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- 纳米SiO_(2)/MUG复合改性剂的制备及其改性材性能研究被引量：1
- 2024年
- 为进一步提升三聚氰胺-尿素-葡萄糖(MUG)生物质树脂改性木材尺寸稳定性,采用单一或复合硅源[纳米SiO_(2)、KH550(K5)、KH560(K6)单一或复配后]与MUG生物质树脂复合,制得K5/MUG、K6/MUG、Si/MUG、Si/K5/MUG、Si/K6/MUG 5种有机-无机复合改性剂,分别浸渍处理人工林杨木,考察不同改性剂对杨木密度、吸水性、尺寸稳定性和力学强度等性能的影响,优选出性能最佳的复合改性剂,利用SEM和FTIR分析改性剂的分布及与木材组分的反应情况,探明复合硅协同效应及复合体系之间的相互作用机制。结果表明,5种复合改性剂均具有良好渗透性,改性材的吸药量均>200%、增重率均>44%,吸水性均比素材显著降低;其中,以5%质量分数的KH550、1%质量分数的纳米SiO_(2)和30%质量分数的MUG复合改性杨木的径向、弦向和体积湿胀率最低,分别为1.14%、2.13%和3.20%;增容率最小(8.1%);抗胀缩率最高(77.5%);顺纹抗压强度最高(130.9 MPa),较素材提高了92.03%。纳米SiO_(2)经KH550接枝改性后,能更均匀分散于MUG树脂中,并被树脂包覆固化于木材内,有机-无机协同效应使复合体系的交联程度提高,无机Si元素的刚性增加了木材机械支撑强度。因此,硅烷偶联剂改性纳米SiO_(2)能进一步提升MUG改性材的尺寸稳定性和力学强度等性能。
- 孔静吕文华胡极航徐诗雨
- 关键词：杨木硅烷偶联剂
- 纳米二氧化硅-石灰固化黄土路基力学性能及微观机理
- 2024年
- 黄土固化方法一直是黄土地区路基工程中的研究热点,纳米二氧化硅是具有小尺寸效应、表面能效应及火山灰效应的无机絮状硅化物,其在土体固化方面受到了广泛关注。为研究纳米二氧化硅对石灰固化黄土力学性能的提升效果和力学性能的改善机理,设计了3%石灰固化黄土、3%石灰+纳米二氧化硅综合固化黄土、8%石灰固化黄土3类试样,开展了3类试样的无侧限抗压强度试验、回弹模量试验、加州承载比(CBR)试验及SEM试验,研究了固化材料掺量、养护龄期对黄土路基力学性能和微观结构的影响。结果表明,纳米二氧化硅的掺入快速提高了黄土的无侧限抗压强度、回弹模量和CBR值;掺入0.2%纳米二氧化硅+3%石灰与掺入8%石灰相比两类固化黄土具有相同的力学性能;随着纳米二氧化硅掺量和养护龄期的增加,固化黄土路基的强度逐渐提高;通过试验数据的回归拟合建立了无侧限抗压强度与回弹模量、CBR值之间的关系;SEM结果显示,纳米二氧化硅的掺入改善了土颗粒的团聚方式、填塞了土颗粒间的孔隙,从而提高了黄土路基的力学性能;综合考虑无侧限抗压强度、回弹模量、CBR值及经济性,推荐综合固化黄土的配合比为3%石灰+0.2%纳米二氧化硅。纳米二氧化硅-石灰固化技术为黄土路基提供了一种环境友好、成本较低的固化方法。
- 贾亮张玮玮凤翔连勇郭健
- 关键词：道路工程力学性能
- 纳米SiO2改性聚丙烯酸酯涂料性能的试验研究
- 2023年
- 通过溶胶-凝胶原位合成法制备了一种新型纳米SiO2改性聚丙烯酸酯涂料,并对其各项性能(物化性能、机械性能、热性能)进行了分析和研究。结果发现,在聚丙烯酸酯涂料中添加纳米SiO2后,涂料乳液粒径增大,粒径分布变窄,有效改善了聚丙烯酸酯涂料的玻璃化温度,涂层的耐热性、硬度均得到了有效提升。
- 谢青春
- 关键词：聚丙烯酸酯涂料纳米SIO2性能研究
- PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析被引量：1
- 2023年
- 为研究PVA纤维和纳米SiO2的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响,设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO2(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO2(SP组)3组试件,对其展开疲劳后的单轴压缩试验,以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度,作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标,并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明:3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升,S组在提高混凝土强度方面表现最为明显;而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲,PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力,有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏,相当于延长了混凝土的破坏过程;而纳米SiO2则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区,提高了混凝土的抗压强度,相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。
- 孔政宇逯静洲王建伟王维良韩文宇肖瑛
- 关键词：抗疲劳性能
- 疲劳荷载作用下纳米SiO_(2)改性路面混凝土抗冻性及孔结构研究被引量：1
- 2023年
- 为提高混凝土路面在疲劳荷载作用下的抗冻性,通过室内疲劳加载及冻融循环交替试验模拟混凝土路面在车辆荷载作用下的冻融破坏;同时设计抗弯拉试验测试纳米SiO_(2)改性路面混凝土在冻融后的剩余弯拉强度,采用压汞法测试混凝土细观孔结构,借助电子显微镜观察混凝土孔隙在疲劳荷载作用下的变化规律,研究纳米SiO_(2)掺量、疲劳荷载作用次数等对路面混凝土抗冻性的影响。结果表明:在疲劳荷载作用下,掺加适量纳米SiO_(2)能明显提高混凝土路面抗冻性,且随荷载作用次数增加,纳米SiO_(2)改善效果越显著,纳米SiO_(2)掺量为2%时,抗冻性最好;疲劳荷载会破坏混凝土孔结构稳定性,造成孔隙贯通,加速混凝土试件的冻融损伤;纳米SiO_(2)能够填充混凝土孔隙,降低空隙率,改善混凝土孔径分布,有效减缓疲劳荷载引起的孔结构失稳、孔隙贯通现象,进而提高混凝土路面抗冻性。
- 周学翔郑文诗吴聪
- 关键词：抗冻性疲劳荷载孔结构路面混凝土
- 多糖-植物蜡-纳米二氧化硅防水防油包装纸制备与性能被引量：3
- 2023年
- 随着社会的发展,人们对无毒环保食品包装材料的需求不断增加。现阶段,兼顾防水防油性能的无氟食品包装纸研究较少。本文以壳聚糖溶液与海藻酸钠溶液为原料,通过阿魏酸交联制备复合防油剂,并涂布在食品包装原纸上,制备防油纸;然后以巴西棕榈蜡与纳米二氧化硅为原料,制备复合防水剂,采用浸渍的方法,制备防水防油纸,探究不同配比及涂布量对纸张防水防油效果与纸张性能的影响。结果表明:当壳聚糖与海藻酸钠复配质量比为8∶2、涂布量为4 g/m^(2)时,防油纸可达到最高防油等级(12级);当巴西棕榈蜡与纳米二氧化硅复配质量比为4∶3、浸渍量为3 g/m^(2)时,纸张表面吸水量(Cobb)值为5.93 g/m^(2),水接触角为158.40°,显著提升了原纸的防油性能与防水性能。此外,与未涂布纸相比,防水防油纸的抗张强度提升了30%,透气度下降了60%。本文制备工艺简单、原材料无氟环保、纸张防水防油性能较好,有望在食品包装得到应用。
- 朱瑞丰龙柱覃程荣吕文志郑辉王志英
- 关键词：防水防油涂布食品包装纸
- 气井套损修复用纳米SiO_(2)/环氧树脂复合体系的研制与应用被引量：2
- 2022年
- 长庆油田气井套损严重,使用水泥封固时存在气密性差、注入困难等问题。为了提高套损修复用环氧树脂固化后的气密性和强度,通过纳米SiO_(2)掺杂环氧树脂制备了纳米SiO_(2)/环氧树脂复合体系用于修复气井破损,考察了该复合体系固化前的流变性、固化后的力学强度和封堵能力,并采用扫描电镜研究复合体系固化作用机理。研究表明,该纳米SiO_(2)/环氧树脂复合体系具有剪切稀释性和黏弹性,不同温度时复合体系的固化时间均在3 h以上,保证充足的注入时间;与常规环氧树脂相比,引入纳米SiO_(2)后复合体系固化体的抗压强度达106.8 MPa、拉伸强度达72.1 MPa,对孔隙的封堵强度达37.7 MPa,能有效阻止地层流体进入井筒并满足重复压裂时井筒承压要求。纳米SiO_(2)能修复树脂固化后的微裂隙,提升力学强度。长庆油田气井施工表明,该堵剂体系具有较强的密封和承压能力,为套损井修复和重复压裂重建井筒提供支撑。
- 唐凡朱永刚张涛董文魁徐春梅管盼盼
- 关键词：气井套损抗压强度
- 纳米SiO 2/含氟硅防水透湿整理剂的制备及其应用被引量：3
- 2022年
- 为提高涤纶织物的防水透湿性能,采用半连续种子乳液聚合法,以丙烯酸酯类单体为聚合单体,以纳米SiO 2、甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)、乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)为功能单体,制备出纳米SiO 2/含氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,并将其应用于涤纶织物的整理。对改性共聚乳液的化学结构进行表征,并测试了整理后织物的应用性能。结果表明:各单体均参与乳液聚合反应,且改性共聚乳液的热稳定性大大提高,乳胶粒子平均粒径为66 nm;在整理剂中加入质量分数为2%的交联剂后,整理织物的静水压和耐水洗性能都得到显著的改善,其接触角为138°,相比未整理织物的防水性能明显提高;整理后织物的透湿率也有所提高,且经向断裂强力由315.6 N增加到493.4 N。
- 梅敏钱建华周榆凯杨晶晶
- 关键词：乳液聚合防水透湿整理剂涤纶织物
- 高温高盐条件下纳米颗粒强化酚醛冻胶
- 2022年
- 以丙烯酰胺与(2-丙烯酰胺-2-甲基)丙基磺酸(AM-AMPS 25)为成胶剂、水溶性酚醛树脂(WSPR)作交联剂为高温高盐油藏(130℃,41.529 g/L)研制成胶时间适宜、热稳定性好且成本低的冻胶堵剂。实验发现,尽管AM-AMPS是耐温耐盐聚合物,但其与WSPR交联形成的冻胶在高温高盐下稳定性依旧较差,冻胶老化30 d后脱水收缩严重,脱水率大于95%。而额外加入1%纳米二氧化硅(Nano-SiO_(2))的冻胶的热稳定性得到极大的改善,老化30 d后的脱水率不到1%。于是开展了纳米颗粒对冻胶成胶性能的影响及强化机理进行了研究。对加入纳米颗粒前后的聚合物溶液进行动态光散射、冷冻扫描电镜分析(Cryo-SEM)和黏度变化分析,并对加入纳米颗粒前后的冻胶进行Cryo-SEM分析。结果发现,纳米颗粒可提高聚合物溶液在高温下的黏度保留率、减小聚合物链的水动力半径、降低聚合物分子链之间纠缠的非均质性,使溶液中的聚合物分布更加均质,因而形成的冻胶网状结构也更加均质,进而提高冻胶在高温高盐下的热稳定性和持水能力。
- 王文慧葛际江郭洪宾吕琦许雅吴千慧
- 关键词：丙烯酰胺水溶性酚醛树脂冻胶堵剂高温高盐
- 纳米二氧化硅石灰固化黄土的物理力学性能及微观性质被引量：1
- 2022年
- 以纳米二氧化硅(Nano-SiO_(2))石灰综合固化的黄土为研究对象,通过标准击实试验、回弹模量试验、CBR承载力试验,研究了Nano-SiO_(2)掺量和养护龄期对固化黄土最大干密度、最优含水率、静回弹模量及CBR等物理力学性能的影响,并通过扫描电镜测试了固化黄土的微细观结构。结果表明:Nano-SiO_(2)石灰综合固化黄土随着Nano-SiO_(2)掺量的增加最优含水率逐渐增大、最大干密度减小,固化黄土的回弹模量和CBR随Nano-SiO_(2)掺量的增加而增大、随养护龄期的延长不断增长,养护前期(7~28 d)固化黄土的强度增长速度快、后期强度增长速度变慢;扫描电镜结果显示,Nano-SiO_(2)的掺入改善了土颗粒的团聚方式、填塞了土颗粒间的孔隙,从而达到了提高黄土强度和改善稳定性的效果。
- 刘江
- 关键词：黄土石灰CBR
