩强度能达到各自拉伸强度的44%~53%，CCM46J复丝的压缩强度最高。
2016, 33(9): 1915-1921.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151123.003
摘要:
采用以超临界CO2为物理发泡剂的固态间歇发泡技术制备了环氧树脂微孔材料，利用SEM和DSC研究了环氧树脂微孔材料的制备工艺，分析了发泡前后环氧树脂的力学性能和介电性能。结果表明：环氧树脂片材的预固化度为75%~85%时，气体浓度达到5.11%~5.43%，气体饱和时间为48 h，泡孔排列紧密尺寸均匀。发泡温度的提高和发泡时间的延长会使环氧树脂微孔材料的平均泡孔直径逐渐增大，泡孔密度逐渐降低。当环氧树脂片材预固化度为75%、发泡温度为120 ℃、发泡时间为10 s时，环氧树脂微孔材料的平均泡孔直径为10.6 μm，泡孔密度为1.03×109 个/cm3，泡孔呈均匀致密的球形或多边形结构。与未发泡材料相比，环氧树脂微孔材料的断裂伸长率和冲击强度分别提高了43%和39%，介电常数降低了42%，介电损耗降低了50%。
采用以超临界CO2为物理发泡剂的固态间歇发泡技术制备了环氧树脂微孔材料，利用SEM和DSC研究了环氧树脂微孔材料的制备工艺，分析了发泡前后环氧树脂的力学性能和介电性能。结果表明：环氧树脂片材的预固化度为75%~85%时，气体浓度达到5.11%~5.43%，气体饱和时间为48 h，泡孔排列紧密尺寸均匀。发泡温度的提高和发泡时间的延长会使环氧树脂微孔材料的平均泡孔直径逐渐增大，泡孔密度逐渐降低。当环氧树脂片材预固化度为75%、发泡温度为120 ℃、发泡时间为10 s时，环氧树脂微孔材料的平均泡孔直径为10.6 μm，泡孔密度为1.03×109 个/cm3，泡孔呈均匀致密的球形或多边形结构。与未发泡材料相比，环氧树脂微孔材料的断裂伸长率和冲击强度分别提高了43%和39%，介电常数降低了42%，介电损耗降低了50%。
2016, 33(9): 1922-1930.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.003
摘要:
采用超临界正丁醇在KOH作用下从碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料中回收高性能CF。分析了反应温度和反应时间对CF/EP复合材料中EP降解率的影响，研究了回收CF增强聚丙烯（PP）复合材料的力学性能；分析了降解液相产物组分，研究了EP固化体系在超临界正丁醇中的催化降解历程，建立了降解动力学模型，通过解算动力学参数建立了催化降解动力学方程。结果表明：反应温度和反应时间与EP的降解率呈明显的正相关性；与原CF增强PP复合材料相比，回收CF增强PP复合材料的拉伸强度下降9.2%，弯曲强度下降20.9%，弯曲模量下降10.9%，冲击强度下降7.4%；CF/EP复合材料降解反应主要为EP固化体系分子链段中C—C、—O— 等线性链段的断裂以及交联部位C—N的断裂；CF/EP复合材料催化降解的反应级数为2，反应活化能为165.2 kJ·mol-1，指前因子为3.62×1013 min-1，建立的动力学方程可解决反应温度和反应时间不可预估的问题。
采用超临界正丁醇在KOH作用下从碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料中回收高性能CF。分析了反应温度和反应时间对CF/EP复合材料中EP降解率的影响，研究了回收CF增强聚丙烯（PP）复合材料的力学性能；分析了降解液相产物组分，研究了EP固化体系在超临界正丁醇中的催化降解历程，建立了降解动力学模型，通过解算动力学参数建立了催化降解动力学方程。结果表明：反应温度和反应时间与EP的降解率呈明显的正相关性；与原CF增强PP复合材料相比，回收CF增强PP复合材料的拉伸强度下降9.2%，弯曲强度下降20.9%，弯曲模量下降10.9%，冲击强度下降7.4%；CF/EP复合材料降解反应主要为EP固化体系分子链段中C—C、—O— 等线性链段的断裂以及交联部位C—N的断裂；CF/EP复合材料催化降解的反应级数为2，反应活化能为165.2 kJ·mol-1，指前因子为3.62×1013 min-1，建立的动力学方程可解决反应温度和反应时间不可预估的问题。
2016, 33(9): 1931-1938.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151208.001
摘要:
采用原位一步法合成铜铝类水滑石（CuAl-LDHs），通过控制铝酸钠/聚磷酸铵（NaAlO2/APP）的质量比（0.82~3.28）合成CuAl-LDHs-APP。采用XRD、FTIR、SEM和TG对所制备的CuAl-LDHs及CuAl-LDHs-APP进行表征。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）测试、弯曲及拉伸试验等考察了CuAl-LDHs/聚丙烯（PP）及CuAl-LDHs-APP/PP复合材料的阻燃性能及力学性能。SEM 观察表明：LDHs结构为片状，随着NaAlO2与APP质量比的减小，CuAl-LDHs-APP颗粒粒径相应减小，当NaAlO2与APP的质量比为0.82时，CuAl-LDHs-APP颗粒粒径达到20 nm左右，比表面积为183.5 m2/g。TG分析表明：CuAl-LDHs-APP在高温下有较好的热稳定性。当PP中加入质量分数为20%的CuAl-LDHs及CuAl-LDHs-APP时，LDHs/PP复合材料表面形成炭层；当NaAlO2与APP质量比不大于1.64时，CuAl-LDHs-APP的添加可抑制PP燃烧时产生的熔滴现象；与CuAl-LDHs/PP复合材料相比，CuAl-LDHs-APP/PP复合材料具有更好的阻燃性能和力学性能；与PP材料相比，CuAl-LDHs-APP/PP复合材料的弯曲强度和拉伸强度等力学性能的下降也不明显。
采用原位一步法合成铜铝类水滑石（CuAl-LDHs），通过控制铝酸钠/聚磷酸铵（NaAlO2/APP）的质量比（0.82~3.28）合成CuAl-LDHs-APP。采用XRD、FTIR、SEM和TG对所制备的CuAl-LDHs及CuAl-LDHs-APP进行表征。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）测试、弯曲及拉伸试验等考察了CuAl-LDHs/聚丙烯（PP）及CuAl-LDHs-APP/PP复合材料的阻燃性能及力学性能。SEM 观察表明：LDHs结构为片状，随着NaAlO2与APP质量比的减小，CuAl-LDHs-APP颗粒粒径相应减小，当NaAlO2与APP的质量比为0.82时，CuAl-LDHs-APP颗粒粒径达到20 nm左右，比表面积为183.5 m2/g。TG分析表明：CuAl-LDHs-APP在高温下有较好的热稳定性。当PP中加入质量分数为20%的CuAl-LDHs及CuAl-LDHs-APP时，LDHs/PP复合材料表面形成炭层；当NaAlO2与APP质量比不大于1.64时，CuAl-LDHs-APP的添加可抑制PP燃烧时产生的熔滴现象；与CuAl-LDHs/PP复合材料相比，CuAl-LDHs-APP/PP复合材料具有更好的阻燃性能和力学性能；与PP材料相比，CuAl-LDHs-APP/PP复合材料的弯曲强度和拉伸强度等力学性能的下降也不明显。
2016, 33(9): 1939-1946.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.002
摘要:
通过熔融共混法制备了不同CaCl2质量分数的CaCl2/环氧树脂（E51）/尼龙6（PA6）复合材料，利用DSC、流变仪、FTIR和电子拉伸机等研究了不同CaCl2质量分数下CaCl2/E51/PA6复合材料结晶行为及其力学性能，并研究了其受限机制。力学性能结果表明，随着CaCl2质量分数的增加，CaCl2/E51/PA6复合材料拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势，当CaCl2质量分数为3%时，复合材料拉伸强度达到最大值82.67 MPa，是纯PA6的拉伸强度（60.5 MPa）的1.366倍，而结晶行为结果表明，增加CaCl2的质量分数，CaCl2/E51/PA6复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动，成核密度和成核速率也逐渐减小，结晶能力下降，结晶度由原来25.22%变为9.90%。
通过熔融共混法制备了不同CaCl2质量分数的CaCl2/环氧树脂（E51）/尼龙6（PA6）复合材料，利用DSC、流变仪、FTIR和电子拉伸机等研究了不同CaCl2质量分数下CaCl2/E51/PA6复合材料结晶行为及其力学性能，并研究了其受限机制。力学性能结果表明，随着CaCl2质量分数的增加，CaCl2/E51/PA6复合材料拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势，当CaCl2质量分数为3%时，复合材料拉伸强度达到最大值82.67 MPa，是纯PA6的拉伸强度（60.5 MPa）的1.366倍，而结晶行为结果表明，增加CaCl2的质量分数，CaCl2/E51/PA6复合材料的成核温度、晶体生长温度、熔融温度及玻璃化转变温度均向低温方向移动，成核密度和成核速率也逐渐减小，结晶能力下降，结晶度由原来25.22%变为9.90%。
2016, 33(9): 1947-1955.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151117.002
摘要:
采用熔融挤出的方法制备了锂皂石/LiCl/尼龙6（PA6）复合材料，研究了锂皂石质量分数对LiCl/PA6复合材料结构与性能的影响，同时探讨了络合反应对锂皂石在基体中分散的影响。DSC和XRD研究发现：锂皂石的加入有利于复合材料结晶，但锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度都比LiCl/PA6复合材料的结晶度低，在锂皂石质量分数为5%时，锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度最大，且此时复合材料的拉伸强度和弯曲强度也达最大值，分别为99.17 MPa和154.17 MPa。由TEM观察到当锂皂石质量分数为5%时，锂皂石主要以插层方式均匀分布在基体中，部分呈现剥离的状态。此外，动态流变Han曲线表明：锂皂石/LiCl/PA6复合材料的黏性响应占主导地位。当锂皂石质量分数高于5%时，由于锂皂石团聚，无机相和有机相具有不同的松弛状态，导致共混物熔体的Cole-Cole曲线出现严重拖尾现象。将锂皂石加入LiCl/PA6复合材料既保持了低熔点的特性又表现出优异的力学性能，因此锂皂石起到了明显的增强作用。
采用熔融挤出的方法制备了锂皂石/LiCl/尼龙6（PA6）复合材料，研究了锂皂石质量分数对LiCl/PA6复合材料结构与性能的影响，同时探讨了络合反应对锂皂石在基体中分散的影响。DSC和XRD研究发现：锂皂石的加入有利于复合材料结晶，但锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度都比LiCl/PA6复合材料的结晶度低，在锂皂石质量分数为5%时，锂皂石/LiCl/PA6复合材料的结晶度最大，且此时复合材料的拉伸强度和弯曲强度也达最大值，分别为99.17 MPa和154.17 MPa。由TEM观察到当锂皂石质量分数为5%时，锂皂石主要以插层方式均匀分布在基体中，部分呈现剥离的状态。此外，动态流变Han曲线表明：锂皂石/LiCl/PA6复合材料的黏性响应占主导地位。当锂皂石质量分数高于5%时，由于锂皂石团聚，无机相和有机相具有不同的松弛状态，导致共混物熔体的Cole-Cole曲线出现严重拖尾现象。将锂皂石加入LiCl/PA6复合材料既保持了低熔点的特性又表现出优异的力学性能，因此锂皂石起到了明显的增强作用。
2016, 33(9): 1956-1963.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151209.001
摘要:
为研究增韧双马来酰亚胺方法及其对性能的影响，首先利用超临界乙醇处理纳米SiO2（SCE-SiO2），改善其表面活性；然后以4，4'-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺（MBMI）、3，3'-二烯丙基双酚A （BBA）、双酚A双烯丙基醚（BBE）为原料合成了MBMI-BBA-BBE （MBAE）复合材料基体，并利用原位聚合法和溶胶-凝胶法将SCE-SiO2和聚醚砜（PES）加入MBAE基体中制备了SCE-SiO2/PES-MBAE多相复合材料；最后采用SEM观察了SCE-SiO2/PES-MBAE复合材料断面形貌。SCE-SiO2的FTIR分析结果表明：在3 434 cm-1处的Si—OH的吸收峰消失，出现了3 310 cm-1处的乙醇分子间—OH的吸收峰、2 984 cm-1处的甲基和亚甲基的吸收峰，证明纳米粒子可能以某种形式结合了乙醇分子，改善了表面性能。PES以"蜂窝"状分散相的形式存在于基体中，断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变，SCE-SiO2和PES对材料均有增韧作用，PES的增韧效果更明显，二者之间具有协同作用，当SCE-SiO2含量为2wt% 、PES含量为4wt%时，多相复合材料的冲击强度和弯曲强度分别为15.02 kJ/m2和130.47 MPa，较MBAE树脂分别提高了57.3%和35.8%。介电性能测试表明：SCE-SiO2和PES的引入均会导致SCE-SiO2/PES-MBAE复合材料的介电常数和损耗略有上升，但二者之间的协同作用可以抑制PES组分所带来的负面影响。
为研究增韧双马来酰亚胺方法及其对性能的影响，首先利用超临界乙醇处理纳米SiO2（SCE-SiO2），改善其表面活性；然后以4，4'-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺（MBMI）、3，3'-二烯丙基双酚A （BBA）、双酚A双烯丙基醚（BBE）为原料合成了MBMI-BBA-BBE （MBAE）复合材料基体，并利用原位聚合法和溶胶-凝胶法将SCE-SiO2和聚醚砜（PES）加入MBAE基体中制备了SCE-SiO2/PES-MBAE多相复合材料；最后采用SEM观察了SCE-SiO2/PES-MBAE复合材料断面形貌。SCE-SiO2的FTIR分析结果表明：在3 434 cm-1处的Si—OH的吸收峰消失，出现了3 310 cm-1处的乙醇分子间—OH的吸收峰、2 984 cm-1处的甲基和亚甲基的吸收峰，证明纳米粒子可能以某种形式结合了乙醇分子，改善了表面性能。PES以"蜂窝"状分散相的形式存在于基体中，断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变，SCE-SiO2和PES对材料均有增韧作用，PES的增韧效果更明显，二者之间具有协同作用，当SCE-SiO2含量为2wt% 、PES含量为4wt%时，多相复合材料的冲击强度和弯曲强度分别为15.02 kJ/m2和130.47 MPa，较MBAE树脂分别提高了57.3%和35.8%。介电性能测试表明：SCE-SiO2和PES的引入均会导致SCE-SiO2/PES-MBAE复合材料的介电常数和损耗略有上升，但二者之间的协同作用可以抑制PES组分所带来的负面影响。
2016, 33(9): 1964-1972.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151216.001
摘要:
为提高环氧导电油墨的柔韧性，采用三元氯醋树脂（E15/45M）对环氧树脂E51增韧改性，并以2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MI）为固化剂，银包铜粉为导电填料，制备柔性导电油墨。结果表明：导电油墨的体积电阻率随导电填料的用量增加而降低。随2E4MI用量的增加，导电油墨的体积电阻率呈现先降低后增加的趋势，2E4MI与E51的最佳质量比为1∶5。进一步探讨发现导电油墨的最佳固化温度和时间分别为105 ℃和2.5 h。E15/45M不仅可以提高导电油墨的柔韧性，还可以有效降低体积电阻率。随着E15/45M用量增加，E15/45M/E51-2E4MI胶膜的玻璃化转变温度从91.5 ℃降低至58.0 ℃，导电油墨的体积电阻率从27.5×10-4 Ω·cm降低至9.50×10-4 Ω·cm。E51-2E4MI与E15/45M的质量比为50∶50，导电填料用量为70wt%时，导电油墨体积电阻率达到9.57×10-4 Ω·cm，附着力等级为0，涂层反复折叠20次后电阻变化率小于80%。因此采用E15/45M增韧环氧树脂既可以提高导电油墨的柔韧性又可以改善其导电性。
为提高环氧导电油墨的柔韧性，采用三元氯醋树脂（E15/45M）对环氧树脂E51增韧改性，并以2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MI）为固化剂，银包铜粉为导电填料，制备柔性导电油墨。结果表明：导电油墨的体积电阻率随导电填料的用量增加而降低。随2E4MI用量的增加，导电油墨的体积电阻率呈现先降低后增加的趋势，2E4MI与E51的最佳质量比为1∶5。进一步探讨发现导电油墨的最佳固化温度和时间分别为105 ℃和2.5 h。E15/45M不仅可以提高导电油墨的柔韧性，还可以有效降低体积电阻率。随着E15/45M用量增加，E15/45M/E51-2E4MI胶膜的玻璃化转变温度从91.5 ℃降低至58.0 ℃，导电油墨的体积电阻率从27.5×10-4 Ω·cm降低至9.50×10-4 Ω·cm。E51-2E4MI与E15/45M的质量比为50∶50，导电填料用量为70wt%时，导电油墨体积电阻率达到9.57×10-4 Ω·cm，附着力等级为0，涂层反复折叠20次后电阻变化率小于80%。因此采用E15/45M增韧环氧树脂既可以提高导电油墨的柔韧性又可以改善其导电性。
2016, 33(9): 1973-1980.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151201.002
摘要:
首先，采用具有非对称结构的2，3，3'，4'-联苯四甲酸二酐（α-BPDA）、二胺以及反应性封端剂4-苯乙炔苯酐（4-PEPA）合成了分子量分别为1 500、2 500、3 500、5 000 g/mol的热固性聚酰亚胺树脂；然后，采用FTIR、XRD、DSC、DMA、TGA和流变等表征分析方法，研究了分子量与固化反应过程、聚集态结构、耐热性能、流变性能、韧性性能的关系及其影响机制。结果表明：随着分子量增加，热固性聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度由369 ℃下降至344 ℃；熔体最低黏度由15.5 Pa·s增加至37 090.0 Pa·s；冲击强度由25.93 kJ/m2提高到45.04 kJ/m2。增大分子量导致热固性聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度和工艺性能下降，但韧性提高。
首先，采用具有非对称结构的2，3，3'，4'-联苯四甲酸二酐（α-BPDA）、二胺以及反应性封端剂4-苯乙炔苯酐（4-PEPA）合成了分子量分别为1 500、2 500、3 500、5 000 g/mol的热固性聚酰亚胺树脂；然后，采用FTIR、XRD、DSC、DMA、TGA和流变等表征分析方法，研究了分子量与固化反应过程、聚集态结构、耐热性能、流变性能、韧性性能的关系及其影响机制。结果表明：随着分子量增加，热固性聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度由369 ℃下降至344 ℃；熔体最低黏度由15.5 Pa·s增加至37 090.0 Pa·s；冲击强度由25.93 kJ/m2提高到45.04 kJ/m2。增大分子量导致热固性聚酰亚胺树脂的玻璃化转变温度和工艺性能下降，但韧性提高。
2016, 33(9): 1981-1988.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160102.001
摘要:
基于经典层合板理论（CLT），提出一个多参数解析模型，定量研究了面外波纹缺陷对含波纹缺陷的复合材料层合板弹性模量、剪切模量和泊松比等弹性性能的影响。 结果表明：面外波纹对主弹性模量、Z向弹性模量、X - Z平面剪切模量和面内泊松比都产生了显著影响；对于碳纤维/环氧树脂材料体系算例，在特定波纹比和波纹区域范围内，面内泊松比出现了负值。该建模方法为研究波纹缺陷对复合材料层合板弹性性能影响提供了参考。
基于经典层合板理论（CLT），提出一个多参数解析模型，定量研究了面外波纹缺陷对含波纹缺陷的复合材料层合板弹性模量、剪切模量和泊松比等弹性性能的影响。 结果表明：面外波纹对主弹性模量、Z向弹性模量、X - Z平面剪切模量和面内泊松比都产生了显著影响；对于碳纤维/环氧树脂材料体系算例，在特定波纹比和波纹区域范围内，面内泊松比出现了负值。该建模方法为研究波纹缺陷对复合材料层合板弹性性能影响提供了参考。
2016, 33(9): 1989-1998.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151106.004
摘要:
考虑界面脱粘表面压应力下摩擦力对材料界面力学性能的影响，建立损伤-摩擦相结合的界面本构模型，编写用户材料子程序VUMAT，实现其在有限元软件ABAQUS中的嵌入。基于周期性胞元分析思想，在单胞模型中纤维束/基体、纤维束/纤维束分界面引入界面单元，结合损伤-摩擦相结合的界面本构模型，建立含界面相三维四向编织复合材料的细观有限元模型。模拟典型载荷下界面损伤的起始和扩展过程，分析界面应力传递和界面破坏机理，研究界面性能对复合材料宏细观力学性能的影响规律，为实现三维四向编织复合材料界面性能优化设计和控制提供参考。
考虑界面脱粘表面压应力下摩擦力对材料界面力学性能的影响，建立损伤-摩擦相结合的界面本构模型，编写用户材料子程序VUMAT，实现其在有限元软件ABAQUS中的嵌入。基于周期性胞元分析思想，在单胞模型中纤维束/基体、纤维束/纤维束分界面引入界面单元，结合损伤-摩擦相结合的界面本构模型，建立含界面相三维四向编织复合材料的细观有限元模型。模拟典型载荷下界面损伤的起始和扩展过程，分析界面应力传递和界面破坏机理，研究界面性能对复合材料宏细观力学性能的影响规律，为实现三维四向编织复合材料界面性能优化设计和控制提供参考。
2016, 33(9): 1999-2005.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151126.003
摘要:
采用冷压成型烧结工艺制备出玻璃纤维（GF）和埃洛石（HNTs）填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料。研究了填料类型及不同配比的填料对PTFE复合材料的界面、摩擦学性能、线膨胀系数及力学性能的影响。结果表明：适量填充HNTs可以提升GF/PTFE复合材料的摩擦磨损、热膨胀及力学性能。填充2.0%HNTs时的HNTs-GF/PTFE复合材料比GF/PTFE复合材料的磨损率降低32.7%，高温时HNTs-GF/PTFE复合材料的线膨胀系数（CTE）比纯PTFE降低近2个数量级，断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度分别提高40.0%、2.3%和7.1%。
采用冷压成型烧结工艺制备出玻璃纤维（GF）和埃洛石（HNTs）填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料。研究了填料类型及不同配比的填料对PTFE复合材料的界面、摩擦学性能、线膨胀系数及力学性能的影响。结果表明：适量填充HNTs可以提升GF/PTFE复合材料的摩擦磨损、热膨胀及力学性能。填充2.0%HNTs时的HNTs-GF/PTFE复合材料比GF/PTFE复合材料的磨损率降低32.7%，高温时HNTs-GF/PTFE复合材料的线膨胀系数（CTE）比纯PTFE降低近2个数量级，断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度分别提高40.0%、2.3%和7.1%。
2016, 33(9): 2006-2012.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151208.002
摘要:
以2，2'-亚甲基-双-（4，6-二叔丁基苯基）磷酸钠 （NA-11）和双环[2，2，1]-庚烷-2，3-二羧酸钠 （NA-CA）2种成核剂进行复配，研究复配成核剂对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶行为的影响。采用双螺杆挤出机为共混设备将成核剂与iPP共混，制备了NA-11/NA-CA/iPP复合材料。通过万能材料实验机、XRD、DSC、偏光显微镜（PLM）对其力学性能、结晶形态、微观结构进行了表征。结果表明：NA-11和NA-CA 2种成核剂复配能够显著提高iPP的拉伸性能和弯曲性能。NA-11和NA-CA复配成核剂诱导iPP形成α晶体。2种成核剂1∶1复配，添加量为0.4wt%时，iPP的结晶峰温度提高了20.3 ℃，结晶度提高了8.8%。PLM显示，NA-11和NA-CA复配成核剂使iPP球晶尺寸明显变小。NA-11和NA-CA复配成核剂具有很好的成核效果，这2种成核剂对改善聚丙烯的结晶性能和力学性能具有协同效应。
以2，2'-亚甲基-双-（4，6-二叔丁基苯基）磷酸钠 （NA-11）和双环[2，2，1]-庚烷-2，3-二羧酸钠 （NA-CA）2种成核剂进行复配，研究复配成核剂对等规聚丙烯（iPP）力学性能和结晶行为的影响。采用双螺杆挤出机为共混设备将成核剂与iPP共混，制备了NA-11/NA-CA/iPP复合材料。通过万能材料实验机、XRD、DSC、偏光显微镜（PLM）对其力学性能、结晶形态、微观结构进行了表征。结果表明：NA-11和NA-CA 2种成核剂复配能够显著提高iPP的拉伸性能和弯曲性能。NA-11和NA-CA复配成核剂诱导iPP形成α晶体。2种成核剂1∶1复配，添加量为0.4wt%时，iPP的结晶峰温度提高了20.3 ℃，结晶度提高了8.8%。PLM显示，NA-11和NA-CA复配成核剂使iPP球晶尺寸明显变小。NA-11和NA-CA复配成核剂具有很好的成核效果，这2种成核剂对改善聚丙烯的结晶性能和力学性能具有协同效应。
2016, 33(9): 2013-2021.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151211.003
摘要:
从天然植物黄芩（SBG）中提取有效成分（SBGE），并与可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）复合。为提高两者相容性，合成了2种PBS改性产物：PBS—OH和PBS—COOH。探讨了SBGE/PBS复合材料的界面作用，研究了SBGE对不同PBS基体性能的影响。结果表明：—OH和—COOH的引入改善了基体与亲水性提取物的相容性，加强了相互间的氢键作用，增强了界面结合强度。SBGE的添加对PBS的晶型没有影响。1% SBGE/PBS、3% SBGE/PBS—OH和1% SBGE/PBS—COOH热性能最优，且均高于基体本身；7% SBGE/PBS、3% SBGE/PBS—OH和1% SBGE/PBS—COOH的力学性能最佳；抗菌性能的变化均证明了相互作用的存在。SBGE/PBS—OH和SBGE/PBS—COOH的综合性能优于SBGE/PBS。
从天然植物黄芩（SBG）中提取有效成分（SBGE），并与可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）复合。为提高两者相容性，合成了2种PBS改性产物：PBS—OH和PBS—COOH。探讨了SBGE/PBS复合材料的界面作用，研究了SBGE对不同PBS基体性能的影响。结果表明：—OH和—COOH的引入改善了基体与亲水性提取物的相容性，加强了相互间的氢键作用，增强了界面结合强度。SBGE的添加对PBS的晶型没有影响。1% SBGE/PBS、3% SBGE/PBS—OH和1% SBGE/PBS—COOH热性能最优，且均高于基体本身；7% SBGE/PBS、3% SBGE/PBS—OH和1% SBGE/PBS—COOH的力学性能最佳；抗菌性能的变化均证明了相互作用的存在。SBGE/PBS—OH和SBGE/PBS—COOH的综合性能优于SBGE/PBS。
2016, 33(9): 2022-2029.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151109.002
摘要:
以杨木粉为填充材料，聚氯乙烯（PVC）为基体材料，添加竹炭和壳聚糖，采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料，采用SEM观察复合材料表面微观形貌，采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性，采用FTIR分析其官能团变化，测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明：复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性，提高复合材料的力学性能，其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%，且复合材料的微观界面缺陷较少；竹炭可提高复合材料的热稳定性，复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量，减弱碳氯键的结合强度，从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。
以杨木粉为填充材料，聚氯乙烯（PVC）为基体材料，添加竹炭和壳聚糖，采用挤出成型制备竹炭和壳聚糖改性木粉/PVC木塑复合材料，采用SEM观察复合材料表面微观形貌，采用综合热分析仪分析复合材料的热稳定性，采用FTIR分析其官能团变化，测试了木粉/PVC木塑复合材料的力学性能。结果表明：复合添加竹炭和壳聚糖可较好地改善木粉和PVC的界面作用力和界面相容性，提高复合材料的力学性能，其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比未添加增加14.6%、28.8%、11.1%和4.85%，且复合材料的微观界面缺陷较少；竹炭可提高复合材料的热稳定性，复合添加竹炭和壳聚糖可增加复合材料中羟基、氨基和亚甲基的数量，减弱碳氯键的结合强度，从而增强复合材料中木粉和PVC的界面结合力。
2016, 33(9): 2030-2037.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151223.005
摘要:
通过正交试验新研制出一种可以与玻璃纤维/BA9913环氧树脂预浸料低温共固化的高阻尼黏弹性材料，提出使用四氢呋喃（THF）作为溶剂，将该高阻尼材料制成黏弹性材料溶液。采用双面刷涂工艺，将玻璃纤维/BA9913环氧树脂复合材料制成带阻尼薄膜的预浸料，按照设计的铺层根据热压罐固化工艺制成嵌入式低温共固化高阻尼复合材料试件。模态试验和层间剪切试验验证了本文所提出制作工艺和黏弹性材料组分的有效性，试件一阶模态损耗因子可达7.2%。为嵌入式低温共固化高阻尼复合材料的广泛使用奠定了基础。
通过正交试验新研制出一种可以与玻璃纤维/BA9913环氧树脂预浸料低温共固化的高阻尼黏弹性材料，提出使用四氢呋喃（THF）作为溶剂，将该高阻尼材料制成黏弹性材料溶液。采用双面刷涂工艺，将玻璃纤维/BA9913环氧树脂复合材料制成带阻尼薄膜的预浸料，按照设计的铺层根据热压罐固化工艺制成嵌入式低温共固化高阻尼复合材料试件。模态试验和层间剪切试验验证了本文所提出制作工艺和黏弹性材料组分的有效性，试件一阶模态损耗因子可达7.2%。为嵌入式低温共固化高阻尼复合材料的广泛使用奠定了基础。
2016, 33(9): 2038-2044.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151109.003
摘要:
以性能优异的生物可降解高分子聚己内酯（PCL）与壳聚糖（CS）进行冰醋酸酸溶复合，并采用流延法制备CS∶PCL质量比分别为0∶100、5∶95、10∶90、15∶85、20∶80、100∶0的CS/PCL复合膜，通过XRD、FTIR、1HNMR、SEM及AFM对复合膜进行了微观形态与结构表征。结果表明：PCL与CS具有良好的相容性，二者分子间形成了较强的氢键，且伴有PCL端位羧基与CS侧链羟基反应生成了新的化学键，使CS/PCL复合膜结构稳定。CS/PCL复合膜的复合比对其结构特征及微观形态影响较大。CS/PCL（10∶90）复合膜的结晶度为29.97%，孔隙率达到85.61%，呈现表面防渗漏、内部多孔且连通的微观结构，初步确定10∶90为二者的最佳复合比。不同复合比的CS/PCL复合膜的微观形态与结构分析为其开发、应用提供了重要的理论依据。
以性能优异的生物可降解高分子聚己内酯（PCL）与壳聚糖（CS）进行冰醋酸酸溶复合，并采用流延法制备CS∶PCL质量比分别为0∶100、5∶95、10∶90、15∶85、20∶80、100∶0的CS/PCL复合膜，通过XRD、FTIR、1HNMR、SEM及AFM对复合膜进行了微观形态与结构表征。结果表明：PCL与CS具有良好的相容性，二者分子间形成了较强的氢键，且伴有PCL端位羧基与CS侧链羟基反应生成了新的化学键，使CS/PCL复合膜结构稳定。CS/PCL复合膜的复合比对其结构特征及微观形态影响较大。CS/PCL（10∶90）复合膜的结晶度为29.97%，孔隙率达到85.61%，呈现表面防渗漏、内部多孔且连通的微观结构，初步确定10∶90为二者的最佳复合比。不同复合比的CS/PCL复合膜的微观形态与结构分析为其开发、应用提供了重要的理论依据。
2016, 33(9): 2045-2053.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151117.001
摘要:
选用3种不同链长的烷基季铵盐阳离子表面活性剂即十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十四烷基三甲基溴化铵（TTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对粉煤灰漂珠（FAFB）进行改性，并将改性产物与苯胺（An）共混进行乳液聚合，制备聚苯胺@有机改性粉煤灰漂珠（PAn@OFAFB）复合材料。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、TGA、数字四探针测试仪、LCR数字电桥和旋转流变仪对复合材料进行结构表征以及电流变性能分析。结果表明：改性剂的碳链长度越长，改性效果越好，CTAB吸附在FAFB表面的量最多，且表面吸附率为1.91wt%，PAn和OFAFB 复合程度越明显，FAFB表面包覆的PAn越多；聚苯胺@十六烷基三甲基溴化铵改性粉煤灰漂珠（PAn@FAFB-CTAB）的电导率最大为0.06 S·cm-1；将其作分散相制成的电流变液比PAn-十二烷基苯磺酸（PAn-DBSA）具有更好的电流变效应，抗击穿能力较纯PAn提高了0.5 kV/mm；将FAFB作为PAn的载体能够提高复合材料的悬浮稳定性；引入FAFB-CTAB可以显著改善复合材料的热稳定性，且PAn的相对包覆量为28.07wt%。
选用3种不同链长的烷基季铵盐阳离子表面活性剂即十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十四烷基三甲基溴化铵（TTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对粉煤灰漂珠（FAFB）进行改性，并将改性产物与苯胺（An）共混进行乳液聚合，制备聚苯胺@有机改性粉煤灰漂珠（PAn@OFAFB）复合材料。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、TGA、数字四探针测试仪、LCR数字电桥和旋转流变仪对复合材料进行结构表征以及电流变性能分析。结果表明：改性剂的碳链长度越长，改性效果越好，CTAB吸附在FAFB表面的量最多，且表面吸附率为1.91wt%，PAn和OFAFB 复合程度越明显，FAFB表面包覆的PAn越多；聚苯胺@十六烷基三甲基溴化铵改性粉煤灰漂珠（PAn@FAFB-CTAB）的电导率最大为0.06 S·cm-1；将其作分散相制成的电流变液比PAn-十二烷基苯磺酸（PAn-DBSA）具有更好的电流变效应，抗击穿能力较纯PAn提高了0.5 kV/mm；将FAFB作为PAn的载体能够提高复合材料的悬浮稳定性；引入FAFB-CTAB可以显著改善复合材料的热稳定性，且PAn的相对包覆量为28.07wt%。
2016, 33(9): 2054-2060.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151118.001
摘要:
采用化学接枝技术，利用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、水合肼改性氧化石墨烯（GO）制备功能型石墨烯（FG）。将FG与苯基硅橡胶混合，采用氢化硅烷化法，在铂催化剂作用下制备了一种发光二极管（LED）封装用FG/苯基硅橡胶复合材料，考察了改性后FG结构、表面官能团变化以及其用量对FG/苯基硅橡胶复合材料力学性能及光学性能的影响，并分析了FG/苯基硅橡胶复合材料的微观相态及其热稳定性。结果表明：经KH-550改性后的FG表面附有特殊官能团，能提高其在苯基硅橡胶中的分散性。当苯基硅橡胶中引入0.010 0wt% FG时，FG/苯基硅橡胶复合封装材料的透光率仍可达到85%以上，耐紫外老化性能和力学性有明显提高。FG/苯基硅橡胶复合材料的热分解温度为690 ℃、GO/苯基硅橡胶复合材料的热分解温度为623 ℃，而纯苯基硅橡胶的热分解温度为491 ℃，且FG/苯基硅橡胶复合材料的放热量始终比纯苯基硅橡胶略低。苯基硅橡胶中引入0.010 0wt% 改性的FG，材料热分解温度提高了200 ℃，放热量有所减少，能更好满足功能型LED复合封装材料热稳定性能要求。
采用化学接枝技术，利用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、水合肼改性氧化石墨烯（GO）制备功能型石墨烯（FG）。将FG与苯基硅橡胶混合，采用氢化硅烷化法，在铂催化剂作用下制备了一种发光二极管（LED）封装用FG/苯基硅橡胶复合材料，考察了改性后FG结构、表面官能团变化以及其用量对FG/苯基硅橡胶复合材料力学性能及光学性能的影响，并分析了FG/苯基硅橡胶复合材料的微观相态及其热稳定性。结果表明：经KH-550改性后的FG表面附有特殊官能团，能提高其在苯基硅橡胶中的分散性。当苯基硅橡胶中引入0.010 0wt% FG时，FG/苯基硅橡胶复合封装材料的透光率仍可达到85%以上，耐紫外老化性能和力学性有明显提高。FG/苯基硅橡胶复合材料的热分解温度为690 ℃、GO/苯基硅橡胶复合材料的热分解温度为623 ℃，而纯苯基硅橡胶的热分解温度为491 ℃，且FG/苯基硅橡胶复合材料的放热量始终比纯苯基硅橡胶略低。苯基硅橡胶中引入0.010 0wt% 改性的FG，材料热分解温度提高了200 ℃，放热量有所减少，能更好满足功能型LED复合封装材料热稳定性能要求。
2016, 33(9): 2061-2066.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151113.001
摘要:
为了获得高韧性硅灰石填充β-聚丙烯基（W/β-PP）复合材料，采用负载庚二酸钙的硅灰石（β-W）填充聚丙烯（PP）制备。研究了W/β-PP复合材料中β-W的β-成核作用，并对比了硅灰石和β-W填充PP基复合材料的力学性能。结果表明：硅灰石填充聚丙烯（W/PP）复合材料主要形成α-晶，而β-W对PP结晶具有强的β-成核作用；W/PP复合材料的缺口冲击强度低于β-聚丙烯（β-PP），硅灰石与PP的β-晶之间存在协同增韧作用，导致W/β-PP复合材料的缺口冲击强度高于β-PP；随着β-W含量的增加，W/β-PP复合材料的缺口冲击强度先增大后减小，在其质量分数为5%时达到最大值；同时硅灰石的增强作用可以提高β-PP的刚性。
为了获得高韧性硅灰石填充β-聚丙烯基（W/β-PP）复合材料，采用负载庚二酸钙的硅灰石（β-W）填充聚丙烯（PP）制备。研究了W/β-PP复合材料中β-W的β-成核作用，并对比了硅灰石和β-W填充PP基复合材料的力学性能。结果表明：硅灰石填充聚丙烯（W/PP）复合材料主要形成α-晶，而β-W对PP结晶具有强的β-成核作用；W/PP复合材料的缺口冲击强度低于β-聚丙烯（β-PP），硅灰石与PP的β-晶之间存在协同增韧作用，导致W/β-PP复合材料的缺口冲击强度高于β-PP；随着β-W含量的增加，W/β-PP复合材料的缺口冲击强度先增大后减小，在其质量分数为5%时达到最大值；同时硅灰石的增强作用可以提高β-PP的刚性。
2016, 33(9): 2067-2073.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.004
摘要:
采用搅拌摩擦加工（FSP）方法在Al基体中添加微米级Ni粉及（Ni+La2O3）混合粉末，制备Ni/Al及（Ni+La2O3）/Al复合材料。采用SEM、EDS及XRD对复合区微观结构及相组成进行分析，采用室温拉伸试验对Ni/Al、（Ni+La2O3）/Al复合材料力学性能进行了测试。结果表明：Ni/Al复合材料中主要成分为Al、Al3Ni和Ni粉团聚物，Ni粉团聚物尺寸粗大，形貌呈壳-核结构，核为团聚的Ni，壳为Al3Ni增强相层；La2O3对Al-Ni原位反应有较大影响，能够强化Al-Ni原位反应，生成更多增强相；La2O3阻碍了Ni粉的相互吸附和聚拢行为，从而减少了团聚现象；（Ni+La2O3）/Al复合材料的抗拉强度可以达到186 MPa，与Al基体（抗拉强度72 MPa）、纯Al FSP（抗拉强度90 MPa）、Ni/Al复合材料（抗拉强度144 MPa）相比，其抗拉强度分别提高了158%、107%、29%。
采用搅拌摩擦加工（FSP）方法在Al基体中添加微米级Ni粉及（Ni+La2O3）混合粉末，制备Ni/Al及（Ni+La2O3）/Al复合材料。采用SEM、EDS及XRD对复合区微观结构及相组成进行分析，采用室温拉伸试验对Ni/Al、（Ni+La2O3）/Al复合材料力学性能进行了测试。结果表明：Ni/Al复合材料中主要成分为Al、Al3Ni和Ni粉团聚物，Ni粉团聚物尺寸粗大，形貌呈壳-核结构，核为团聚的Ni，壳为Al3Ni增强相层；La2O3对Al-Ni原位反应有较大影响，能够强化Al-Ni原位反应，生成更多增强相；La2O3阻碍了Ni粉的相互吸附和聚拢行为，从而减少了团聚现象；（Ni+La2O3）/Al复合材料的抗拉强度可以达到186 MPa，与Al基体（抗拉强度72 MPa）、纯Al FSP（抗拉强度90 MPa）、Ni/Al复合材料（抗拉强度144 MPa）相比，其抗拉强度分别提高了158%、107%、29%。
2016, 33(9): 2074-2081.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151112.005
摘要:
采用熔盐法在低密度炭/炭（C/C）坯体内孔表面制备了Mo2C涂层，然后通过无压熔渗制备了C/C-Cu复合材料，研究了C/C-Cu复合材料的组织结构及载流摩擦磨损性能。结果表明：熔融Cu可自发渗入制备了Mo2C内涂层的C/C坯体，复合材料中Cu相与C/C坯体形成相互贯穿的连通网络结构，Mo2C 涂层与Cu和热解炭（PyC）间均有良好的界面结合，反应生成Mo2C过程中的催化石墨化及应力石墨化共同作用使C/C-Cu复合材料中Mo2C涂层附近PyC的有序度提高。随载荷增大，C/C-Cu复合材料的摩擦系数逐渐降低，体积磨损率增大，而对偶的质量损失逐渐降低；载荷较大时材料磨损表面被摩擦膜覆盖的面积增大，但因粘着磨损摩擦膜的粗糙程度提高。材料磨损过程中还发生了氧化磨损，且载荷增大磨损表面O含量提高。
采用熔盐法在低密度炭/炭（C/C）坯体内孔表面制备了Mo2C涂层，然后通过无压熔渗制备了C/C-Cu复合材料，研究了C/C-Cu复合材料的组织结构及载流摩擦磨损性能。结果表明：熔融Cu可自发渗入制备了Mo2C内涂层的C/C坯体，复合材料中Cu相与C/C坯体形成相互贯穿的连通网络结构，Mo2C 涂层与Cu和热解炭（PyC）间均有良好的界面结合，反应生成Mo2C过程中的催化石墨化及应力石墨化共同作用使C/C-Cu复合材料中Mo2C涂层附近PyC的有序度提高。随载荷增大，C/C-Cu复合材料的摩擦系数逐渐降低，体积磨损率增大，而对偶的质量损失逐渐降低；载荷较大时材料磨损表面被摩擦膜覆盖的面积增大，但因粘着磨损摩擦膜的粗糙程度提高。材料磨损过程中还发生了氧化磨损，且载荷增大磨损表面O含量提高。
2016, 33(9): 2082-2087.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151216.002
摘要:
首先利用二步阳极氧化法制备了自支撑多孔硅，再利用真空抽滤法在自支撑多孔硅中沉积ZnO纳米籽晶层，最后用水热合成法使ZnO纳米籽晶进一步长大。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析和光致发光谱分析对样品的形貌、元素及发光性能进行了表征。结果表明：自支撑多孔硅内部成功填充了ZnO纳米颗粒并形成了自支撑多孔硅/ZnO复合材料。将这种复合材料作为超级电容器电极进行了电化学测试，包括循环伏安、阻抗谱和恒电流充放电测试，该复合材料有较好的超级电容特性，比容量可达到15.7 F/g，相比于自支撑多孔硅提高120倍。
首先利用二步阳极氧化法制备了自支撑多孔硅，再利用真空抽滤法在自支撑多孔硅中沉积ZnO纳米籽晶层，最后用水热合成法使ZnO纳米籽晶进一步长大。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析和光致发光谱分析对样品的形貌、元素及发光性能进行了表征。结果表明：自支撑多孔硅内部成功填充了ZnO纳米颗粒并形成了自支撑多孔硅/ZnO复合材料。将这种复合材料作为超级电容器电极进行了电化学测试，包括循环伏安、阻抗谱和恒电流充放电测试，该复合材料有较好的超级电容特性，比容量可达到15.7 F/g，相比于自支撑多孔硅提高120倍。
2016, 33(9): 2088-2093.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160328.003
摘要:
以聚硼硅氮烷（PBSZ）为先驱体，经熔融纺丝、不熔化以及在氨气气氛中高温裂解制备了Si-B-N 纤维，然后在高纯氮气保护下加热至超高温。利用元素分析、FTIR、XRD、SEM、力学性能分析和波导法等研究了纤维的耐超高温性能。结果表明：Si-B-N 纤维1 500 ℃退火几乎不失重，在惰性气体中非晶状态可以保持至1 700 ℃，加热到1 850 ℃才形成 Si3N4和BN等结晶相；Si-B-N 纤维的拉伸强度为1.72 GPa，弹性模量为196 GPa，1 500 ℃ 退火Si-B-N纤维的拉伸强度为1.86 GPa，弹性模量为205 GPa，Si-B-N纤维具有很好的耐超高温性能；此外，采用波导法测量，Si-B-N纤维表现出优良的介电性能，测试频率为 8~12 GHz，1 400 ℃退火的Si-B-N纤维平均介电常数和介电损耗角正切值分别为约3.68和0.001 1。
以聚硼硅氮烷（PBSZ）为先驱体，经熔融纺丝、不熔化以及在氨气气氛中高温裂解制备了Si-B-N 纤维，然后在高纯氮气保护下加热至超高温。利用元素分析、FTIR、XRD、SEM、力学性能分析和波导法等研究了纤维的耐超高温性能。结果表明：Si-B-N 纤维1 500 ℃退火几乎不失重，在惰性气体中非晶状态可以保持至1 700 ℃，加热到1 850 ℃才形成 Si3N4和BN等结晶相；Si-B-N 纤维的拉伸强度为1.72 GPa，弹性模量为196 GPa，1 500 ℃ 退火Si-B-N纤维的拉伸强度为1.86 GPa，弹性模量为205 GPa，Si-B-N纤维具有很好的耐超高温性能；此外，采用波导法测量，Si-B-N纤维表现出优良的介电性能，测试频率为 8~12 GHz，1 400 ℃退火的Si-B-N纤维平均介电常数和介电损耗角正切值分别为约3.68和0.001 1。
2016, 33(9): 2094-2103.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151028.002
摘要:
采用水溶液聚合法合成聚天冬氨酸（PASP）/木质纤维素（LNC）水凝胶；考察了预处理时间、预处理温度、KMnO4浓度、戊二醛用量、PASP的用量、反应时间以及反应温度对PASP/LNC水凝胶吸附Pb2+、Cd2+性能的影响；运用Langmuir吸附等温线计算PASP/LNC水凝胶最大吸附量；使用HNO3对PASP/LNC水凝胶进行脱附再生实验；采用SEM和FTIR对水凝胶的结构进行表征。吸附结果表明：预处理时间15 min，预处理温度50 ℃、KMnO4浓度0.06 mol·L-1、戊二醛用量1.00 g、PASP用量11 g、反应时间3.5 h且反应温度70 ℃时，对Pb2+、Cd2+的平衡吸附容量分别为980.39 mg·g-1、813.01 mg·g-1。 吸附/脱附循环实验表明：循环吸附脱附4次后PASP/LNC水凝胶吸附量仍较高，PASP/LNC水凝胶是一种可循环利用的吸附剂。表征结果表明：PASP/LNC水凝胶的表面有大小不等的孔隙，PASP的—COOH与LNC的O—H发生缩聚反应，形成具有三维网络结构的水凝胶。
采用水溶液聚合法合成聚天冬氨酸（PASP）/木质纤维素（LNC）水凝胶；考察了预处理时间、预处理温度、KMnO4浓度、戊二醛用量、PASP的用量、反应时间以及反应温度对PASP/LNC水凝胶吸附Pb2+、Cd2+性能的影响；运用Langmuir吸附等温线计算PASP/LNC水凝胶最大吸附量；使用HNO3对PASP/LNC水凝胶进行脱附再生实验；采用SEM和FTIR对水凝胶的结构进行表征。吸附结果表明：预处理时间15 min，预处理温度50 ℃、KMnO4浓度0.06 mol·L-1、戊二醛用量1.00 g、PASP用量11 g、反应时间3.5 h且反应温度70 ℃时，对Pb2+、Cd2+的平衡吸附容量分别为980.39 mg·g-1、813.01 mg·g-1。 吸附/脱附循环实验表明：循环吸附脱附4次后PASP/LNC水凝胶吸附量仍较高，PASP/LNC水凝胶是一种可循环利用的吸附剂。表征结果表明：PASP/LNC水凝胶的表面有大小不等的孔隙，PASP的—COOH与LNC的O—H发生缩聚反应，形成具有三维网络结构的水凝胶。
2016, 33(9): 2104-2114.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151105.001
摘要:
为获得圆孔对玻璃纤维增强铝合金（GLARE）层合板抗冲击性能的影响规律，采用40 J的冲击能量对无孔和含圆孔GLARE层合板进行了落锤低速冲击试验，获得了冲击载荷、挠度和能量-时间曲线。应用ABAQUS/Explicit有限元分析软件对试验进行模拟，并预测了圆孔直径对GLARE层合板抗冲击性能的影响。结果显示：在低速冲击下，GLARE层合板纤维层的失效模式以分层损伤和纤维断裂为主；随着圆孔边缘至冲击中心距离的增加，层合板的冲击载荷峰值提高，而挠度峰值减小；数值模拟结果与试验结果的比较验证了模型的合理性；随着圆孔直径的增大，GLARE层合板的抗冲击性能逐步劣化。
为获得圆孔对玻璃纤维增强铝合金（GLARE）层合板抗冲击性能的影响规律，采用40 J的冲击能量对无孔和含圆孔GLARE层合板进行了落锤低速冲击试验，获得了冲击载荷、挠度和能量-时间曲线。应用ABAQUS/Explicit有限元分析软件对试验进行模拟，并预测了圆孔直径对GLARE层合板抗冲击性能的影响。结果显示：在低速冲击下，GLARE层合板纤维层的失效模式以分层损伤和纤维断裂为主；随着圆孔边缘至冲击中心距离的增加，层合板的冲击载荷峰值提高，而挠度峰值减小；数值模拟结果与试验结果的比较验证了模型的合理性；随着圆孔直径的增大，GLARE层合板的抗冲击性能逐步劣化。
2016, 33(9): 2115-2122.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151106.002
摘要:
为研究纳米纤维增强闭孔泡沫材料的力学性能，采用Voronoi随机泡沫模型对闭孔泡沫材料的细观几何结构进行模拟，并将纳米纤维随机分布在泡沫材料的胞壁中，利用改进的自动搜索耦合（ASC）技术将纤维单元与基体单元进行耦合，建立了能够反映纳米纤维增强闭孔泡沫材料细观结构的数值模型。在此基础上，进一步研究了泡沫模型随机度、相对密度以及纳米纤维长径比和质量分数对纳米纤维增强闭孔泡沫材料弹性模量与屈服强度的影响规律。结果表明：由所建立的数值模型得到的纳米纤维增强闭孔泡沫材料的弹性模量和屈服强度与实验值吻合较好；提高泡沫模型的随机度会使复合泡沫材料的弹性模量和屈服强度增加，而当随机度达到0.450以后，材料的弹性模量和屈服强度几乎不再发生变化；当相对密度在0.05~0.30范围内变化时，复合泡沫材料的弹性模量与屈服强度几乎随相对密度的增加呈线性增长；提高纳米纤维长径比和质量分数也会使材料的弹性模量和屈服强度得到提高，但当纤维长径比达到500以后，纤维长径比的增强作用逐渐减弱。所得结论对纳米纤维增强闭孔泡沫材料的制备具有重要意义。
为研究纳米纤维增强闭孔泡沫材料的力学性能，采用Voronoi随机泡沫模型对闭孔泡沫材料的细观几何结构进行模拟，并将纳米纤维随机分布在泡沫材料的胞壁中，利用改进的自动搜索耦合（ASC）技术将纤维单元与基体单元进行耦合，建立了能够反映纳米纤维增强闭孔泡沫材料细观结构的数值模型。在此基础上，进一步研究了泡沫模型随机度、相对密度以及纳米纤维长径比和质量分数对纳米纤维增强闭孔泡沫材料弹性模量与屈服强度的影响规律。结果表明：由所建立的数值模型得到的纳米纤维增强闭孔泡沫材料的弹性模量和屈服强度与实验值吻合较好；提高泡沫模型的随机度会使复合泡沫材料的弹性模量和屈服强度增加，而当随机度达到0.450以后，材料的弹性模量和屈服强度几乎不再发生变化；当相对密度在0.05~0.30范围内变化时，复合泡沫材料的弹性模量与屈服强度几乎随相对密度的增加呈线性增长；提高纳米纤维长径比和质量分数也会使材料的弹性模量和屈服强度得到提高，但当纤维长径比达到500以后，纤维长径比的增强作用逐渐减弱。所得结论对纳米纤维增强闭孔泡沫材料的制备具有重要意义。
2016, 33(9): 2123-2131.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20160112.007
摘要:
为分析冻融循环对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和橡胶粉（CR）改性沥青混合料抗裂性能的影响，首先，分别对盐溶液冻融循环和水溶液冻融循环改性沥青混合料进行了半圆试件弯拉试验，同时采用数字散斑相关法（DSCT）对加载过程试件表面的散斑图像进行处理，提取试件表面随着载荷变化的位移场和应变场信息；然后，通过分析变形场信息确定沥青混合料的抗裂性能，并与断裂韧性试验结果进行对比。结果表明：水平应变较适合用于对沥青混合料的抗裂性能开展特性研究；由水平应变-时间曲线可知，冻融循环后SBS和CR改性沥青混合料的抗裂性能均有所劣化，且盐溶液冻融循环对沥青混合料抗裂性能的影响要大于水溶液冻融循环的；与SBS改性沥青混合料相比，CR改性沥青混合料的抗裂性能较好。所得结论表明DSCT的分析结果与断裂韧性试验的分析结果一致，采用DSCT评价沥青混合料的抗裂性能是可行的。
为分析冻融循环对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）和橡胶粉（CR）改性沥青混合料抗裂性能的影响，首先，分别对盐溶液冻融循环和水溶液冻融循环改性沥青混合料进行了半圆试件弯拉试验，同时采用数字散斑相关法（DSCT）对加载过程试件表面的散斑图像进行处理，提取试件表面随着载荷变化的位移场和应变场信息；然后，通过分析变形场信息确定沥青混合料的抗裂性能，并与断裂韧性试验结果进行对比。结果表明：水平应变较适合用于对沥青混合料的抗裂性能开展特性研究；由水平应变-时间曲线可知，冻融循环后SBS和CR改性沥青混合料的抗裂性能均有所劣化，且盐溶液冻融循环对沥青混合料抗裂性能的影响要大于水溶液冻融循环的；与SBS改性沥青混合料相比，CR改性沥青混合料的抗裂性能较好。所得结论表明DSCT的分析结果与断裂韧性试验的分析结果一致，采用DSCT评价沥青混合料的抗裂性能是可行的。
2016, 33(9): 2132-2140.
doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20151124.001
摘要:
为提高TiO2的光催化活性，利用原位氧化聚合法制备聚2-氨基苯磺酸改性TiO2（P2ABSA/TiO2）纳米颗粒，通过TEM、EDS、XRD、UV-Vis DRS和Photocurrent Test进行表征，以亚甲基蓝为模拟污染物，优化纳米材料制备条件，考察初始pH值和P2ABSA/TiO2浓度对光催化效果的影响，通过捕捉实验判定活性氧物种在光催化过程中的贡献。结果表明：P2ABSA/TiO2纳米颗粒最优制备条件为P2ABSA、TiO2和氧化剂的物质的量之比 2∶1∶2、HCl浓度 1.2 mol/L；TiO2表面存在一层P2ABSA膜，P2ABSA改性没有改变TiO2的物相和晶粒尺寸；P2ABSA/TiO2纳米颗粒对可见光的响应提高，光电流密度从18.3 μA/cm2提高到28.7 μA/cm2；溶液初始pH值由3.93升至11.36，亚甲基蓝脱色率由92.0%提高到99.0%，P2ABSA/TiO2纳米颗粒浓度最佳值为1.5 g/L；活性氧物种在光催化过程中的贡献大小顺序为·OH > h+ > ·O2-，P2ABSA对TiO2的光敏化作用是P2ABSA/TiO2纳米颗粒光催化活性得到提高的主要原因。
为提高TiO2的光催化活性，利用原位氧化聚合法制备聚2-氨基苯磺酸改性TiO2（P2ABSA/TiO2）纳米颗粒，通过TEM、EDS、XRD、UV-Vis DRS和Photocurrent Test进行表征，以亚甲基蓝为模拟污染物，优化纳米材料制备条件，考察初始pH值和P2ABSA/TiO2浓度对光催化效果的影响，通过捕捉实验判定活性氧物种在光催化过程中的贡献。结果表明：P2ABSA/TiO2纳米颗粒最优制备条件为P2ABSA、TiO2和氧化剂的物质的量之比 2∶1∶2、HCl浓度 1.2 mol/L；TiO2表面存在一层P2ABSA膜，P2ABSA改性没有改变TiO2的物相和晶粒尺寸；P2ABSA/TiO2纳米颗粒对可见光的响应提高，光电流密度从18.3 μA/cm2提高到28.7 μA/cm2；溶液初始pH值由3.93升至11.36，亚甲基蓝脱色率由92.0%提高到99.0%，P2ABSA/TiO2纳米颗粒浓度最佳值为1.5 g/L；活性氧物种在光催化过程中的贡献大小顺序为·OH > h+ > ·O2-，P2ABSA对TiO2的光敏化作用是P2ABSA/TiO2纳米颗粒光催化活性得到提高的主要原因。
