用探针粒子示踪微流变法测量明胶的动态不均匀性

利用探针粒子示踪微流变法对明胶溶液等温凝胶化过程的动态不均匀性进行了观测.通过向体系中引入探针粒子,利用广义的Stokes-Einstein关系由探针粒子的位移建立了体系结构的空间分布.进而利用van Hove函数和非高斯因子描述了凝胶化转变前后动态不均匀性的变化,结果表明在凝胶化后体系动态在空间和时间尺度上都是不均匀的,与凝胶化前相比,凝胶化后的快动态有更高的贡献.为了进一步探究这种动态不均匀性在空间和时间上相关的变化,本工作在粒子示踪技术的基础上,实现了四点相关函数和极化率的测量.实验结果表明,凝胶化前体系的快松弛可以原位独立完成,而慢松弛则需要周围的结构单元协同完成;凝胶化后体系的快松弛和慢松弛均需要协同完成.     

凝胶化反应中标度行为及凝胶化点关系

在苯乙烯(St)-二乙烯苯(DVB)自由基聚合的凝胶化反应过程中,定时取样,得到凝胶化点前后及直至反应终点的一系列溶胶样品,利用光散射技术研究了溶胶相的重均分子量M_w、尺寸均方旋转半径R_g的变化过程,建立了M_w、R_g和反应时间t的标度关系,并在此基础上提出一神新的准确求取凝胶化时间t_gel的方法.     

凝胶化反应的激光散射研究方法(Ⅱ)、(Ⅲ)——苯乙烯与双甲基丙烯酸乙二醇酯及二乙烯苯的交联共聚反应

本文应用具有灵敏度高及角度扫描技术的激光散射方法比较系统地研究了苯乙烯与双甲基丙烯酸乙二醇酯及二乙烯苯的交联共聚反应,得到凝胶化点、反应速率、相分离点、相关系数及均方介电常数波动等在宏观及亚微观水平上表征反应特性的参数,并通过比较发现不同反应体系间既有共同规律又有各自特性·经实验及对比可方便地从量的高度认识单体活性及配方对聚合反应的影响,加深了对凝胶化反应规律的认识。     

凝胶化反应全过程的激光光散射跟踪研究

在苯乙烯（Ｓｔ） 二乙烯苯（ＤＶＢ）自由基共聚的凝胶化反应过程中定时取样，得到凝胶化点前后及至终点的一系列样品，然后用激光光散射技术，包括研究散射光强及其角度依赖性的静态光散射（ＳＬＳ）和研究散射光频移的动态光散射（ＤＬＳ），表征了这系列样品的重均分子量Ｍｗ、均方旋转半径Ｒｇ、第二维利系数Ａ２及流体力学半径Ｒｈ等静、动态参量及这些参量的变化规律，定量地描述了凝胶化反应全过程     

部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶交联动力学的流变学分析

用流变学方法对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)苯酚甲醛间苯二酚交联体系的弱凝胶化过程进行了研究,通过对基团转化率和高分子交联转化率的分析,发现凝胶化过程在接近凝胶点时,处于反应动力学的初期,这使得交联点增加的动力学是比较简单的.通过在不同聚合物浓度和交联剂浓度并在地层温度和矿化度条件下线性粘弹性行为的研究,得到了交联体系凝胶化动力学过程的完整数据,发现聚合物浓度与交联剂浓度对凝胶点与凝胶强度的影响比较类似,反映出交联点增加的共同动力学特征.复数粘度在一个诱导期后,是以指数上升的,类似一个一级反应的特征.产生交联的临界聚合物浓度约为250mg L左右.并提出了剪切粘度数学模型,可以描述凝胶化过程中流变性质的变化.     

凝胶形成动态过程在线监测方法的比较

以醋酸介质中戊二醛（Ｇｌｕ）交联壳聚糖（ＣＳ）水凝胶的形成为例,研究比较了粘度法,电导法,光度法和荧光探针法用于监测凝胶形成动态过程的可行性性和特点,结果表明：粘度法具有简单、直观等优点,但粘度法不能够跟踪凝胶点（ｇｅｌｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓ）后体系的进一步变化,旋转粘度法在测定时对体系的扰动不容忽视。电导法和光度法跟踪的是引起凝胶化的交联反应过程,但溶液到凝胶的转化往往发生在交联反应完成之前,因此所得结果未必与宏观观察结果相一致,荧光探针法具有适用面宽,可供选用的探针种类多、方法灵活等特点,对于研究凝胶形成动态过程具有普适性,该法还可用于凝胶性质的研究。     

Monte Carlo方法研究苯乙烯/二乙烯苯凝胶化反应

在前文基础上,对苯乙烯-二乙烯苯凝胶化反应进行更进一步的Monte Carlo模拟。由于引入了标识符,用三维模型很好地获得了定量表征凝胶化反应的参数：转化率,交联点,分子链数目,重均分子量Mw及数均分子量Mn等的变化规律,得到了与实验基本一致的结果。     

高分子凝胶化理论

在这篇文章中,我们得到以下几个结论: 1.建议了一种简便的计算方法,不必知道分子量分布函数,单纯从几率考虑,就能推导出重均分子量的表示式。根据疑胶化条件由重均分子量趋于无穷大来确定的原则,我们也就相应地建议了从几率考虑出发,推导凝胶化条件的方法;这种推导方法,十分简便,应用面也很广。 2.应用我们所建议的方法,推导了多种反应类型的凝胶化条件,前人以及作者以往所得到的凝胶化方面的理论结果,都只是其中的一小部分。此外,我们得到很多重要反应类型,例如酸酐及混合多元酸的酯化、胺化反应、环氧的开环反应、酚醛反应以及双磷类加聚反应等的凝胶化条件,它们对解释实验结果及控制反应的碍胶化现象会有很大用处;当然,理论本身还有待于大量实验来验证与发展。 3.指出不管反应过程中有无内环化现象,凝胶化条件的表示式相同;但当有内环化 时,公式中的反应程度应该指分子间作用的反应程度,而不是指总的反应程度。     

气固流态化非均匀结构的随机特性

采用时间序列重构方法研究了流态化系统非均匀结构动态变化的随机特性 .表明 :密相单元、稀相单元及其稀密交替单元的动态行为具有随机性 .Weibull分布可很好地定量描述这种复杂的非均匀结构的随机分布 ,而且该分布的 3个参数随操作条件的变化呈规律性的变化 .     

两性pH敏感凝胶溶胀理论的有限元方法

两性pH敏感凝胶同时拥有可电离的酸性基团和碱性基团,与普通凝胶相比,它具有更好的溶胀特性和生物相容性,从而被广泛应用在生物医学、药物输送系统、微流体控制等领域。因其独特的pH敏感特性和非线性溶胀行为,目前还缺乏用于描述两性pH敏感凝胶的有限元方法。据此本文采用修正过的两性pH敏感凝胶平衡溶胀理论,发展了能够描述凝胶溶胀力学行为的有限元计算方法,计算两性pH敏感凝胶在均匀溶胀和非均匀溶胀下的力学行为。结论显示,该有限元方法可以很好地与凝胶溶胀理论的(半)解析解拟合,既可以为生物体中某些关键指标提供重要参数和力学上的理论参考,也可为以聚合物凝胶为材料的微流体控制阀的设计提供重要参考。     

显微拉曼光谱用于研究大气单颗粒表面非均相反应

大气单颗粒表面的非均相反应研究因更接近大气实际条件,避免了堆积态研究中人为引入的误差,能够得到真实的反应过程与机理,获得反映大气实际条件的动力学参数.本研究建立了使用显微拉曼光谱研究大气单颗粒非均相反应的研究方法,并初步用于研究NO2与单颗粒CaCO3的非均相反应.研究结果表明显微拉曼光谱可同时获得颗粒物的化学组成和形貌变化,并能得到化学环境如相态的信息,对于研究反应过程很有帮助;而颗粒物沉降在基质上得到的拉曼光谱因不受形貌共振影响,有利于获得高质量的光谱.此外,将拉曼光谱研究单颗粒的方法与其他单颗粒非均相反应的研究方法进行了综合比较,表明显微拉曼光谱技术在单颗粒非均相反应研究中具有重要的特点和应用价值.     

用于流化床燃烧脱硫的石灰石固硫反应模型

在模拟流化床燃烧脱硫气氛和温度条件下，建立了石灰石煅与固硫反应同时进行的数学模型。描述了两反应过程之间的相互影响及石灰石内部晶粒大小、孔隙率和运行参数对反应过程的影响。模型的合理性通过理论计算和实验结果的比较得到验证。     

添加环氧丙烷法常压干燥制备ZrO2气凝胶

以无机锆盐硝酸氧锆(ZrO(NO3)2·5H2O)为前驱体,1,2-环氧丙烷(PO)为凝胶促进剂,甲酰胺(FA)为干燥控制化学添加剂(DCCA),采用溶胶-凝胶法并通过常压干燥制备了轻质二氧化锆(ZrO2)气凝胶,利用差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附等测试技术对所制得的ZrO2气凝胶进行了表征.结果表明:添加环氧丙烷常压干燥制得的ZrO2气凝胶具有纳米尺寸的多孔网络结构,表观密度可低至202.08 kg·m-3,比表面积可高达645.0 m2·g-1,与超临界干燥效果相当.环氧丙烷因其环氧原子的强亲核性和不可逆的开环反应,可促进凝胶化,并通过环氧丙烷的量控制反应过程和凝胶状态.     

草酸电解合成乙醛酸连续化工艺研究

针对传统草酸电解生产乙醛酸工艺只能间歇循环的缺陷,本文提出模拟连续化实验方案,并分别设计阴极冷却反应器和阴极冷却固定床反应器,探讨连续化实验的可行性.另外还考察了草酸饱和度和温度工艺参数对反应的影响.实验表明,保持草酸过饱和和利用变温操作可在反应停留时间(30m in)内于连续化反应过程中得到分别含有3.76%和3.66%乙醛酸的反应液,因此阴极冷却固定床反应器可望实现草酸电解还原乙醛酸的连续化生产.     

溶胶凝胶法制备固定化酶柱并应用于化学发光型的葡萄糖传感器

溶胶凝胶过程以期纯度高，均匀性强，处理温度低，反应条件易于控制等优点成为生物传感器中一种颇具前途的固化方法。利用硅酸乙酯的溶胶凝胶化过程对葡萄糖氧化酶进行固化，并制备了不同载体下的ＧＯＤ酶柱。实验结果表明ＧＯＤ可在ＳｉＯ２的溶胶凝胶体中保持较高的活性。     

聚酰亚胺/SnO_2杂化膜的制备和表征及其气体渗透性测定

杂化材料作为一种新型材料结合了有机无机材料的优异特性，具有较高的热稳定性、机械强度和某些特殊的化学性质，在微电子、光电设备、传感器和分离膜等诸多领域得到应用与研究．溶胶凝胶法作为合成杂化材料的主要手段，具有反应条件温和，可通过调配反应参数来控制杂化材料的微观形态和性质等优点．     

聚丙烯酰胺凝胶结构非均匀性的动态光散射研究

利用动态光散射技术研究了聚丙烯酰胺 (PAAm)凝胶结构的非均匀性 ,分析了PAAm凝胶结构非均匀性的形成原因及凝胶动态光散射的数据处理方法和分析结果的物理意义 .研究结果表明 ,PAAm凝胶中含有动态相关长度 (LC)不同的两相 ,其中 ,LC 为 10～ 2 0nm的区域是聚合物稀疏相 ,LC 为 85nm左右的区域是聚合物密集相 ,两相的不均匀分布形成了PAAm凝胶结构的非均匀性 .分析表明 ,PAAm凝胶存在两相主要是由于单体和交联剂的溶解度存在差异所致 .随交联度增大 ,PAAm凝胶结构的非均匀性显著增强     

生物质秸秆热重分析及几种动力学模型结果比较

利用热重分析在不同升温速率和氮气气氛下对两种生物质（玉米秸秆和稻秆）的热失重行为进行了研究。根据热重实验数据，采用四种利用热分析获取动力学参数的方法（Coats-Redfern法，Doyle法，最大速率法和分布活化能模型(DAEM)），计算生物质秸秆热分解反应活化能E、反应级数n及频率因子A，并进行比较。结果表明，采用不同的处理方法，得出的热分解动力学参数不同。利用Coats-Redfern法，玉米秸秆和稻秆在热解主要阶段（失重约5 w%～80 w%时）可由一段一级反应过程描述，升温速率10 K/min时活化能值分别为68.8 kJ/mol和70.0 kJ/mol。Doyle法和DAEM模型得到的结果较为接近，可以得到生物质热解过程中的活化能随失重率的变化曲线。生物质秸秆热解包含分子键能断裂的一系列复杂、连续反应过程。     

高分子凝胶化反应的分形几何分析

据分形理论,基于实验基础上,进行了高分子凝胶化反应的分形几何行为分析,以苯乙烯-二乙烯苯凝胶化反应为例,分别由激光及小角x-光散射测定其反应中大分子重量、尺寸及散射光强角度依赖性,来定量描述化学反应及分析体系的分形行为和测定分数维D值.这种避开各种复杂的凝胶化理论,立足于现代物理技术及新理论,去剖析高分子凝胶化反应的分形几何行为,能够在更本质的深度揭示这类复杂反应的规律.     

聚甲醛结晶过程的流变学方法探索

使用流变学方法小振幅振荡剪切跟踪了聚甲醛降温结晶和升温熔融的动力学过程,结果表明流变学方法也是测定结晶、熔融温度的有效手段.转变温度可由动态储能模量的起始偏折点进行标识;而对于恒温结晶过程,流变学方法可由动态储能模量对时间的演进得到结晶过程中的相对结晶度,进而使用Avrami方程拟合获取结晶动力学参数,还可将结晶过程视为物理凝胶化过程而使用凝胶化时间标示结晶过程的快慢.