化学与粘合

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2023年02期

  • 粉煤灰页岩陶粒泡沫混凝土属于复合建筑保温材料,兼具良好的隔热性、阻燃性和耐久性。为了解粉煤灰页岩陶粒泡沫混凝土的物理力学与导热性能,制备了6种不同页岩陶粒掺量的混凝土试件开展室内试验,分析了页岩陶粒掺量对粉煤灰泡沫混凝土物理力学与导热性能的影响规律。研究结果表明:(1)孔隙率和吸水率随页岩陶粒掺量的增大而线性减小,而干表观密度和导热系数随之线性增大;(2)干燥收缩率随页岩陶粒掺量的增大而逐渐减小,最佳掺量为20%左右;(3)力学性能最佳的粉煤灰页岩陶粒混凝土中的页岩陶粒掺量为40%左右。

  • 轻骨料混凝土可以有效降低混凝土的密度,添加混杂纤维后会进一步提升混凝土的力学与耐久性能,混杂纤维粉煤灰轻骨料混凝土在高耸建筑物和重载结构中得到了广泛的应用。制备了不同混杂纤维掺加率的粉煤灰轻骨料混凝土试件,测试了其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗氯离子腐蚀能力,找出了力学性能和抗氯离子腐蚀能力最佳的混杂纤维总体积掺加率,并在确定总体积掺加率的基础上进一步找出抗冻性能提升最大的聚丙烯和纤维素纤维体积掺加率。研究表明:(1)当聚丙烯和纤维素纤维总体积掺加率约为0.15%时,粉煤灰轻骨料混凝土的力学性能最佳;(2)混杂纤维总体积掺加率为0.15%~0.18%时,混凝土抗氯离子腐蚀能力的改善效果最好;(3)聚丙烯纤维和纤维素纤维的体积掺加率分别为0.06%和0.09%时,混凝土抗冻性能提升最大。

  • 新型聚酰胺固化剂的制备及其在岩土胶结中的应用

    梁天锡;周阳;王文金;林剑铭;邹定安

    105-108+113

    以多元胺和长链二元酸为原料,制备了一种新型聚酰胺固化剂LAP,优化了合成工艺参数,并将其与环氧树脂和硅烷偶联剂相结合,研制了一种适合岩土胶结用的胶粘剂LAP-5,室内评价了LAP-5对固化土试件无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳定性系数的影响。结果表明,新型聚酰胺固化剂LAP的最佳合成条件为:长链二元酸和多元胺的单体物质的量比为1∶2,反应温度为200℃,反应时间为4h。随着岩土胶粘剂LAP-5加入量的不断增大,固化土试件的无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳定性系数均呈现出逐渐升高的趋势,推荐胶粘剂LAP-5的最佳加入量为0.3%。研究结果证明,岩土胶粘剂LAP-5可以显著提高土体的强度和耐水性能,能够满足岩土胶结工程施工对固化剂性能的要求。

  • 杨树催化热解特性研究

    张雪;赵明;杨艳晶;白雪峰;张惠;史利利;王远亮;谭蕾;李胜;杜海清

    109-113

    以粒径小于100目的杨树为原料,采用热重分析法(TGA)研究了杨树在40℃/min的升温速率下,从室温到700℃的催化热解过程。分析了不同含量的碱金属盐催化剂Na2CO3和K2CO3对其热解过程的影响,并深入了解了催化热解反应动力学。实验结果表明:杨树的催化热解过程大致可以分为3个阶段。随着K2CO3、Na2CO3质量分数的不断增大,杨树的热解转化率α逐渐降低,最大热解失重速率Wmax先增加后减小,对应的峰值温度Tmax逐渐降低,活化能E逐渐减小。杨树的催化热解满足一级反应动力学方程,ln A与E之间存在动力学补偿效应。

  • 胶层厚度控制对胶粘剂粘接性能的影响

    赵明;张雪;景君怡;孙明明;宋彩雨;任杰;张斌;张绪刚

    114-118+131

    胶层厚度是影响粘接强度的重要因素之一。详细考察了胶层厚度变化对J-421胶粘剂粘接不同材质试片拉剪强度的影响,以及湿热老化前粘接性能的变化。对比数据表明,J-421对铝合金、复材F0和F45试片均具有较好的粘接性能,拉剪强度大部分呈现随胶层厚度增大而降低的趋势。因此,固定胶层厚度为0.1mm时,J-421粘接铝合金试片的室温拉剪强度高达47.04MPa,综合粘接性能及耐湿热老化稳定性优异。

  • 处理方式对复材表面及胶接强度的影响

    宋彩雨;景君怡;赵明;孙明明;任杰;张斌;张绪刚;张雪

    119-123

    J-421是一种高性能中温固化环氧胶粘剂,对复材试片具有优异的粘接性能。详细考察了处理方式对复材表面状态的影响,以及J-421粘接不同程度表面处理复材试片的拉剪强度。研究结果表明,打磨程度不同,复材表面微观状态、元素分布及浸润性均发生明显变化。复材表面粗糙度的增加有利于获得更高的胶接强度及胶接稳定性。

  • 建筑混凝土胶粘剂的制备及其性能

    邓正云;谭占进;张建;戴勇;唐瑞

    124-127+154

    建筑外墙的饰面砖板一旦脱离混凝土墙面,会对过路行人安全造成极大的威胁,因此对建筑混凝土胶粘剂性能有着较高的要求。以环氧树脂为基料,在其中添加各种改性材料,制备成建筑混凝土胶粘剂。利用胶粘剂将混凝土块与瓷砖相粘接,制成试件。在高冷、高热、高湿三种工况下,测试试件的粘接强度、剥离强度、剪切强度以及冲击强度,完成性能分析。结果表明:随着温度的逐渐降低,试件粘接强度、冲击强度和剥离强度呈现先逐渐下降再剧烈下降的趋势,而剪切强度则没有出现较大的变化。随着温度的升高,在160℃以下粘接强度、剥离强度、剪切强度和冲击强度均没有出现较大的变化,但是在160℃及160℃以上,四个性能指标急速下降。随着湿度的升高,建筑混凝土胶粘剂性能的粘接强度、剥离强度和剪切强度前期逐渐下降,后期大幅度下降,冲击强度则没有出现较大幅度变化。

  • 采用端羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,以氢氧化铝和纳米级碳酸钙补强,加入适量交联剂、偶联剂、催化剂,制备了一款适用于光伏配件粘接密封用的脱醇型RTV-1室温硫化硅橡胶。考察了交联剂与补强填料用量、偶联剂的品种以及催化剂类型对硅橡胶硫化性能、耐黄变性能和粘接性能的影响。较佳配方为,100份107硅橡胶中加入6份交联剂、120份补强填料,使用LT-540与LT-590复配型偶联剂,1份催化剂。以此配方制备的硅橡胶硫化后具有良好的耐黄变性及粘接密封性,对光伏件基材的粘接达100%的内聚破坏。同时经过双85试验老化后,硅橡胶的表干时间保持率为70%,拉伸强度保持率达86.1%,完全符合太阳光伏发电配件户外运用的需求。

  • 单组分快固化硅烷改性聚醚密封胶的研究

    庞文武;陈炳耀;杨超群;全文高

    132-134+148

    试验旨在研究一款适用于建材装饰、交通工程等领域的硅烷改性聚醚密封胶。以提升工程、装饰效率需求为出发点,逐一考察了密封胶原料除水剂、填料用量,催化剂、增塑剂种类以及硅烷偶联剂基团对密封胶表干速率和深层固化速度的影响。经试验发现,以硅烷改性聚醚(MS)树脂为主料、80nm的活性纳米碳酸钙填料100份、与MS树脂主链结构相近聚丙二醇3000为增塑剂、锡含量高的改性有机锡为催化剂,双结构分子的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,并引入3份除水剂,制得密封胶表干时间为10min,24h固化深度为4.4mm,贮存期达到12个月。

  • 三醋酸纤维素以其透明性与光学性能等独特优势成为一种广泛使用的感光材料片基,但是胶片中的三醋酸纤维素酯水解会形成醋酸综合症,危害胶片的安全。为了研究胶片的水解性能,研究多种胶片组合物对三醋酸纤维素酯片基胶片的拉伸强度的影响,以期能够缓解胶片的水解问题。将三醋酸纤维素、丙酮、甲醇等原料依照一定比例融合,经过滤除杂质、脱泡处理等过程获取三醋酸纤维素酯片基,在此基础上结合端羟基聚丁二烯、异佛尔酮二异氰酸酯以及过氧化苯甲酰等原料,经过干燥与聚合等过程得到三醋酸纤维素酯片基胶片。分析所制备胶片的表观形貌与拉伸强度得到:三醋酸纤维素酯片基表面较为光滑平整,拉伸断裂面结构具有不对称性;三醋酸纤维素含量提升至5%的条件下,所制备胶片开始进入屈服状态;在丙烯酸酯相交联剂与扩链剂含量逐渐提升的条件下,所制备的三醋酸纤维素酯片基胶片拉伸强度与断裂伸长率分别提升与下降。因此,可以通过调整不同组成物质的含量,来延缓三醋酸纤维素酯片基胶片水解断裂拉伸。

  • 一种新型雾封层材料的研发及其性能

    冯雷雷;杨博;刘洪海

    139-143

    针对国内新型雾封层材料的匮乏,通过正交实验设计,以沥青乳液45%、再生组分15%、功能助剂5%的配比,研发出一种渗透性高、再生性能优良的专用养护材料。该材料富含轻质油组分及还原活化物,再生性能检测表明,老化沥青再生后的性能优于新基质沥青。按照雾封层施工的技术规范要求,使用该材料对试验工程路段养护后,检测数据表明:渗透深度较普通乳化沥青提升了82.35%,渗水系数平均降低了77.94%。经济效益分析可知,使用该材料进行预防性养护较常规中修及微表处,3年里可节约6~10倍养护费用,具有显著的社会和经济效益,值得被推广和应用。

  • 软组织修复用聚乙二醇基双网络水凝胶的制备及应用性能

    覃琳;陈金花;谭小敏;郭雨;余玉立;穆勇涛;谭颖

    144-148

    针对传统软组织修复剂粘合效果差的问题,提出一种新型的聚乙二醇基双网络水凝胶,并对其软组织修复性能进行表征。试验结果表明:相对分子质量为35k Da的聚乙二醇(PEG)制备的DN-high水凝胶在力学性能、粘接性能和自愈合性能方面皆表现良好。此时的水凝胶对猪皮剪切应力约为20kPa,对皮肤搭载剪切强度约为31kPa,72h溶胀率可达835%,细胞存活率为100%,不表现出细胞毒性,不出现排斥反应,能帮助伤口快速愈合,且不形成明显伤痕,可作为软组织修复材料使用。

  • 改性UF树脂胶合板的制备及其甲醛释放浓度测试分析

    王安雨;陈达;褚惠炎;王路杰

    149-154

    UF树脂在合成时,由于甲醛与尿素反应不充分,导致树脂胶中存在游离的甲醛以及一些低聚物,会对环境和人体造成一定的伤害。为此,研究改性UF树脂胶合板的制备及其甲醛释放浓度方法。试验制备未改性的UF树脂胶合板,同时制备添加10%、15%以及20%淀粉含量的改性UF树脂胶合板,测定四种试样的应用性能与甲醛释放浓度。经实验验证:未改性UF树脂胶合板试样的固化时间较长,贮存天数要低于改性后的试样,且胶合干强度与湿强度较低。而经淀粉改性后试样的应用性能明显得到增强,最低固化时间仅为110s。在测试甲醛释放浓度时,在不同物质的量比阶段,未改性试样的游离甲醛浓度与甲醛释放量最低达到0.46%、26mg·100g-1,而经改性后的试样游离甲醛浓度最低为0.18%、甲醛释放量为8mg·100g-1。在胶合板试样热压过程中,热压温度为110℃、热压时间为50min以及热压压力为1.2MPa时,可以使试样保持最低的甲醛释放量。

  • 对乒乓球拍胶接强度进行增强处理时,主要针对单一胶接参数进行优化,使得增强处理后胶接结构拉伸强度依旧较低。因此,提出一种有效的乒乓球拍胶接强度估计算法,并设计新的增强方法。依托于内聚力模型,构建胶接材料损伤失效模型,并通过有限元数值模拟方法,得到乒乓球拍胶接强度评估结果。针对主要胶接参数,构建以提升拉伸强度、剪切强度为核心的多目标优化函数。再通过Boltzmann机神经网络,求解多目标优化函数,生成乒乓球拍胶接增强方案。实验结果表明:经所提方法增强处理后,乒乓球拍胶接结构的拉伸强度为41.7MPa,与增强前相比拉伸强度提升了21.82%。

  • 层状双金属氢氧化物氟离子吸附性能研究进展

    黄波;郑明明;王珏;阚侃

    160-163+185

    随着氟化物污染的日渐严重,对层状双金属氢氧化物(LDHs)为良好的氟离子(F-)吸附剂的研究逐渐增多。近些年来,国内外在氟离子水体污染方面,从结构和吸附性能方面进行了深度研究。由于LDHs拥有高比表面积和良好的阴离子交换特性,因此,在水体污染处理当中受到极大的重视。概述了LDHs的结构与特性以及在F-吸附中的应用,并对LDHs的发展进行了展望。

  • SiO2负载金属催化剂的制备方法与催化性能

    刘紫婷;冯兆路;白雪峰

    164-170

    负载型金属催化剂是非均相反应中一类重要的催化剂,被广泛用于石油化工、精细化工、环境等行业。SiO2负载金属催化剂(M/SiO2)在许多反应中均有良好的表现。SiO2具有大的比表面积、独特的孔道结构和丰富的表面羟基,可以通过多种方法制备M/SiO2催化剂,制得的M/SiO2催化剂表现出优异的催化性能。综述了近年来M/SiO2催化剂的制备方法及催化性能,为今后的研究工作提供依据。

  • 液相催化加氢脱卤反应溶剂的影响研究进展

    鞠春红;张广鑫;李晓鹏

    171-173+177

    针对持久性有机污染物,液相催化加氢脱卤反应可以脱除或有选择性地脱除其上的卤素原子实现降解。液相催化加氢脱卤反应体系一般包括催化剂体系、反应底物、氢源以及溶剂。对溶剂体系而言,不同溶剂对反应性能影响不同,溶剂通过自身的性质或与催化剂之间的相互作用可以影响反应的速率以及选择性。

  • 煤基固体废弃物制备分子筛的研究进展

    张玥;丁会敏;杨光;唐诗洋;王志成

    174-177

    煤矸石、粉煤灰等煤基固废中含有较高含量的SiO2和Al2O3,可通过机械研磨、高温焙烧、碱熔活化等方法将其中的莫来石晶相、石英晶相以及玻璃体等稳定结构转化为具有活性的硅源和铝源,进而制备出具有高附加值的分子筛材料。主要概述了国内外利用粉煤灰、煤矸石等煤基固废合成沸石分子筛材料的研究进展,对比了我国不同地区出产的煤矸石和粉煤灰的化学成分,总结了原料的预处理方法,概述了一些利用煤矸石和粉煤灰合成分子筛的方法和思路。最后总结了目前煤基固废制备沸石分子筛存在的问题,并展望了该领域未来的发展方向。

  • 环氧树脂类胶粘剂在水工建筑物混凝土中的应用研究

    杨建喜;李晨;李兆恒;冉树升;张钊

    178-181

    在水工建筑物的开采过程中,钢筋混凝土会发生劣化。因此,需要对混凝土进行修复。需修补的混凝土表面必须足够粗糙,修补材料必须具有适当的粘接特性,使旧混凝土与修补材料之间的粘接牢固。对结构和非结构修复的混凝土表面粗糙度指标进行了评估。此外,还评价了掺加环氧树脂类胶粘剂的水泥砂浆对水工建筑物修复的适宜性。为了估算粘结强度,进行了拉拔试验。为研究修复体的抗冻性,分别对试件进行50、100和150次冻融循环处理,并测定其拉拔粘结强度。结果表明,环氧树脂类胶粘剂增强了水泥砂浆的粘结性能,提高了待修补混凝土表面的粗糙度。

  • 采用微波消解法和半仿生提取法对复方牛黄消炎胶囊样品进行预处理,采用电感耦合等离子体质谱法测定胶囊中总砷、总汞、可溶性砷和可溶性汞的含量。结果表明回收率在95%~105%以内;重复性和精密度的相对标准偏差均低于5.0%;As和Hg含量的线性相关系数(R)均在0.9985以上;检测下限低于0.1μg/L。实验中测定的As和Hg的含量,非常接近制造商提供的标准值。

  • 新型高温水性阻尼涂料的研制及性能分析

    曹会元;周铭斌;张海膺;王波群

    186-188+192

    精准选择乳液为单一的纯丙乳液或为纯丙和苯丙的混合物,乳液Tg在-10~20℃之间,填料为碳酸钙或云母粉或两者混合物,丙烯酸树脂乳液与填料的比例合理;发泡温度控制在140℃;改性淀粉在高温烘烤时产生糊化效应,能够有效减少开裂或鼓包现象,可以得到在140℃不鼓包不开裂的新型水性阻尼涂料。

  • 针对传统皮革中有害物质检测方法在检测过程中需要使用有机溶剂的问题,提出顶空固相微萃取气相色谱-质谱检测技术。以富马酸二甲酯(DMF)含量为参数,首先对萃取条件进行优化,然后对该方法进行评价。结果表明,在萃取纤维为100μm PDMS,80℃平衡15min,萃取4min,260℃解吸1.0min,顶空固相微萃取气相色谱-质谱检测技术标准曲线为:y=13134.794x-15443.878,加标回收率为99.5%~152.7%,RSD (相对标准偏差)为1.6%~5.0%,相关系数和检出限分别为0.998、0.023mg/kg,操作简单,检测结果精准,可以用于皮革中有害物质的检验。