以一种含有叔丁氧羰基(Boc)保护基团和咔唑π共轭结构的“V”型手性分子作为组装基元,通过分子间的氢键和π-π堆积的协同作用,构筑一种具有手性和室温磷光性能的螺旋超分子聚合物,并利用多种实验手段对螺旋超分子聚合物的结构及性质进行了详细的分析和讨论。结果显示,利用“V”型手性分子成功构筑直径约为20 nm的螺旋超分子聚合物;利用X射线衍射、紫外-可见光光谱及圆二色光谱等实验手段证实,螺旋超分子聚合物通过分子间的氢键与π-π堆积的协同作用组装成六方堆积的微观结构,在288 nm和315 nm附近表现出明显手性信号;通过荧光光谱和磷光光谱等实验证实,所制备螺旋超分子聚合物在波长400~520 nm之间有明显的室温磷光发射并给予了分析。该工作展现了自组装策略用于构建手性磷光体系的可行性,为后续手性磷光体系的研究提供了一定的借鉴意义。
采用湿法浸渍-化学还原法,制备了ZIF-67衍生的氮掺杂部分石墨化碳(NpGC)负载纳米钯催化剂(Pd/NpGC)。通过XRD、XPS、TEM、Raman、N2物理吸附脱附等手段,对钯纳米颗粒(PdNPs)的结构、形貌和组成以及载体NpGC石墨化程度和掺氮情况进行了分析和表征。PdNPs均匀分散在NpGC表面,平均粒径为9.39nm。载体中出现的部分石墨化和氮掺杂有利于电荷传输和反应物吸附。在常压180℃条件下,Pd/NpGC-800催化十二氢N-乙基咔唑(H12-NEC)脱氢实验结果表明:反应10h的释氢量为5.66%(wt),脱氢率可达97.92%,同时具有较好的催化稳定性。
采用聚酚氧和POSS体(笼型倍半硅氧烷)为原料制备了纳米增韧粒子MPKHH(改性聚酚氧)并自制了促进剂M,将MPKHH、双氰胺固化剂和促进剂M通过熔融共混的方式改性了环氧树脂(EP),制备得到超低温环境用中温固化改性环氧树脂基体(MEPK)。研究结果表明:MPKHH不改变反应路径,且通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善EP树脂的韧性。含有10%(wt)MPKHH的EP混合物在-1 96℃下的冲击强度约为18.1 k J/m2,并且模量维持在3.5 GPa左右,经30次冷-热循环后(-196~150℃),试样表面未见裂纹产生。
在活性电解液中采用微弧氧化技术制备TiO2陶瓷层,研究外加电压对纯钛微弧氧化陶瓷层蚀孔孔径及结合力的影响规律,采用扫描电镜对陶瓷层表面蚀孔孔径进行表征,采用划痕法检测陶瓷层与基底的结合力。结果表明:陶瓷层表面蚀孔孔径在50μm以上,且孔径随外加电压的增加而增大;外加电压对陶瓷层与基体结合力影响较小,但当电压达到450V时膜层遭到破坏。XRD和EDS检测表明制备得到的陶瓷膜的主要成分是锐钛矿TiO2,还含有少量Ca和P元素。
海洋污损生物附着在水下设备表面会对海洋工业造成严重危害,如导致船舶航行阻力增大、能耗增加及船体腐蚀等。鉴于此,研制高效、环境友好的海洋防污材料具有重要的经济及战略意义。选择聚氨酯弹性体为基体树脂,将合成的具有防污功能的双羟基封端丙烯酰胺(OH-PHABA-OH)引入其中制备了一种非释放、表面自富集辣椒碱衍生物的聚氨酯防污涂层(PUP-x%)。对苯二酚丙烯酰胺(PHABA)含量为25%时(PUP-25%),树脂状态最佳,同时防污实验结果表明该涂层可以抑制90%以上的细菌和硅藻黏附,具有较好的长效静态防污能力。
研究了镍表面喷砂处理后的3种不同清洗方法,分别为喷砂后丙酮擦拭,喷砂后丙酮中超声波清洗和喷砂后水中超声波清洗。对处理后的镍表面进行了接触角、表面形貌、表面粗糙度、表面元素组成和粘接强度特性的研究。讨论了表面喷砂后不同清洗方式对表面性质和成分变化的影响。使用水和二乙二醇作为测试液对表面进行润湿性测试,来研究不同清洗方式对镍片的润湿性影响;并通过单搭接镍-镍组件拉伸试验评估了粘接强度。AFM结果表明,喷砂后不同的清洗方式对表面形貌和粗糙度有较大影响,粗糙度从3.65 nm增加到最高的56.4 nm; XPS分析表明,喷砂后不同清洗方式使得试样的表面成分发生了变化。研究表明,镍片的高表面粗糙度和表面良好的润湿性,使喷砂后丙酮中超声波处理镍片的粘接强度最高,达到32.29 MPa。
用扫描电子显微镜和电化学方法研究了铝板阳极化膜层受热开裂行为和开裂前后的电化学行为,分析讨论阳极化膜层开裂的产生机理,并通过各种工艺试验验证降低裂纹数量的方法。铝板阳极化膜层经加热后,因阳极化膜层与铝合金基体热膨胀系数差异及冲压零件的内应力作用,阳极化膜层产生裂纹。阳极化膜层与基体热膨胀系数差异越大,受热后裂纹越严重;阳极化膜层受热温度越高(210~360℃),裂纹越严重;阳极化时间越长(20~29 min),膜层厚度越厚,裂纹数量越多;铬酸阳极化膜层受热没有裂纹;硫酸阳极化重铬酸钾封闭比醋酸镍封闭的膜层裂纹少。
针对传统溶剂型聚氨酯软包装复膜胶释放污染性物质的问题,制备一种更环保的无溶剂水性聚氨酯(SFWP)包装复膜胶,并对比不同配比下的聚氨酯复膜胶性能。结果表明,乳液性能测试得出当R值=1.2时,得出乳液的稳定性、外观等最佳;IPDI和甲苯二异氰酸酯(TDI)分别与PPG制备的复膜胶具备较好的力学性能,两种复膜胶拉伸强度可达9.66 MPa和11.86 MPa,且复膜胶剥离强度最低,分别为0.16 N/cm和0.11 N/cm。PPG与亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备的复膜胶具备较好的可见光透过率达91.81%和89.74%。在实际工业运用中,可根据需求选择适合原料制备无溶剂复膜胶。
为保障架空裸导线使用的安全性,需提升架空裸导线绝缘包覆用硅胶绝缘性能,为此以甲基乙烯基硅橡胶为主材料,氮化硼作为填充料,制备氮化硼含量分别为1 0 phr、15 phr和20 phr的包覆用硅胶样本J01、J02、J03,并对样本的黏度、交联密度、力学性能、耐电弧烧蚀老化性能、电绝缘性能展开测试。测试结果显示:3个样本在相同固化时间内,J02样本的黏度结果最佳,均维持在30 000 m Pa·s上下;3个样本的交联密度结果最高值分别达到2.06×1 05mol/g、3.11×105mol/g、3.08×105mol/g,J02的拉伸强度最高值为0.83 MPa、断裂伸长率最高值为933%、撕裂强度最高值为5.56 MPa,J02的烧蚀程度严重程度最小,J01的烧蚀程度最显著;J02样本在不同电击强度和持续时间下的击穿强度结果最小,均在14.5 k V/mm左右,另外2种样本最大击穿强度分别在18.2 k V/mm和17.6 k V/mm,因此,氮化硼含量为15 phr的样本绝缘性能最佳。
输电线路表面虽然包覆绝缘材料,但是线路长期暴露在自然环境中,发生老化反应后严重威胁使用效果,因此研究了聚乙烯硅橡胶绝缘材料老化性能。制备聚乙烯硅橡胶绝缘材料,使用热老化方法加速聚乙烯硅橡胶绝缘材料老化,研究老化后的聚乙烯硅橡胶绝缘材料的失重情况、力学性能、结晶度、击穿场强与体积电阻率。测试结果显示,140℃老化处理后的聚乙烯硅橡胶绝缘材料失重情况更严重,断裂伸长率和拉伸强度均更低,弹性模量升高,材料整体失去韧性,结晶度明显降低,击穿场强和体积电阻率均下降明显;80℃老化处理后的聚乙烯硅橡胶绝缘材料失重情况与力学性能较好,经过长时间老化处理后,击穿场强和体积电阻率始终高于140℃老化处理的聚乙烯硅橡胶绝缘材料。因此,说明控制老化温度,能够提升聚乙烯硅橡胶绝缘材料的老化性能。
针对传统输电线路用硅橡胶材料存在拉伸、撕裂强度低和电磁屏蔽效能小的问题,提出一种改性碳纳米管硅橡胶的电磁屏蔽复合材料,并对其性能进行研究。试验结果表明,在碳纳米管用量达到10 phr,离子液体/碳纳米管比例为5的条件下制备的复合材料性能最好。该材料在8~1 2 GHz的频率范围内屏蔽效能约为16 d B,电导率为6 S/cm,拉伸强度和撕裂强度达到最高6.1 MPa和21 N/m,断裂伸长率约为160%,表现出良好的综合性能。对其电磁屏蔽原理进行分析,在电磁屏蔽过程中,反射损耗始终低于吸收损耗,证明反射损耗在电磁波衰减中占主导地位,因此复合材料主要通过反射损耗对电磁波起到屏蔽作用。
通过制作AFM基质沥青试样,分析基质沥青老化前后宏观3大指标、微观形貌、微观力学特征的变化,对沥青老化机理和行为进行研究,探究了沥青性能宏观与微观尺度的联系,结果表明:经长期老化作用1 275 min后,基质沥青针入度下降34.9%,软化点增加13.8%,低温延度下降75.5%,蜂状结构面积增加45.8%,沥青表面粗糙度下降51.4%,沥青的微观各相态的差异性降低,轻质组分在向沥青质转化,沥青DMT模量增大51.4%,黏附力下降28.3%。为进一步探究沥青老化机理及宏观微观尺度联系提供了参考和借鉴。
为在节约能源的同时提高材料性能,制备了一种稻壳灰改性橡胶聚丙烯纤维混凝土材料,并通过动/静态力学试验研究其性能。静态力学性能测试结果表明,随着稻壳灰含量的增加,材料的抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度先上升后下降,当稻壳灰掺量为20%时,达到最大临界值,分别为32.05 MPa、5.16 MPa和7.26 MPa,比基准试件分别提高30.77%、28.36%和46.37%;动态力学性能测试结果表明,当稻壳灰含量为20%时,分级循环加卸载应力-应变曲线呈现出先密后疏的趋势,且随着疲劳次数的增加,材料弹性模量平稳上升,从3.45 GPa上升到4.76 GPa。因此本试验制备的稻壳灰改性橡胶聚丙烯纤维混凝土具备良好的力学性能和抗变形能力。
为了减小长隧道火灾和烟灰隐患,防止因其产生的安全事故,往往会在隧道沥青混凝土中增加阻燃措施。通过在SBS改性沥青混凝土中添加阻燃剂,赋予其优异的阻燃性能。通过锥形量热计技术测试发现,阻燃SBS改性沥青混凝土极限氧指数达27.4%,引燃时间长达241s,热释放速率89.5 k W/m2,失重率2.13%,总生烟量796.3 m2/m2等等,多个阻燃参数均优于传统沥青混凝土。此外,还通过马歇尔试验、冻融劈裂试验和环境温度测试验证了阻燃SBS改性沥青混凝土优良的稳定性和可施工性,为其长期服役奠定了基础。
由高韧性水泥基复合材料铺设的混凝土路面在长期的风吹日晒下逐渐老化,且界面结合强度不够,容易出现剥落或开裂,导致路面损坏。为了提高混凝土路面的抗老化性能,设计聚合物改性高韧性水泥基复合材料混凝土路面抗老化性能试验研究。以南方水泥厂生产的硅酸盐水泥和HY-3硫铝酸盐水泥作为高韧性水泥基材料,制备水泥基复合材料,以醋酸乙烯-乙烯乳液(VAE)为聚合物改进材料,对水泥基复合材料改性,对聚合物改性高韧性水泥基复合材料建造的混凝土路面进行抗老化性能测试。测试结果表明,随着聚合物含量的增加,老化后混凝土路面相位角逐渐下降,抗车辙因子和复合剪切模量呈现出增大-减小的趋势,混凝土路面的疲劳强度和延度逐渐下降。随着温度的升高,老化后混凝土路面的相位角逐渐减小,聚合物对混凝土路面高温性能的改善效果越来越差,混凝土路面的复合剪切模量逐渐减小,聚合物对老化后混凝土路面疲劳性能的提高效果逐渐上升。
碳纳米管作为纳米材料中的一份子具备优异的物理、化学性质,是理想的高强度纤维材料。水泥基材料作为使用最广、应用最多的建筑材料,在土木工程中发挥着重要作用。将碳纳米管应用于水泥基材料中,不但能够改善水泥基材料的微观结构,而且碳纳米管的掺入还会提高水泥基材料的力学、电学、耐久等性能。随着碳纳米管的深入研究,碳纳米管水泥基复合材料将在未来的建筑材料中具有广阔的应用前景。总结了国内外碳纳米管在水泥基材料中的应用研究进展。
苯并恶唑类化合物是一类重要的N杂环化合物,在生物、医药、材料等领域具有广泛应用价值。然而该类化合物的传统合成方法存在污染严重、反应时间长、催化剂成本高等问题。因此探索该类化合物高效、温和的绿色合成方法得到相关领域科研工作者的极大关注。综述了近年来该类化合物的合成方法,以期为该类化合物的合成方法研究提供理论依据。
复合型导电填料通常兼具优异的导电性能和良好的物理性能,使用其能大大降低导电胶的生产成本,因而受到了人们的重视。对复合型导电填料进行了分类,综述了近年来复合型导电填料的制备方法和工艺,总结了复合型导电填料制备导电胶的研究进展,探讨了其对导电胶性能的影响,最后对复合型导电填料未来可能的研究方向进行了展望。
随着现代飞行器设计水平的不断提升,飞机结构的复杂化,导致密封剂的施工周期需求不断延长。为了满足这个需求,设计了一种施工期可控的聚硫密封剂。通过在聚硫密封剂的基膏中加入一定量的异氰酸酯,利用异氰酸酯和聚硫密封剂的活性巯基端基与水分的竞争反应,降低密封剂硫化反应的速度。根据所需施工期的时间长短适当调节聚硫密封剂硫化膏中促进剂的种类和比例。最终使密封剂的活性期延长至一周左右,满足了长时间装配的要求。
优选端羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,以气相二氧化硅为填料,搭配一定量的交联剂、偶联剂、催化剂等功能助剂原料,研制出一款贮存性能稳定、适用基材广泛的单组分脱醇型室温硫化硅橡胶。试验中分别考察了生产料温、搅拌速度、交联剂添加工艺以及催化剂加入顺序对硅橡胶外观、表干、力学性能等影响。结果发现,采用气相二氧化硅为补强填料、以预配混合交联剂为原料,在制胶过程中控制料温在30℃以下,且在最后一步投入催化剂,以此配方制备的脱醇型硅橡胶制备过程可避免出现黏度峰值的问题、胶液外观均匀细腻、综合性能优异,其拉伸强度为2.52 MPa、拉断伸长率为386%,具有良好的市场发展前景。
利用ODDP型磷氮系阻燃树脂作为成膜物质制备防腐阻燃漆,阻隔电力设备器材作业环境中氧气、水、酸碱等对钢结构基材的腐蚀,从而达到优质的防腐效果。同时该漆膜遇火能发泡,形成一种阻燃隔热层,可以通过发泡相变来吸收燃烧的热量,同时自身会形成致密的碳化层来阻隔热量的传导,从而延缓电力设备器材的形变,降低火灾风险并提高消防救援的效率。该防腐阻燃漆氧指数不低于29,耐燃时间不低于1 20 min,附着力1级,耐中性盐雾不低于4 600 h。
杂质对于药物的疗效及安全性具有一定的负面作用,因此需要对其进行分离与提取以保证药物的临床安全性。研究采用了双柱循环色谱工艺,在此基础上引入了溶剂梯度对其进行谱带压缩,并将其应用到实际的药物关键杂质的分离当中。结果显示,在探究洗脱剂含水率对分离效果的影响实验中,相比于11%的洗脱剂含水率,13%的洗脱剂含水率的纯度、收率及产率分别提升了15.2%、7%、5.2%。同时,研究分析了溶剂梯度对分离效果的影响,结果显示,产品的纯度在溶剂梯度为1.5%时最高,为52.3%。此外,在探究循环周期对分离效果的影响实验中,循环周期为28.5 min的产品收率高达90.1%。说明引入了溶剂梯度的双柱循环色谱技术具有十分显著的优势以及很强的可行性,为药物微量杂质的分离提供了有效的技术支持。
水质环境中的有机污染物严重危害人类生存,影响人体健康,为提高污染物的检测精度,研究基于气相色谱法的地下水质中有机污染物测定方法。以便携式工作站集成水样采集单元,采集定量时间内的地下水样本。通过地下水质中有机污染物定性原理,选择待测试仪器,并针对测试项目制定仪器操作条件。设计有机污染物的测定方法,筛选有机污染物风险因子,设定污染物常用理化参数,预测有害物质的含量。采用加法或乘法运算准则,对独立存在的因子进行加权处理,描述有机污染物在地下水中迁移过程,最后通过气相色谱法实现地下水质中的有机污染物测定。实验结果表明:分别以旋转蒸发温度为35℃和2 mm氦吹流速为检出回收标准,验证污染物测定的精准度。当6种污染物浓度设定为低标10μg/L和高标20μg/L时,方法测定平均值的标准偏差为0.15和0.2,说明该方法的测定结果精度较高。