轨道板用热反射涂料的磷酸钙界面仿生增强与热反射机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51708458
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0809.道路与轨道工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The obvious temperature deformation of track slab caused by solar radiation in summer has an effect on the operation safety of the high-speed trains. Hopefully heat reflective paint will reduce such harm when the paint used for track slab has to withstand the huge wind from the high-speed running trains. Therefore, it is urgent to explore the bonding enhancement mechanism between paint and track slab as well as the key factors impacting the heat reflection performance of the paint. .In this application, the methods to be employed is optimizing calcium phosphate (CaP) to regulate the gel growth of sodium silicate, combine the biomimetic mineralization, and produce the chemical bond in multiple components in sodium silicate/CaP/track slab so that the interfacial bond strength of paint/track slab will be improved. Macroscopic and microscopic evaluation methods would be used to investigate the effect of CaP both on the macroscopic and microscopic performance of sodium silicate and on the composition, construction, morphology and bond strength in the interface of sodium silicate/track slab. Then, the interfacial biomimetic reinforcement mechanism will be revealed. In view of the solar spectrum and incident Angle, a modified spectrometer will be used to study the heat reflection of the paints with different raw material properties and distribution under multiple angles of incidence and wavelength. And the key factors and internal mechanism that affect the heat reflection performance will be explored as well. The findings are expected to provide the theoretical reference for enhancing the interfacial bond strength and heat reflection performance in similar research, and the technical support for developing heat reflection paint used for the track slab.
夏季太阳辐射致高铁轨道板产生明显温度变形,影响高铁列车安全运行。热反射涂料有望减小上述危害,而涂覆于高铁轨道板则需承受高铁列车运行产生的巨大风力。因此,迫切需要探明涂料与轨道板粘结增强机理;影响涂料热反射性能的内在机理。.本申请欲采用优选磷酸钙(CaP)调控水玻璃凝胶生长、合并仿生矿化、集水玻璃/CaP/轨道板多元组分共同参与化学键合的方法,增强水玻璃型热反射涂料/轨道板界面粘结强度。采用材料学、化学、物理学宏微观评价方法,进行CaP对水玻璃宏微观性能影响,对水玻璃/轨道板界面组成、结构、形貌及粘结强度等影响的研究;揭示界面仿生增强机理。 欲采用改装光谱仪的方法,针对太阳光谱和入射角,进行多入射角、多波长下,具有不同原材料性状和分布的涂料热反射性能研究;并探索对涂料热反射性能产生影响的关键因素和内在机理。为增强界面粘结和热反射性能的类似研究提供理论借鉴,为轨道板用热反射涂料研发提供技术支撑

结项摘要

夏季太阳辐射致高铁轨道板产生明显温度变形,影响高铁列车安全运行。太阳热反射涂料有望减小上述危害,而涂覆于室外用高铁轨道板则需具有良好的耐水性,需承受高铁列车运行产生的巨大风力。因此本项目先进行了提高涂料耐水性和粘结强度的相关研究,然后制作了。.为减小污染和减小涂料中非反射颜料对太阳反射率的影响,采用透明的水玻璃做涂料基料。同时轨道涂料需具有良好的耐水性和粘结强度。而水玻璃是一种气硬性胶凝材料,遇水易溶解破坏。故本项目首先进行了提高水玻璃耐水性和粘结强度的研究。分别采用CaO和Ca(H2PO4)2对水玻璃进行改性;实验结果表明CaO改性水玻璃力学强度提高77%,耐水性也明显提高,主要归因于导致水玻璃中的硅氧聚合体解聚、重组并限制聚合;同时形成耐水性较好、力学强度较高的CaO.xSiO2.yH2O凝胶。Ca(H2PO4)2添加导致水玻璃力学强度提高超过200%,耐水性提高至浸水7d无明显损坏,主要归因于可仿生矿化形成力学强度高、耐水性好的人体骨主要无机成分Ca8H2(PO4)6·?H2O - NaHCO3 - H2O;同时增强水玻璃中硅氧的聚合形成耐水性更好的硅氧聚合体。可初步推断,采用CaO和Ca(H2PO4)2改性可明显提高水玻璃凝结硬化后力学强度和耐水性,具有应用于高铁轨道板涂料的前景。.目前,已以水玻璃为基料,添加相应的改性剂作固化剂成功制备出太阳热反射涂料,研究结果表明,该涂料具有大于90%的太阳反射率,能承受超过840小时的浸水测试而粘结强度基本不变,具有良好的耐水性,并具有满足国标要求的粘结强度。这主要归因于改性剂促进水玻璃中的硅氧键聚合,涂料中的二氧化钛有高的太阳反射率,并不被涂料中其它组分所削弱。并进一步采用机械活化法活化改性剂,发现使可粘结强度再提高60%左右。本项目的研究为类似研究和应用提供了理论借鉴和技术支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
控制聚合与沉淀协同作用改善高铁轨道板涂料用水玻璃性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李茂红
  • 通讯作者:
    李茂红
A novel high solar reflective coating based on potassium silicate for track slab in high-speed railway
一种基于硅酸钾的新型高速铁路轨道板高太阳光反射涂料
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2019.07.223
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Maohong Li
  • 通讯作者:
    Maohong Li
促聚合与生物矿化改善轨道板用钠水玻璃性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李茂红
  • 通讯作者:
    李茂红

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其他文献

含丹参磷酸钙骨水泥的制备和表征
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    生物医学工程与临床, 2005; 9(3):132-135。
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李茂红;屈树新*;姚宁;姜崇喜
  • 通讯作者:
    姜崇喜
提高磷酸钙骨水泥抗压强度的方法及相关机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李茂红;姚宁;屈树新
  • 通讯作者:
    屈树新
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  • 作者:
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载香丹磷酸氢钙的研究
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
    李茂红;赵菊梅;姚宁;王玉锁;李国庆;屈树新
  • 通讯作者:
    屈树新

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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