环氧/酸酐/DMPA体系固化动力学与溶解性研究

在环氧/酸酐固化体系中引入4-二甲氨基吡啶(DMPA)作为酯交换反应催化剂和固化反应促进剂,以制备具有动态交联网络的环氧树脂。用差示扫描量热仪(DSC)对环氧/酸酐/DMPA体系的固化行为进行了研究,考察了催化剂的含量和固化剂比例对环氧/酸酐/DMPA体系固化行为的影响和固化动力学。通过乙二醇溶解实验,研究交联网络中的可交换键。结果表明反应体系中有高温和低温两种固化机理发生反应,催化剂和固化剂含量较少时,固化反应温度高,固化反应中含较多环氧自聚反应,不利于酯交换反应,溶解效果差;反之,固化反应温度向低温移动,利于酯键的形成,样品的溶解速度就越快。当环氧/酸酐为1:1.5,催化剂用量为3%时,具有较好的溶解性能。     

一组新型单组份环氧树脂固化体系

本文研究环氧树脂与水杨酸锌—2-甲基咪唑络合物固化体系,并探讨其固化机理。该固化剂与环氧树脂混合后,储存期长,综合性能好,并可根据固化剂系列用量配成可在120—210℃快速固化单组份环氧胶粘剂。     

有机脲类快速固化环氧粉末涂料的研究

有机脲类化合物一般作为一种有效固化促进剂使用。但作者经大量的实验得出,有机脲类可以单独作为一种优良的快速固化剂,其固化速度快,并且有优良的附着性能。研究结果表明,有机脲类化合物ND作为快速潜伏性环氧树脂固化剂,在环氧粉末涂料中加入4%时,固化温度为180℃,粉料55秒可以完全固化。     

氨酯键扩链改性的669稀释剂对环氧树脂力学性能影响研究

制备了氨酯键扩链改性的669稀释剂UE6M,考察了加入不同用量的UE6M对环氧树脂进行稀释后环氧树脂混合体系的粘度变化。使用氰乙基化三乙烯四胺作为固化剂对环氧树脂混合体系进行固化,研究了UE6M的用量对环氧树脂混合体系固化物性能的影响。研究结果表明,UE6M对E51环氧树脂具有较好的稀释效果,且混合体系固化产物的韧性较纯环氧树脂固化物明显增强:UE6M用量为30%和40%的混合体系粘度仅为纯E51环氧树脂粘度的6.35%和1.43%,但其固化物的拉伸强度均在60MPa以上,分别为纯E51环氧树脂固化物的87.9%和80.9%。断裂伸长率均为纯环氧树脂固化物的8倍以上,弯曲应变为纯环氧树脂固化物2倍以上,弯曲强度及弯曲模量等未出现大幅下降,UE6M稀释剂加入环氧树脂后固化产物的韧性得到明显增强。     

有机硅改性UV固化水性环氧树脂的研究

以环氧树脂E-51、甲基三乙氧基硅烷为原料,用接枝共聚的方法合成了有机硅改性水溶性UV固化环氧树脂,该方法有效地改善了环氧树脂的柔韧性、水溶解性,提高了成膜物的机械性能,其拉伸强度达到53.5 MPa,断裂伸长率为46.5%,耐冲击性大于50 kg/cm。通过红外光谱、热重分析表征产物的结构和性能,结果表明,有机硅已经成功接枝到环氧树脂的分子上。有机硅改性后环氧树脂在400℃的分解率由之前的60%降至40%。文章同时讨论了有机硅改性水性UV固化环氧树脂合成中反应温度、有机硅种类以及加入量等对UV固化水性环氧树脂成膜物的附着力、耐水性及耐碱性的影响,以此获得最佳反应条件:质量分数为14.4%的甲基三乙氧基硅烷与羧酸改性的环氧树脂在90℃下反应5～6 h。     

环氧化聚丁二烯/酸酐体系的热固化行为研究

使用差动热分析仪 ,以等速升温热固化和等温热固化方式研究了环氧化聚丁二烯及双酚A型环氧树脂在α 甲基 四氢苯酐、顺酐、酸酐 70 # 等固化剂作用下的热固化行为 ,确定了LEPB MBA体系固化反应的活化能在71.90～ 75 .0 3kJ·mol-1之间。实验证明 ,环氧化聚丁二烯和双酚A型环氧树脂在固化行为方面存在明显的差异     

热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究──固化剂用量的影响

以DSC、TRLS和SEM等方法研究了固化剂DDS用量对苯端基聚醚酰亚胺(P-PEI)改性4,4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)体系的固化速率及相结构的影响.结果表明,20phrP-PEI改性环氧体系在150℃固化时,随DDS量增加,固化反应速率增大,相分离时间提前,形成了不同的相结构,解释了DDS量对粘接剪切强度的影响.     

双组分水性环氧树脂涂料

简述了双组分水性环氧树脂涂料的特点及其用途，分别介绍了水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂的制备方法、双组分水性环氧树脂涂料的分类、混合体系的固化成膜机理和适用期的判断。最后给出了对水性环氧树脂涂料进行配方设计时应考虑的因素。     

碱性固化剂对环氧化聚丁二烯的固化行为研究

通过ＤＳＣ法研究了ＬＦＰＢ、双酚Ａ型环氧树３脂与咪唑类及胺类固化剂的热固化行为及反应活化能。结果发现,ＬＦＰＢ固化体系的活化能高于双酚Ａ型环氧树脂,且后者的放热集中。同时发现与酸酐固化剂相对照,本文中使用的ＬＦＰＢ－固化剂体系的活化能普遍高于ＬＥＰＢ酸酐体系的活化能。     

取代脲促进环氧树脂／双氰胺固化体系反应机理

双氰胺作为环氧树脂的固化剂，由于固化产物具有优良的机械和电性能，广泛应用在汽车、航天及电子等领域中．但由于其固化温度高达180C以上，使应用范围受到很大限制．专利文献曾报道晚衍生物作为环氧树脂／双氰胺固化体系的促进剂，可以使体系的固化温度降低到130～140oC，并且在室温下仍保持一定的潜伏性［‘，’］．在以往的研究中，认为取代脉的促进作用在于其与环氧发生反应生成环状化合物2一心竣烷酮和仲胺，仲胺与环氧基进一步反应生成的叔胺可以催化环氧发生阴离子聚合［’～’］．实验表明，环氧树脂／双氰胺／取代脉体系的固化温…     

白松木屑半焦与褐煤共气化过程中的协同效应

对白松木屑在200、300和400 ℃下马弗炉烘焙预处理制得半焦,与胜利褐煤进行共气化研究. 傅里叶变换红外（FTIR）光谱分析表明,200和300 ℃制得白松木屑半焦中主要含有―C―O―、―CH₃和―OH三种官能团,而400 ℃制得白松木屑半焦和褐煤结构相似,主要含有―C=C―、―C=O和―OH三种官能团,因此,随着预处理温度升高,生物质半焦中的官能团从单键转换成双键. 然后通过热重分析仪和固定床反应器对所制得的松木屑半焦、褐煤单独气化以及它们的共气化进行比较,两者的实验结果相吻合. 随着制备松木屑半焦的温度升高,生物质半焦单独气化的产气率也不断提高;200和400 ℃制得的松木屑半焦与褐煤共气化时具有协同作用,而且400 ℃半焦与褐煤共气化的产气率、碳转化率和协同效率均大于200 ℃半焦的;300 ℃半焦与褐煤共气化不存在协同作用,相反,它们之间存在抑制作用. 结合热重分析和固定床实验,推断协同气化主要是热解阶段松木屑半焦中碱金属和氢原子作用的结果.     

煤快速热解焦的微观结构对其气化活性的影响

在滴管炉内对中国三种不同煤阶的典型煤种在800~1 400 ℃进行快速热解实验,利用XRD和氮气气体吸附法对所得煤焦进行微晶结构和孔隙特征分析,在热重分析仪上进行CO₂气化反应活性的测定,研究不同热解温度煤焦结构特性与气化活性之间的关系。结果表明,随着热解温度的升高,内蒙古褐煤焦和神府烟煤焦的比表面积在1 200 ℃达到极大值,但气化活性却相对较低;遵义无烟煤焦在800~1 200 ℃气化活性逐渐提高,但比表面积在900 ℃达到极大值,表明煤焦比表面积与气化活性不存在严格关联。煤焦碳微晶结构变化所反映出煤焦石墨化进程与煤焦气化活性随热解温度的变化具有一致的变化趋势,表明快速热解煤焦的碳微晶结构变化对煤焦气化活性的影响更大。     

松木屑与褐煤共气化的TG-FTIR实验研究

利用TG-FTIR对松木屑、褐煤及其混合物的共气化过程及气化产物进行了分析，研究了掺混比例、升温速率以及反应气氛对共气化过程的影响。结果表明，松木屑加入后提高了试样的反应活性，随松木屑比例增加，气化失重速率逐渐降低，CO的开始析出温度及析出峰面积A_CO呈降低趋势；较低的升温速率有利于CO和CH₄的析出，随着升温速率的增加，DTG曲线向高温侧移动，最大失重速率显著增加，褐煤热解对应的峰逐渐消失；CO₂气氛对挥发分析出阶段的失重行为影响不明显；空气气氛时挥发分析出阶段的两个失重峰分别对应挥发分的燃烧和固定碳燃烧，该气氛下没有明显的焦炭气化阶段。     

Insights on structural characteristic of Xilinguole lignite chars from low-temperature pyrolysis

The cleavage behavior of covalent bonds in Xilinguole (XLGL) lignite and changes in chemical structure of lignite and its chars during low-temperature pyrolysis were investigated by thermogravimetric (TG) analysis and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. Based on the TG and differential thermogravimetric (DTG) analysis results, the cleavage of different types of chemical bonds in lignite occurred mainly at four certain temperatures, 170 °C, 376 °C, 432 °C, and 521 °C. The latter three were selected as the final pyrolysis temperatures of chars evaluated in this study. The FTIR analysis results indicate that thermal treatment increased the relative content of two and three adjacent H deformation structures but decreased that of four adjacent H deformation structure. This was caused by the cleavage of C_al–C_al and C_ar–C_al bonds. The oxygen-containing functional groups in lignite are dominated by C–O and C–OH groups with a lower chemical reactivity than C=O–C and conjugated C=O groups. Moreover, XLGL lignite has the highest ratio of CH₂/CH₃ which declines with increasing temperature, indicating the decrease in the length of aliphatic chains and increase in the degree of branching of aliphatic side chains. This change mainly resulted from the cleavage of C_al–O, C_al–C_al, and C_ar–C_al bonds. Furthermore, XLGL lignite and its chars contain five specific hydrogen bonds: OH–N, cyclic OH, OH–ether O, OH–OH, and OH–π hydrogen bonds. The relative content of OH–OH hydrogen bond was the highest, indicating that OH–OH hydrogen bond has the highest thermal stability.

     

稻秆的烘焙预处理及其固体产物的气化反应性能

稻秆资源分散、水分含量高且密度低、热值低,烘焙预处理技术能够降低收集运输的物流成本,获得的固体产物能量密度高、可磨性好,适于气流床气化。在固定床热解装置上通N₂保护,稻秆分别经过200℃、250℃、300℃烘焙30min,得到的固体产物在热重分析仪中与CO₂进行非等温气化实验,升温速率20℃/min,终温1200℃。实验结果表明,稻秆烘焙产物以固体剩余物和不凝结气体为主,还有少量可凝结液体(水分和焦油)。气体产物中CO₂所占比例超过80%,其次为CO和微量CH₄。预处理温度越高,固体剩余物越少、气体产物越多,可凝结性液体变化不大。稻秆烘焙过程的能量产率为40%~60%,随温度升高经历了急剧下降和缓慢降低两个阶段。固体剩余物的可磨性相比原始稻秆有了很大的提高,易于制细粉用于气流床气化。烘焙温度升高,所得固体产物气化反应性提高。根据Coats-Redfern法确定烘焙稻秆焦-CO₂气化反应机理符合二维扩散模型,求得反应活化能73kJ/mol~88kJ/mol。     

石油焦与稻草焦共气化研究

在热天平中采用等温热重法对石油焦、稻草焦、石油焦/稻草混合物以及石油焦/稻草焦混合物进行了CO₂共气化研究,实验温度900~1 050 ℃,添加稻草焦的质量比为0~0.5,考察稻草焦对石油焦的催化气化作用。结果表明,在一定气化温度下,石油焦和稻草焦混合物的共气化碳转化率高于各自气化碳转化率的简单加和,具有一定的协同效应,混合物的气化反应速率随着稻草焦添加比例的增加而升高。石油焦、稻草、稻草焦及其各个混合物的反应活性由大到小的顺序为:稻草半焦>脱灰稻草半焦>石油焦/稻草混合物>石油焦/稻草焦混合物>石油焦/脱灰稻草混合物>石油焦/脱灰稻草半焦混合物>石油焦。     

Pretreatment of agricultural residues for co-gasification via torrefaction

Torrefaction is a main pretreatment technology for improving the properties of agricultural biomass in order to deal with such problems as high bulk volume, high moisture content and poor grindability. Two typical agricultural residues, rice straw and rape stalk were torrefied in a vertical reactor at 200 °C, 250 °C and 300 °C for 30 min, under inert atmosphere. The product distribution profiles of solid, liquid and gases were obtained. The grindability of the torrefied biomass was evaluated by the particle size distribution after being milled in a ball mill. It was found that temperature strongly affected the torrefied biomass and the type of feedstock influenced the conversion rate due to the different volatile content in raw biomass. An increase of torrefaction temperature leads to a decrease in solid bio-char yield and an increasing yield in the volatile matters including liquid and non-condensable gases. The maximum increase of the heating value of the torrefied residue compared with the raw material is 17% for the rice straw and 15% for the rape stalk, respectively. On the other hand, the torrefied residues are liable to be pulverized. A kinetic study on the generation of main non-condensable gases was accomplished, which shows that the gases are formed through parallel independent first-order reactions. The kinetic characteristic parameters for the generation of each gas were determined. A novel method which combined torrefaction with co-gasification to improve the efficiency of biomass utilization is promising.     

生物质半焦与煤混合气化协同作用的动力学研究

在热重分析仪上进行了稻秆半焦和神府煤与CO₂非等温混合气化实验,升温速率20℃/min,终温1200℃。实验结果表明,两种燃料在热解阶段符合加权计算规律,但是在超过800℃的高温气化阶段具有显著的协同作用。与不考虑协同作用的计算结果相比,添加稻秆半焦的煤焦气化反应速率提高,气化反应结束温度降低26℃,最大失重速率提高22%。协同作用的主要原因是稻秆半焦中碱金属具有催化作用,通过动力学分析表明混合气化活化能比煤焦单独气化要低。     

Upgrading of woody biomass by torrefaction under pressure

In this study, the upgrading by torrefaction of leucaena, woody biomass, at 200–250 °C under volumetric pressure up to 4 MPa was examined. It was found that the yield of torrefied leucaena decreased with the increase in torrefaction temperature, whereas at the same temperature the yield of torrefied leucaena increased with the increase in torrefaction pressure. From the elemental analyses, the higher carbon content in torrefied leucaena can be achieved by the rising of torrefaction pressure. As large as 92.6% of carbon was recovered in the torrefied leucaena prepared at 250 °C and 4 MPa. On the other hand, the oxygen content decreased to 31.1% for the leucaena torrefied at 250 °C and 4 MPa. The higher heating value (HHV) of leucaena torrefied at high pressure increased significantly when compared to that of leucaena torrefied at atmospheric pressure. As large as 94.3% of energy yield was achieved with the mass yield of 74.4% for the torrefaction at 250 °C and 4 MPa. From the subsequent pyrolysis and combustion in TGA, leucaena torrefied under pressure showed the difference of weight decreasing curves comparing to that of leucaena torrefied at atmospheric pressure. It was found that the weight of leucaena torrefied at high pressure started to decrease at temperature lower than 200 °C. The char yield at 800 °C for the leucaena torrefied at high pressure increased with the increase in torrefaction pressure. These results suggested that the structure of leucaena was changed by the torrefaction under pressure and the cross-linking reactions during the pyrolysis were enhanced by the pressure during the torrefaction resulting in increase in char yields. The substantial increase in char combustion rate was also found for leucaena torrefied under pressure.     

热解压力对生物质焦结构及气化反应性能的影响

利用加压固定床反应器、吸附仪、X射线衍射仪、元素分析仪、电感耦合等离子原子发射光谱仪等考察了热解压力对生物质半焦(以下简称半焦)产率、物化结构、元素组成的影响规律。同时,利用热天平对不同热解压力下所制半焦的气化行为进行了考察。结果表明,随热解压力升高,半焦产率增大,当压力升至1.0 MPa后,半焦产率基本不变;半焦中C元素含量随热解压力的升高而增加,而H元素含量和BET比表面积则减小;此外,随热解压力升高,玉米秸秆焦和锯末焦的石墨化程度增强,而稻壳焦的石墨化程度则基本不受热解压力影响。气化反应的研究表明,玉米秸秆焦及锯末焦的平均气化反应速率随热解压力的提高而减小,而稻壳焦的平均气化反应速率基本不受热解压力的影响。热解压力对半焦BET比表面积及碳微晶结构的影响规律与气化反应速率变化规律的对比研究表明,热解压力引起半焦微晶结构的变化是造成热解压力对半焦气化反应速率影响的主要原因。