关键词： 黏胶   聚酰胺   石墨烯   艾草纤维   纺纱工艺  

摘要： 分析了9.7 tex生物基聚酰胺纤维/石墨烯黏胶纤维/艾草纤维40/30/30混纺纱线的生产工艺要点。纺纱结果表明:在开清棉工序以“多松少打,减少损伤”为原则;在梳棉工序,生物基聚酰胺纤维以降低损伤和顺利转移为重点,石墨烯黏胶纤维和艾草纤维要柔和梳理、减少落棉;并条工序要避免牵伸回弹和提高纤维伸直度;粗纱和细纱工序通过“小定量、重加压、低车速”的工艺稳定牵伸、改善条干。所开发的混纺纱具有优异的物理性能和保健功能,可广泛应用于床品及服饰领域。

关键词： 尼龙66   碳纤维   玻璃纤维   增韧剂   石墨烯   老化  

摘要： 以尼龙66(PA66)为基体,分别加入2种纤维、3种增韧剂以及经硅烷偶联剂处理后的石墨烯、抗氧剂、紫外线吸收剂、铜盐热稳定剂等其它助剂,通过共混挤出制备纤维增强改性PA66复合材料,研究了不同纤维、不同增韧剂和其它助剂对PA66复合材料的力学性能和老化性能的影响。结果表明,混杂纤维[碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)]总质量分数为30%时,随着CF含量的增加,PA66复合材料的力学性能有明显提高,CF质量分数在10%时,弯曲强度增加30%以上。增韧剂可以大幅提高复合材料的缺口冲击强度,增韧效果依次为自制增韧剂、聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐,其中自制增韧剂质量分数为9%时,缺口冲击强度可提高20%以上。硅烷偶联剂处理后的石墨烯可提高复合材料的弯曲弹性模量,大大提高制品尺寸的稳定性。抗氧剂、紫外线吸收剂和热稳定剂的加入,提高了复合材料的老化性能,抗氧剂、紫外线吸收剂、铜盐热稳定剂质量分数分别为0.2%,0.3%和0.1%时,效果最佳。以CF,GF、自制增韧剂、硅烷偶联剂处理的石墨烯、抗氧剂、紫外线吸收剂、热稳定剂以及和PA66的质量分数分别为10%,20%,9%,0.6%,0.2%,0.3%,0.1%,59.8%制成的改性PA66经200h老化后其力学性能分别达到弯曲强度为271MPa,拉伸强度为255MPa,缺口冲击强度为24kJ/m^(2),弯曲弹性模量为22GPa。用该材料制成的塑料电力护栏经家庭轿车等不同车型的碾压,完好无损。

关键词： 聚氨酯   陶瓷球   SPS(sandwich plate system)复合板   动态响应   数值仿真  

摘要： 无机填料的加入,能够较大程度增强聚氨酯的性能,从而使以聚氨酯为芯层的复合结构性能得到提升。为得到具有更好抗侵彻能力的SPS(sandwich plate system)复合板,利用原位聚合法得到氧化石墨烯增强聚氨酯弹性体并对其进行单轴拉压测试,在此基础上加入陶瓷球作为新的增强相,以Q235钢作为面板制备了芯层为石墨烯增强聚氨酯以及石墨烯/陶瓷球增强聚氨酯的SPS复合结构,通过钢球弹的侵彻试验并运用LS-DYNA数值仿真得到两种复合板的弹道极限速度,分析其吸能特性及损伤机理。结果表明:当石墨烯质量分数w=0.4%时,石墨烯增强聚氨酯的压缩模量较纯聚氨酯提高了32.4%,拉伸强度提高了42.6%;在加入陶瓷球后,复合板的弹道极限速度提高了20.8%,陶瓷球的碎裂和偏移中断了径向应力的传播,子弹尺寸以外的陶瓷球较为完整。

关键词： 空气净化   还原氧化石墨烯   PTFE   过滤性能   抗菌性能  

摘要： 针对疫情防控常态化背景下,探究一种具有多功能性的还原氧化石墨烯复合过滤材料。对还原氧化石墨烯(rGO)复合功能性过滤材料与常用驻极体过滤材料(PTFE)进行过滤特性、抗菌等性能对比实验分析,结果表明:在首次实验时,rGO滤料的过滤效率与滤速的变化呈正相关,PTFE滤料的过滤效率的趋势相反,且过滤效率整体上优于rGO滤料。但后续实验中在0.25 m/s滤速下,rGO滤料对PM_(2.5)的过滤效率比PTFE滤料高3.6百分点,但rGO滤料的过滤阻力约为PTFE滤料的2倍。当过滤风速为0.05 m/s时,相比于PTFE滤料,rGO滤料容尘量约为其7倍。此外发现由于rGO具有包裹与纳米刀作用,使得rGO滤料同时兼有一定抗菌抑菌性。该成果为后疫情时代中空气净化器的选择以及rGO滤料性能的提高提供参考依据,也为后续的复合滤料研究与应用提供了新思路。

关键词： 氧还原反应   催化剂   过渡金属氧化物   石墨烯  

摘要： 催化剂对氧还原反应(ORR)起到至关重要的作用。近年来,人们为寻找可替代Pt金属的高性能非贵金属催化剂付出了诸多努力。过渡金属氧化物作为具备优异ORR催化活性的催化剂之一,成本低廉、储量丰富,在ORR催化领域具有巨大潜力,因而引起广泛的研究。但由于大部分过渡金属氧化物导电性差,极大地阻碍了其催化活性,所以将其负载于合适的载体上,对提高ORR性能有重要意义。石墨烯以其独特的电子特性、优异的导电性以及其他良好的物理、化学性质被广泛作为载体使用。本文综述了石墨烯负载过渡金属氧化物作为ORR催化剂的研究进展,主要从石墨烯载体分类、制备方法、过渡金属氧化物分类等多角度讨论了该类催化剂在ORR中的应用及发展前景,指出石墨烯负载过渡金属氧化物作为ORR催化剂应致力于将开发杂原子掺杂石墨烯作为载体、复合金属氧化物作为活性物质的主要发展方向,并趋向于降低制备工艺的能耗和周期,提高催化剂的性能,达到降本增效的目的。

关键词： 聚丙烯熔喷布   还原氧化石墨烯   多巴胺   导电性   吸附性能  

摘要： 石墨烯材料因其优异的导电、抗菌、防紫外、阻燃、疏水等性能吸引人们的广泛关注。为了让石墨烯稳固而均匀地负载于聚丙烯(PP)纺织品上,实验跟踪研究了从PP熔喷布到还原氧化石墨烯(rGO)负载改性PP功能薄膜整个过程。利用多巴胺的自聚成膜性对PP熔喷布进行预处理改性,使其在纤维表面引入氨基、酚羟基等官能团。随后,再在其表面负载氧化石墨烯(GO),并通过水合肼还原得到rGO/PP改性薄膜。实验通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、电阻率测试仪、接触角测试仪对改性过程中薄膜的表面形貌、表面组成、导电性能、亲水性能等进行测试和表征。结果表明:多巴胺改性后可在PP纤维表面形成均匀的聚多巴胺薄膜,后期GO的稳固负载提供活性位点。经GO负载改性,薄膜的初始水接触角由138.8°降为37.6°,实现从表面高疏水性到高亲水性的转变。经两次水合肼还原,薄膜表面负载的GO绝大部分转变为rGO,薄膜对应的电阻率直接降为1.10×10^(2)Ω·m,展现出优异的导电性。同时,对大豆油的饱和吸附率由原来的12.8g/g增加至23.4g/g。

关键词： 石墨烯   自旋过滤   磁阻传感器   第一性原理   磁阻变化率  

摘要： Ni(111)/石墨烯异质外延结构具有完美的自旋过滤效应,可应用于高性能微纳磁阻传感器的研制。然而,高质量Ni(111)/石墨烯薄膜的制备及其磁阻传感器研究还不够完善。基于铁磁衬底上石墨烯生长机理,通过调控石墨烯的成核、晶畴取向、碳偏析等基元过程,实现了高质量Ni(111)/石墨烯薄膜的制备,石墨烯样品层数均匀、表面平整,无明显缺陷。同时,通过第一性原理仿真,分析了不同材料体系对石墨烯磁传感器敏感效应的影响规律,研究表明,Ni(111)/石墨烯/Ni(111)材料体系具有较高的磁阻变化率,适用于后续磁传感器的研发。

关键词： 多壁碳纳米管(MWCNTs)   石墨烯(GE)   热塑性动态硫化橡胶(TPV)   复合材料   动态硫化  

摘要： 利用一维和二维两种填料(多壁碳纳米管(MWCNTs)@石墨烯(GE))的协同作用来改善热塑性动态硫化橡胶(TPV)的热电性能(导电和导热性能)和力学性能。本文通过熔融接枝共混法制备MWCNTs@GE/聚丙烯-马来酸酐(PP-MA)母粒,在表征MWCNTs@GE/PP-MA母粒的结构、结晶性和微观形貌的基础上,进一步采用动态硫化方法制备具有独特网络结构的MWCNTs@GE/TPV复合材料,研究了MWCNTs@GE用量对MWCNTs@GE/TPV复合材料的相态结构、导电性能、导热性能及力学性能的影响。研究结果表明:与单组分填料制备的复合母粒相比,MWCNTs@GE并用体系具有协同作用,在PP-MA中分散均匀,与基体结合力强,在结晶过程中作为成核剂能够促进基体结晶,提高基体的结晶峰温度(T_c)和结晶度(X_c),减小结晶尺寸(L_(Crystallite))。MWCNTs@GE/TPV复合材料呈现出明显的“海岛”相结构,交联的丁基橡胶(IIR)相以微米级颗粒状分散在PP-MA相中。MWCNTs和GE均匀分散在连续相PP-MA中,MWCNTs和GE间距离小于1μm,形成MWCNTs@GE网络结构。当MWCNTs@GE/TPV复合材料中MWCNTs@GE含量达到3wt%时,交流电导率、导热率、断裂伸长率和拉伸强度达到最佳值。

关键词： 石墨烯   Cu-BTC   吸附能力   甲醇   乙醇  

摘要： 制备还原氧化石墨烯(RGO)和Cu-BTC,并进一步通过水热反应将两者结合制备高性能吸附剂用于吸附挥发性有机物(VOCs)。通过对水热过程中反应温度和反应时间的调整,实现对复合吸附剂中RGO材料形貌的控制,进而实现对不同气体吸附能力的调控。结果表明:优化后的复合材料对甲醇和乙醇的吸附量分别达到13.6mmol/g和9.68mmol/g。复合材料中RGO的形貌对其在高温下的稳定性具有重要的影响,当RGO为纳米片状时,复合吸附剂的高温稳定性最好。此外,所制备的复合材料具有较大的比表面积和溶液中的高稳定性,复合RGO后其吸附溶液中的罗丹明B量比纯Cu-BTC高18.9%,表明其在污水净化领域也具有潜在的应用。

关键词： 石墨烯   TiC   铜基复合材料   力学性能   摩擦磨损  

摘要： 为了提高石墨烯在铜基体中的润湿性,以铜为基体、石墨烯为增强体,添加碳化钛,探索TiC对石墨烯/铜的力学性能及其磨损界面的影响。首先,通过真空热压烧结(950℃,20MPa)制备不同TiC含量(0、0.24%、0.50%)的Cu-TiC-graphene复合材料,然后进行硬度和拉伸强度等力学性能检测,并通过往复式磨损研究了其摩擦磨损性能。研究结果表明:TiC的加入,可以提高石墨烯-铜的硬度(74.2 GPa)、抗拉强度(47.1 MPa),降低摩擦系数(<0.2),减少磨损量。