改性固體表面的物理化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)材料性能的要求越來越高,在對(duì)材料的表面保護(hù)和表面強(qiáng)化研究不斷深入的過程中,逐漸形成了表面改性技術(shù).表面改性是通過有目的地改變表面物理化學(xué)性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的,通過改進(jìn)功能、改善或提高材料的應(yīng)用性能以滿足當(dāng)今新材料、新技術(shù)的要求.同時(shí),表面改性也是節(jié)約能源和資源的重要途徑,例如僅通過對(duì)建筑裝飾材料的表面進(jìn)行改性就能使其摩擦力發(fā)生變化,達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn).材料的疲勞斷裂、磨損、腐蝕、氧化、輻射損傷等,一般都是從表面開始的,因此

2、表面改性可以以最低的經(jīng)濟(jì)成本來提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品.此外,各類改性劑的開發(fā)合成、改性劑與基體間的作用研究、各種評(píng)價(jià)方法對(duì)不同材料不同改性劑的適應(yīng)性問題也正在做更深入的研究和探討.表面改性不僅已成為表面化學(xué)中的熱門課題,也是界面工程中的重要研究課題之一. 表面化學(xué)改性通過表面改性劑與材料表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)吸附的方式完成改性,改變固體表面的潤(rùn)濕性、界面張力及電性質(zhì)等使固體表面性質(zhì)得到提高,以增強(qiáng)材料性能.這是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的改

3、性方法. 本文固體改性研究?jī)?nèi)容分為兩個(gè)部分:第一章,磨光花崗巖表面化學(xué)改性與摩擦力改變的相依性;第二章,地表黏附石油的無污染分離. 第一章主要是以磨光花崗巖為例研究堅(jiān)硬的固體表面的防滑、增強(qiáng),主要內(nèi)容如下:(1)合成了一種用無色無味水溶性的復(fù)合有機(jī)硅材料.該復(fù)合有機(jī)硅材料能與主要成分是硅酸鹽的花崗巖磨光表面反應(yīng)形成烷基硅氧結(jié)構(gòu),在基材表面上生成一層幾個(gè)分子厚的不溶性防水透氣膜,逐漸形成化學(xué)吸附膜.(2)采用表面接觸角、紅

4、外光譜、透射電子顯微鏡、電滲等方法對(duì)經(jīng)復(fù)合有機(jī)硅材料改性后的花崗巖表面性質(zhì)作出了表征評(píng)價(jià),結(jié)果表明改性后花崗巖表面憎水性明顯提高,微觀形狀趨于顆粒變小、均勻,表面電負(fù)性降低.(3)通過測(cè)定改性前后花崗巖磨光表面的摩擦系數(shù)和抗凍融性,表明改性后防滑、增強(qiáng)效果顯著.(4)我們認(rèn)為復(fù)合有機(jī)硅材料提高見水就滑的花崗巖表面摩擦力,增加光滑硬表面的防滑能力是由于反應(yīng)形成的膜具有很低的表面張力,以及改變了花崗巖的表面勢(shì)能.第二章主要是以粘土(砂)為例

5、研究疏松固體表面無污染油砂分離.主要內(nèi)容如下: (1) 研究并合成了一種油-土分離處理劑. (2) 通過脫油效率實(shí)驗(yàn)證明油-土分離處理劑能夠有效分離黏附在砂子表面的石油,并且使油中不含水,水中不含油,土壤中不含油. (3) 通過巖心穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),測(cè)定巖心試樣的溶失率、水敏性及滲透率表明油-土分離處理劑對(duì)土壤不會(huì)造成傷害,能夠防止粘土膨脹. (4) 對(duì)比普通的使用表面活性劑的化學(xué)洗滌處理的機(jī)理,探討了油-土分