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基本信息

項目名稱：
火焰噴涂HDPE/n-SiO2復(fù)合涂層流變及力學(xué)性能的研究
小類：
能源化工
簡介：
研究火焰噴涂HDPE/ n-SiO2復(fù)合涂層流變及力學(xué)性能的影響。利用轉(zhuǎn)矩流變儀等考察n-SiO2對HDPE流變性能的影響；利用FTIR、XRD考察火焰噴涂工藝對涂層結(jié)構(gòu)的影響；利用電子拉力機(jī)、老化試驗機(jī)等分析n-SiO2對涂層力學(xué)及耐老化性能的影響。
詳細(xì)介紹：
聚乙烯粉末涂料具有非常好的耐化學(xué)腐蝕性，可作為防腐蝕涂料，以用來保護(hù)貯存和輸送各種化學(xué)品和試劑的容器、管子和輸油管線及食品架、網(wǎng)籃、洗碗機(jī)、冷凍機(jī)、管道、洗衣機(jī)等的涂裝。但由于其為非極性材料，對金屬或其它底材的粘附力較差的缺點限制了其使用范圍，可通過基體的預(yù)處理及添加附著力促進(jìn)劑等措施以改進(jìn)。本文以河南大學(xué)特種功能材料重點實驗室生產(chǎn)的可分散型n-SiO2作為填料，采用火焰噴涂法制備HDPE/n-SiO2復(fù)合涂層。利用轉(zhuǎn)矩流變儀等考察n-SiO2對HDPE流變性能的影響；利用FTIR、XRD考察火焰噴涂工藝對涂層結(jié)構(gòu)的影響；利用電子拉力機(jī)、老化試驗機(jī)等分析n-SiO2對涂層力學(xué)及耐老化性能的影響。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

研究火焰噴涂HDPE/ n-SiO2復(fù)合涂層流變及力學(xué)性能的影響。利用轉(zhuǎn)矩流變儀等考察n-SiO2對HDPE流變性能的影響；利用FTIR、XRD考察火焰噴涂工藝對涂層結(jié)構(gòu)的影響；利用電子拉力機(jī)、老化試驗機(jī)等分析n-SiO2對涂層力學(xué)及耐老化性能的影響。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

HDPE有優(yōu)異的耐腐蝕及良好的成型加工性能，可作為涂層材料來改善基件的表面性能，實施材料維護(hù)及保護(hù)。n-SiO2與聚合物復(fù)合，可改善材料的物理機(jī)械性能。目前聚合物/ n-SiO2復(fù)合涂層的研究大多都是探討n-SiO2對聚合物摩擦學(xué)性能的影響，關(guān)于聚合物涂層流變學(xué)影響的研究較少，本課題探討n-SiO2對HDPE力學(xué)及流變學(xué)的影響，有關(guān)結(jié)果為擴(kuò)大n-SiO2及HDPE的應(yīng)用領(lǐng)域提供理論依據(jù)。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

塑料火焰噴涂是將粉末通過噴槍火焰加熱至熔融狀態(tài)后噴射到工件表面而形成涂層的一種噴涂技術(shù)。塑料火焰噴涂主要用于改善材料表面的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，并兼有裝飾表面的作用。目前，該技術(shù)已逐步應(yīng)用于產(chǎn)品制造、設(shè)備維修以及防腐涂層的制備等方面。隨著各行各業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的需要和塑料火焰噴涂技術(shù)的發(fā)展塑料火焰的應(yīng)用將會愈來愈廣。

學(xué)術(shù)論文摘要

采用火焰噴涂的方法制備了高密度聚乙烯（HDPE）及HDPE/納米二氧化硅(n-SiO2)復(fù)合涂層；利用轉(zhuǎn)矩流變儀、熔體流動速率儀考察n-SiO2對HDPE粉末流變行為的影響。利用電子拉力機(jī)、紅外光譜儀（FTIR）、X-射線衍射儀(XRD)、紫外老化箱等對涂層的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能進(jìn)行了分析、測試。結(jié)果表明：HDPE及HDPE/n-SiO2復(fù)合粉末在火焰噴涂過程中均沒有發(fā)生氧化或降解反應(yīng)，表明火焰噴涂法適宜制備HDPE及HDPE/n-SiO2復(fù)合涂層；少量n-Si02的加入使復(fù)合涂層的自拉伸強度和耐老化性能均有明顯提高，且當(dāng)n-Si02添加量在1.0wt%時力學(xué)性能最佳；利用熔體流動速率儀和轉(zhuǎn)矩流變儀對HDPE／n-Si02復(fù)合材料的流變性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明隨著n-Si02含量的逐漸增加，HDPE／n-Si02復(fù)合材料的熔融指數(shù)(MFR)值依次降低、平衡扭矩值逐漸增加。

獲獎情況

無

鑒定結(jié)果

火焰噴涂HDPE/n-SiO2復(fù)合涂層流變及力學(xué)性能的研究作品，具有一定的理論及實際應(yīng)用價值，可應(yīng)用防腐蝕領(lǐng)域，擴(kuò)大HDPE的應(yīng)用范圍。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

火焰噴塑技術(shù)適用于材料表面防護(hù)、表面強化及表面裝飾。利用火焰噴涂技術(shù)可在金屬等固體表面噴涂多種聚合物涂層，用以改善基體表面性能，制備基體與表層性能各異的多種復(fù)合材料，將高分子材料諸多的優(yōu)異性能(如耐腐蝕、自潤滑、耐磨及減摩等) 得到充分而合理的應(yīng)用。HDPE具有優(yōu)異的耐腐蝕及良好的成型加工性能可作為涂層材料用以改善基件的表面性能，實施材料的維護(hù)及保護(hù)。n-SiO2具有一些獨特的性能，將其與聚合物材料復(fù)合，可改善材料的物理機(jī)械性能。目前關(guān)于聚合物/ n-SiO2復(fù)合涂層的研究大多是關(guān)于工程塑料PA11、PA12、PA1010、PEEK等，大多都是探討n-SiO2對PA11、PA12等的摩擦學(xué)性能的影響，而關(guān)于n-SiO2火焰噴涂聚合物涂層流變學(xué)影響的方面研究較少，本課題是探討n-SiO2對HDPE力學(xué)及流變學(xué)的影響，有關(guān)研究結(jié)果為擴(kuò)大n-SiO2及HDPE的應(yīng)用領(lǐng)域提供理論及實驗依據(jù)。 參考文獻(xiàn)： [1] Yadong Li,Yizhu Ma ,BingXie,Shao Kui Cao,Zhi shen Wu.Dry friction and wear behavior of flame-sprayed polyamide 1010/ n-SiO2 composite coatings .wear,2007(262) 1232-1238 [2] ZhangG,LiaoH,LiH,et al. On dry sliding friction and wear behavior of PEEK and PEEK/ composite coatings [J].Wear, 2006 ,260(6):594-600. [3]Li,YaDong;Yan,FuFeng;Qinang,Kegang;Yizhu,Ma;Cao,Shaokui .Effect of zirconium dioxide on crystallization and melting behavior of flame sprayed polyamide 1010 .Polymer Composites,2008,29(4);458-463
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