双峰孔分布薄壁中孔碳的便捷制备

以廉价的γ-氧化铝为模板制备薄壁中孔碳材料,且可在制备过程中方便地对碳材料的孔结构、微孔率等参数进行调控.以原位聚合的酚醛树脂为碳源取代蔗糖,简化了制备流程.制得的碳材料不仅可以较好地复制氧化铝模板的孔结构,且比表面积比以蔗糖为碳源的样品显著提高.在此基础上,选用模板堆积孔径与模板自身直径差异较大的长棒状氧化铝为模板,成功地以一种模板、经过一次聚合-碳化过程制备出了具有双峰孔分布(PSD)结构的薄壁碳材料,两个峰分别位于4 nm附近的较小中孔区和13 nm附近的较大中孔区.此外,所得碳材料的比表面积(>1800 m2·g-1)和孔容(>4.5 cm3·g-1)均很高,而微孔率却较低,具有优异的中孔特性.将所得碳材料用作电化学电容器的电极,电容可达200 F·g-1,且当电流密度从0.1 A·g-1升至1.0 A·g-1时,比电容仅衰减10%,表现出良好的电容性能.     

多元醇对对苯二异氰酸酯基聚氨酯微孔弹性体的形态与性能影响

以对苯二异氰酸酯(PPDI)、1,4-丁二醇、水、聚四氢呋喃醚多元醇(PTMEG)和氢化端羟基丁二烯多元醇(HLBH)为原料,采用两步法制备出聚氨酯微孔弹性体样品。通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)、动态机械分析(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)、万能材料试验机等技术手段对样品的微相分离、耐低温性能、动态生热进行了系统表征。结果表明,两种多元醇结构对泡孔尺寸影响不大,微孔尺寸在100~300μm之间,其中以150μm尺寸左右的泡孔居多;HLBH制备的聚氨酯微孔弹性体硬段形成的氢键数量多于PTMEG制备的微孔弹性体,具有更好的微相分离;由于较好的微相分离结构,HLBH样品在-30~150℃具有很宽的模量平台区,而PTMEG样品受软段的低温结晶影响,在0℃以下模量急剧上升,HLBH样品低温下的刚度变化优于PTMEG样品;同时HLBH样品的滞后生热亦小于PTMEG样品,具有更好的动态疲劳性能。     

橡胶接枝苯乙烯本体共聚合全程动力学研究(Ⅰ)--接枝行为

橡胶接枝苯乙烯本体聚合的研究目前主要集中于预聚阶段接枝动力学和聚合条件对相转变的影响[1]. 对于后聚阶段, 即相转变后的接枝行为, 尤其是接枝率与橡胶相内包容物的关系、接枝率与高转化率聚合动力学的关系, 接枝率与橡胶相结构的关系等则研究很少. 这些因素对最终聚合物的性能起着至关重要的作用, 因此, 研究橡胶接枝苯乙烯本体聚合相转变以后接枝率的变化, 并找出橡胶相形态演绎过程的规律很有意义.     

前端聚合制备多孔聚丙烯酰胺水凝胶——溶剂和引发剂对反应和产物的影响

利用前端聚合结合发泡工艺制备了孔结构可调控的聚丙烯酰胺多孔水凝胶.研究发现溶剂和引发剂浓度变化对聚合前端的移动及形成的产物性能有重要影响.增加溶剂用量,聚合前端的移动速度和聚合前端最高温度下降,产物孔径增大,孔壁变厚,材料吸水溶胀性能降低;增加引发剂浓度,聚合前端移动速度显著加快,最高温度升高,产物的孔体积和溶胀率先增加后减小.     

具有较高回弹性的乙烯-辛烯共聚物基微孔复合材料的传感性能

通过熔体混炼制备乙烯-辛烯共聚物/多壁碳纳米管/碳纤(POE/MWCNTs/CF,90/5/5,W/W/W)复合材料,采用超临界二氧化碳发泡法对其进行釜压发泡,分析3种发泡温度(55、60和65℃)下制备的微孔样品的泡孔结构,着重研究其对微孔样品压缩性能和传感器压阻响应(灵敏度和线性响应范围等)的影响.结果表明,55℃下制备的微孔样品呈现较均匀的泡孔结构、较窄的泡孔直径分布(主要在10～30μm范围内)和厚度适中、连续性高的泡孔壁,这使其具有较高的回弹性、压缩强度、压缩模量和电导率.采用这种微孔圆片封装成的传感器具有较宽的线性响应范围(0～30%压缩应变)和较高的灵敏度(应变因子为1.67),根据泡孔结构对此进行了分析.该传感器具有较快速的压阻响应和恢复性能以及良好的重复性,在1000次循环压缩/释放测试中表现出较高的稳定性和耐久性,且能检测手指按压、肘部弯曲、深蹲和脚踩等人体运动(对应较宽的压缩应变范围).研究表明,采用超临界流体发泡法制备泡孔结构较均匀、泡孔壁厚度适中且连续的微孔导电复合材料具有良好的传感性能.     

对二氯苄-聚乙烯咪唑型聚合离子液体的制备及对煤焦油中苯酚的吸附性能

以1-乙烯咪唑和1,4-对二氯苄为原料, 通过自由基聚合和季铵化交联反应, 制得了一种新型聚合离子液体吸附剂——聚乙烯基苄基咪唑氯(P[VBnim]Cl), 并用元素分析、 凝胶渗透色谱、 红外光谱、 扫描电子显微镜、 物理吸附分析仪及热重分析等方法对其组成、 结构、 颗粒形貌、 比表面积、 孔结构及热稳定性进行了表征. 结果表明, P[VBnim]Cl 结构中对二氯苄与乙烯咪唑的摩尔比约为1∶3; 产物为米黄色蓬松粉末, 易吸水, 其初始颗粒直径为50~80 nm, 比表面积为13.86 m²/g, 平均孔径9.94 nm, 属于介孔结构材料, 初始热分解温度为274 ℃, 具有较好的热稳定性. 同时, P[VBnim]Cl对中低温煤焦油模型油中的苯酚具有优异的吸附性能, 其吸附能力是活性炭的2~10倍, 该吸附剂用乙酸乙酯再生后, 吸附效果仍然较好, 可以循环使用.     

优化组织结构制备无重稀土高矫顽力Nd-Fe-B磁体

通过优化铸片结构中柱状晶厚度为2~3μm,富Nd相沿晶界连续分布,与铸片结构对应的进行粉末细化,控制平均颗粒尺寸为2.68μm,最后配合1020℃低温烧结,制备的Nd31.50FebalCo3.00Al0.2Cu0.2B1.05(%,质量分数)磁体组织结构中平均晶粒尺寸5μm,晶粒大小均匀,晶界相分布清晰。最终获得了Hcj为1356 k A·m-1,(BH)m为352 k J·m-3的无重稀土高矫顽力磁体。该磁体20~120℃的矫顽力温度系数β(Hcj)为-0.627%·℃-1,能够在120℃条件下使用。     

淀粉接枝丙烯酸/醋酸乙烯酯高吸水性树脂的制备

以过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,淀粉与丙烯酸/醋酸乙烯酯混合单体通过接枝共聚,制备了吸水及耐盐性能均较好的淀粉接枝丙烯酸/醋酸乙烯酯高吸水性树脂(CGAV)。最佳工艺条件为:淀粉10.0 g,m(混合单体)∶m(淀粉)=4∶1,w(引发剂)=0.3%,w(交联剂)=0.05%,于45℃反应2h~3 h。在最佳工艺条件下制得的CGAV吸去离子水率760 g.g-1,吸0.9%NaC l水溶液率68 g.g-1。     

新型PES微孔材料的制备及性能研究

合成了新型双烯丙基聚醚砜(PES), 采用超临界CO2作为物理发泡试剂制备微孔材料, 研究了不同发泡温度、饱和压力、发泡时间和放气时间等因素对微孔形貌的影响. 结果表明, 发泡温度在110~170 ℃之间, 随着温度的升高, 泡孔直径增加, 泡孔密度在140 ℃达到一个最大值; 随着饱和压力的升高, 泡孔直径减小, 泡孔密度增大; 发泡时间和放气时间对微孔直径和密度影响不大; 研究了在不同辐照剂量下微孔材料的交联性能, 结果表明, 在600 kGy辐照剂量以下, 交联效果不明显, 在800 kGy以上, 随着辐照剂量的增大, 凝胶含量增加, 辐照后的样品在265 ℃热处理10 min, 仍能保持完好的微孔结构.     

部分水解聚(丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯)高吸水性树脂的合成及结构研究

研究了部分水解聚(丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯)高吸水性树脂-HP(MA-VAc-MMA)的合成,讨论了聚合,水解工艺条件对该树脂吸水(液)性能的影响,用红外,X-射线衍射和电子衍射等方法测定了共聚物的结构。结果表明,HP(MA-VAc-MMA)树脂的吸水能力为:去离子水837ml/g、自来水440ml/g、0.9%NaCl溶液ml/g、合成血119ml/g、合成尿73ml/g;该树脂具有结晶结构,与PVC树脂共混可制备吸水膨胀性材料。     

碳化法国梧桐絮制备碳微米管及作为超级电容器电极的研究

利用法国梧桐絮(花粉)的管状结构,通过简单的碳化处理制备了碳微米管。并用扫描电子显微镜、X-射线衍射光谱仪、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪对碳微米管进行了详细分析。碳微米管的外径为20~30μm,壁厚约为1μm。其内外壁存在着许多微孔和介孔,BET比表面积为265 m2.g-1。碳微米管具有典型的电化学双电层电容性能,表现出优异的稳定性,展示了在超级电容器方面的应用潜力。     

阶层多孔二氧化硅块体材料的制备与表征

以正硅酸甲酯(TMOS)为前驱体、0.01 mol·L-1盐酸为催化剂、聚环氧乙烷(PEO,分子量为10 000)为相分离剂、环氧丙烷(PO)为凝胶促进剂、十二烷基硫酸钠(SDS)为造孔剂,采用溶胶-凝胶伴随相分离制备阶层多孔二氧化硅块体材料,利用差热分析(DTA)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附/脱附装置等测试技术对所制得的阶层多孔块体进行了表征,探究造孔剂SDS对大孔和介孔结构的影响机理。研究表明:SDS在凝胶过程中以胶束的形式进入到骨架中形成介孔孔道;当SDS为0.21 g时,块体材料的阶层多孔结构最优,大孔孔径为1~3μm,介孔孔径为4~5 nm,比表面积为650 m2·g-1;800℃热处理后,大孔结构和骨架上的介孔基本保持,比表面积仍能达到421 m2·g-1,体现出良好的热稳定性。     

双组分互穿网络/蒙脱土复合吸水橡胶的制备及性能

通过乳液聚合制备了双组分互穿网络/蒙脱土复合吸水橡胶, 采用透射电镜、扫描电镜对所制备样品进行了表征, 并考察了样品的吸水性能及吸水后的力学性能. 结果表明, 所制备的吸水橡胶中橡胶相与树脂相高度分散互穿, 吸水后材料表面未观察到相分离现象; 蒙脱土片层结构分散在材料中, 增加了材料的强度. 吸水过程缓慢, 前期吸水倍率与时间呈线性递增, 在40 d达到吸水平衡; 温度越高, 吸水倍率越大. 样品吸水倍率为6.5时, 弹性模量达到40000 Pa以上, 黏性模量为1000 Pa; 样品吸水倍率为25.8时受压破裂应变为80%左右.     

一种新型的亲水性聚丙烯酸-陶瓷复合膜

通过化学气相沉积和丙烯酸(AA)在大孔陶瓷膜表面的接枝共聚制备了一种新型的亲水性PAA-陶瓷复合膜. 用FT-IR、SEM、EDS、表面接触角等方法对复合膜接枝层的化学组成、表面形态、元素分布和亲水性进行了表征. 通过系统研究气相沉积和接枝反应的主要条件对膜的渗透汽化性能的影响, 发现当TEOS用量为5 mL, 汽化温度为175 ℃时进行气相沉积, 然后在丙烯酸浓度为7.5%的溶液中进行接枝聚合, 制得的复合膜对醇水混合物显示了优良的分离性能.     

一种新型亲水性有机-无机渗透蒸发分离膜——聚丙烯酰胺复合膜的制备

将纳米二氧化硅微孔膜用γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷处理,再通过自由基聚合接枝丙烯酰胺单体制备出一种新型的亲水性有机-无机复合膜.用TGA测定了单体在二氧化硅粉末上的接枝率;用SEM和AFM观察了接枝反应前后膜表面形态的变化;系统研究了接枝单体浓度对膜的渗透蒸发分离性能的影响.结果表明,这种膜用于醇水和丙烯酸水溶液的分离有很好的选择性和渗透性;在丙烯酰胺质量分数为3%的溶液中接枝的膜有较好的分离性;溶液浓度和操作温度对膜渗透性的影响非常特殊.     

PP/HDPE 共混物及其纳米复合材料超临界流体微孔发泡

通过间歇法制备了聚丙烯(PP)/高密度聚乙烯(HDPE)共混物及其纳米复合材料的微孔塑料.用扫描电镜对发泡样品的泡孔结构进行表征,研究了纳米粒子的类型和含量对泡孔结构的影响.结果表明:在PP中加入25%的HDPE可改善泡孔结构;在 PP/HDPE 共混物中加入纳米粒子可使泡孔的直径减小、密度增加、泡孔分布更均匀;泡孔直径随着纳米粒子含量的增加会出现先减小后增加的趋势.     

孔道型微孔和介孔分子筛的改性及超级绝热性能

在水热体系中合成了具有规则孔道结构的微孔分子筛ZSM-5和介孔分子筛MCM-41,SBA-15,MAS-5,通过改变材料表面的电性对介孔材料进行了化学修饰.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征;通过氮气吸附-脱附测试了产物的比表面积,采用BJH法计算孔分布和孔容;将制得的样品压制成绝热材料后,进行导热性质测定.常温(25℃)常压下,有序介孔分子筛MCM-41的导热系数为0.038 W·m-1·K-1,具有少量微孔结构的MAS-5的导热系数为0.035W·m-1·K-1,二者均为超级绝热材料.材料经改性后,绝热性能有所提高:MCM-41的导热系数降至0.028 W·m-1·K-1,MAS-5的导热系数降至0.017 W·m-1·K-1.结合纳米介孔材料导热理论模型进行分析,发现纳米孔绝热材料的孔径越小,孔隙率越大,绝热性能好;介孔分子筛的导热系数与其孔壁厚度、孔径大小以及孔隙率有关.     

RAFT链转移剂存在下凹凸棒土表面甲基丙烯酸甲酯接枝聚合

将γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)接枝到凹凸棒土(AT)表面,制得表面带有可聚合碳碳双键的改性粒子AT-MPS;以二硫代苯甲酸氰基异丙酯(CPDB)为链转移剂,采用可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合技术,在AT表面进行甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝聚合.通过红外(FTIR)、热失重(TGA)等方法进行了表征,考察了引发剂以及RAFT链转移剂用量对聚合反应动力学和AT表面接枝聚合接枝率的影响.结果表明,PMMA通过RAFT聚合成功接枝在AT表面;基于RAFT过程的接枝聚合比传统自由基接枝聚合具有更长的反应时间和较高的接枝率.本体系相对适宜条件:温度为70℃,[MMA]/[CPDB]/[AIBN]为400/1/0.5.此条件下聚合反应具有很好的可控性,溶液中的聚合物分子量分布指数为1.2~1.3,AT表面PMMA接枝率为16.33%.引发剂和RAFT链转移剂用量过大均会造成接枝率降低.     

气相色谱-质谱法测定水性涂料中3种酰胺类化合物

采用气相色谱-质谱法测定水性涂料中N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基乙酰胺的含量。1.000 0g样品用10 mL二氯甲烷在40℃超声萃取40 min,萃取液经0.45μm微孔滤膜过滤后,在HP-INNOWAX毛细管色谱柱(30m×0.25mm,0.25μm)上分离,质谱分析中采用电子轰击离子源和选择离子监测模式。3种酰胺类化合物的质量浓度均在0.5~5.0mg·L-1内与其峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)在1.57~2.38mg·kg-1之间。加标回收率为81.3%~104%,测定值的相对标准偏差(n=5)小于3.0%。     

超临界CO_2发泡法制备PLGA多孔组织工程支架

利用超临界CO2(SC-CO2)发泡法制备了一系列聚(乳酸-乙醇酸)共聚物(PLGA)多孔支架材料,研究了PLGA分子量和组成、发泡过程温度、压力以及泄压速率等对泡孔尺寸及形态的影响.结果表明,随着PLGA组成中乳酸含量的增加,泡孔平均孔径增大且连通性增强;提高过程压力易形成孔径小且泡孔密度大的微孔结构材料;降低泄压速率,泡孔易合并形成大孔.聚合物处于高弹态时,较低的发泡温度易导致特殊的多面体结构大孔的形成;而当温度较高时,泡孔塌缩形成球形微孔结构,且泡孔尺寸随着温度升高而增大.SC-CO2发泡法能有效地去除有机溶剂,避免在高温条件下操作,可以实现5～500μm范围内孔径可控的PLGA多孔支架材料的制备.