气相生长碳纤维填充聚苯乙烯的熔体动态流变行为

采用修正的两相模型讨论加工条件对不同体积分数(ψ=0～0.05)气相纳米碳纤维(VGCF)填充聚苯乙烯(PS)熔体(200℃)频率(ω)依赖性动态流变的影响.与弱剪切条件(190℃;30 r/min-5 min)下所制备的材料相比,VGCF在强剪切条件(190℃;120 r/min-10 min)下所制备材料中分散均匀,“粒子相”应变放大因子A,(ψ)较低,而松弛指数n较高.将应变(γ)依赖性G″(ω,ψ)应变放大因子A,(ψ,γ)与“粒子相”特征模量G″fψ(,γc),G″f(ψ,γc)引入两相模型,讨论加工条件对γ依赖性非线性流变行为的影响.研究结果表明,两相模型可定量讨论填充熔体动态流变行为.加工条件影响VGCF在基体中的分散性,但不影响“粒子相”弹性贡献R′f(ψ)与n的关系、G′f(ψ,γc)与非线性应变幂律指数x的关系以及G″f(ψ,γc)与非线性应变幂律指数y的关系,说明“粒子相”对填充熔体黏弹性的贡献与其弛豫特性及结构稳定性密切相关.     

粒子填充HDPE复合体系动态流变行为研究

研究了炭黑(CB)和石墨(GP)填充高密度聚乙烯(HDPE)复合体系的动态流变行为.发现高填料含量时出现似固体行为,并认为它归因于无机粒子网络逾渗结构的形成.在相同聚合物基体条件下,粒子种类和粒子几何参数(粒子形状、大小、粒径分布)对低频区域流变行为、流变参数的逾渗行为和逾渗阈值(φ_c)有决定性影响,且种类的影响相比于粒子几何参数更为显著.此外,高表面活性及高比表面积(大径厚比、小尺寸)粒子填充体系具有较低的φ_c.     

多壁碳纳米管填充聚苯乙烯复合体系的动态流变特性

应用两相模型探讨多壁碳纳米管(MWCNTs)填充聚苯乙烯(PS)复合体系的动态流变特性.结果表明,体系线性黏弹行为与PS本体的应变放大效应及MWCNTs填料相的弛豫密切相关.在不同温度下,应变放大因子(Af)随MWCNTs体积分数(φ)的变化规律符合扩散控制的粒子串聚集(CCA)模型.φ＜0.020时,MWCNTs分散...     

振荡剪切流场下PS/PVME/SiO2复合物的相行为

利用光学显微镜-剪切台联用系统研究了振荡剪切流场下聚苯乙烯（PS）/聚甲基乙烯基醚（PVME）/二氧化硅（SiO₂）纳米粒子复合物的热力学稳定性. 结果表明,小振幅振荡剪切可导致PS/PVME共混物出现类似在稳态流场下的剪切诱导相容及剪切诱导相分离现象. 共混体系存在临界振荡频率ω_c,当振荡频率低于ω_c时,发生剪切诱导相分离（SID）行为,反之发生剪切诱导相容（SIM）行为. SiO₂纳米粒子的加入使复合体系的相容性提高. 存在一个临界SiO₂纳米粒子含量φ_c,当SiO₂纳米粒子含量高于φ_c时,复合体系中不存在临界振荡频率ω_c,低振荡频率下的剪切诱导相分离得到抑制. 此外,复合体系的上述行为与升温速率和共混物组成密切相关.     

氧元素的同素异形体*

对氧的同素异形体进行了梳理,简要叙述了“固态O₂和四聚氧(O₄)”的制备、结构与晶型转变。其中固态O₂相变涉及的研究较多,在超高压下,固态O₂从绝缘体变为金属态;在极低温度下,固态O₂又转变为超导体。采用以“相变”为主线对固态O₂的6种晶体学相进行了概述,并简要评述了O₄(四聚氧)的结构与性质。     

流变-导电同步测试法研究炭黑填充高密度聚乙烯的等温结晶行为

采用流变-导电同步测试法,研究炭黑(CB)填充高密度聚乙烯(HDPE)在124.3～125.3℃范围的等温结晶行为,发现应变、频率与预降温速率均显著影响等温结晶过程中动态流变与导电行为.动态储能模量(G')与电阻均在结晶过程中发生显著变化.其中,CB粒子在熔体中发生扩散,造成原有逾渗网络结构破坏,导致复合体系电阻在结晶诱导期内增大.随结晶度增加,G'在结晶诱导期附近开始显著增大,其临界时间对应1%～2%相对结晶度;同时,CB粒子在无定形区相互聚集而形成渗流网络结构,使得复合体系电阻显著降低.电阻的变化被认为与CB粒子在熔体中的迁移以及在HDPE晶体生长过程中的聚集行为有关,且比依时性动态流变行为更敏感.     

电解质在混合溶剂中的活度系数及溶剂化数的研究——KClO4-CH3OH-非电解质体系

本文测定了KClO₄在甲醇-苯,甲醇-甲苯,甲醇-四氯化碳及甲醇-环己烷四个混合溶剂中的溶解度。使用A.D'Aprano[4]和C.W.Davies[2],报告的KClO₄及KNO₃在甲醇中的缔合常数,计算得“自由离子”浓度。盐的介质效应活度系数f_MX以S_o/S_m或S_o±、D_m±的表示值趋近相等,与非电解质的摩尔分数X₍Ne的关系符合经验公式:1gf_MX=kX_Ne,这里S_o和S_m分别是盐在甲醇和混合溶剂中的溶解度;脚注(±)标识“自由离子”;k为常数。电解质的溶剂化数公式:n₊+n_-=-21gf_MX/1gφ_ρ,对KClO₄在这些混合溶剂中的情况并不适用,这里n₊+n_-是正、负离子溶剂化数之和;φ_p是甲醇在混合溶剂中的体积分数。这个结果表明ClO₄^-的溶剂化层不是完全由甲醇分子所形成,非电解质也影响着ClO₄^-在这些溶剂中的溶剂化层。KNO₃的实验数据,溶解度公式和溶剂化数公式是引自李芝芬、黄子卿、刘瑞麟以前的论文。     

理论空燃比天然气汽车尾气中H2O和O2对CH4与NO反应的影响

共沉淀法制备CeZrYLa+LaAl 复合氧化物载体, 等体积浸渍法制备了Pt 催化剂, 用于研究理论空燃比天然气汽车(NGVs)尾气净化反应中CH₄与NO的反应规律. 并考察了10% (体积分数, φ)H₂O和计量比O₂对CO₂存在时的CH₄+NO反应的影响. 结果表明: 对于不同条件下的NO+CH₄反应, 主要生成N₂和CO₂, 高温区有CO生成. 低温区无O₂时可以生成N₂O, 有O₂时可以生成NO₂; 添加10% (φ)的H₂O后, CH₄ 转化活性降低, NO转化活性基本不变, 这是由于H₂O减弱了CH₄与CO₂的重整反应, 但是对CH₄与NO的反应基本没有影响; 添加计量比的O₂后, CH₄转化活性提高, 而NO转化活性降低, 这是由于O₂和NO之间存在竞争吸附, CH₄被O₂氧化为主要反应, 从而减弱了NO的转化; 同时添加计量比的O₂和10% (φ) H₂O, CH₄与CO₂的重整反应受到抑制,CH₄与NO的反应、甲烷蒸汽重整反应和甲烷被O₂氧化反应同时发生, CH₄和NO的转化活性均提高.     

静电纺丝制备多级结构TiO2微纳米纤维

通过对共轴电纺内流体溶液浓度和流速的调控得到4种具有不同内部结构的TiO₂微纳米纤维, 即具有“微孔”、“囊泡”、“竹节”和“管”状结构的TiO₂微纳米纤维, 实现了对纤维内部结构的有效控制, 对于新型仿生中空纤维的研究具有重要意义.     

C12EO4与氨丙基三乙氧基硅烷水溶液自组装和流变性研究

研究了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和非离子表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(C₁₂EO₄)水溶液的相行为、溶液自聚集作用和流变性, 小角度X-射线散射(SAXS)、低温透射电子显微镜(cryo-TEM)和氘谱核磁共振(²H NMR)测定确定了溶液中聚集体结构, 测定了聚集体混合物溶液的流变性质. 结果表明: 随着溶液混合物组分的变化, 溶液聚集体结构发生了改变, 在L_α相区内, 恒定C₁₂EO₄浓度, 随着APTES浓度增加聚集体结构由高曲率聚集体转变为低曲率的层状结构; 而在恒定APTES浓度时, 随着C₁₂EO₄增加, L_α相由低粘弹性的囊泡溶液转变为粘弹性极高的密堆积囊泡和平面层状结构共存的类凝胶相, 溶液聚集体结构和结构转变是由于APTES水解产物插入至C₁₂EO₄胶束引起的. 非离子表面活性剂和氨基硅烷混合物溶液相结构及结构转变的新结果对于完全理解该类混合物的实际应用, 特别是作为模板合成硅材料的应用具有重要理论意义.     

Fe-Al-Mg-MMH/钠质蒙脱土分散体系触变性研究

研究了Fe-Al-Mg型混合金属氢氧化物(简称MMH)/钠质蒙脱土(简称MT)分散体系的触变性,发现在不同MMH/MT质量比(R)条件下,分散体系可分别呈现正触变性和负触变性.在所研究的R范围(0～0.091)内,随R增大,体系的触变性发生正触变性-复合触变性-负触变性的转化.考察了高速剪切分散后,测定粘度变化前的静置时间(ts)和测定粘度时的剪切速率(DL)对触变性的影响.探讨了各种触变性产生的原因,提出了“分散粒子-空间连续网络结构-密实聚集体”和“分散粒子-密实聚集体-密实聚集体簇”机理,较合理地解释了观察到的复合触变现象.     

SiO2-PEG凝胶体系织构特性的研究

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,以不同分子量的聚乙二醇(PEG)为改性剂,制备结构可控的多孔SiO₂干凝胶.结果表明:PEG限制了TEOS的水解反应,进而对溶胶粒子的表面进行修饰,形成“粒子团-PEG”聚集体及短程有序的环状网络结构,由此对SiO₂干凝胶的结构性质进行调控.经真空热处理后,PEG等有机残留物被脱除的同时,SiO₂-PEG干凝胶柔性骨架得到加强,孔分布更趋集中,干凝胶结构的热稳定性得到进一步提高.     

溶液中柔性树枝状高分子的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了柔性树枝状高分子在无热溶剂中的静态和动态行为. 模拟结果表明: 在分子尺寸和回转半径Rg满足标度律Rg~N1/5(G+1)2/5P2/5(其中N为树枝状分子的聚合度, G为代数, P为链节长度, g为子代代数)时; 随着代数的增加, 树枝状分子和硬球的静态结构因子相似, 表明其内部结构发生了由“类星形”向“近球形”转化. 随着树枝状分子代数和链节长度的增加, 出现了“单元”(Monomer)密度几乎不变的区域. 树枝状分子的回折能力随着链节长度的增加而增强, 随着代数的增加而减弱. 树枝状分子各子代的运动能力不同, 与内层子代相比, 外层子代在短时间内扩散较慢, 但其松弛较快. 相对于Rouse指数, 树枝状分子“单元”运动的标度更接近Zimm指数.     

一种在室温合成具有宽带隙CdS的简单方法

采用简单的磁控溅射方法, 在室温合成了CdS多晶薄膜. 在溅射CdS多晶薄膜过程中, 分别在Ar 气中通入0%、0.88%、1.78%、2.58%和3.40% (体积分数, φ)的O₂, 得到不同O含量的CdS多晶薄膜. 通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见光谱仪对得到的CdS多晶薄膜进行表征.分析结果表明: O的掺入能得到结合更加致密, 晶粒尺寸更小的CdS多晶薄膜; 与溅射气体中没有O₂时制备的CdS多晶薄膜的光学带隙(2.48 eV)相比, 当溅射气体中O₂的含量为0.88%和1.78% (φ)时, 制备得到的CdS多晶薄膜具有更大的光学带隙, 分别为2.60和2.65 eV; 而当溅射气体中O₂的含量为2.58%和3.40% (φ)时, 得到的CdS光学带隙分别为2.50 和2.49 eV, 与没有掺杂O的CdS的光学带隙(2.48 eV)相当; 当溅射气体中O₂的含量为0.88% (φ)时, 制备的CdS多晶薄膜具有最好的结晶质量. 通过磁控溅射方法, 在溅射气体中O₂含量为0.88% (φ)条件下制备的CdS多晶薄膜表面沉积了CdTe 多晶薄膜并在CdCl₂气氛中进行了高温退火处理, 对退火前后的CdTe多晶薄膜进行了表征. 表征结果显示: CdS中掺入O能得到结合更紧密、退火后晶粒尺寸更大的CdTe多晶薄膜. 通过磁控溅射方法, 在CdS制备过程中于Ar 中掺入O₂, 在室温就能得到具有更大光学带隙的CdS多晶薄膜, 该方法是一种简单和有效的方法, 非常适用于大规模工业化生产.     

尼龙短纤维/白炭黑填充天然橡胶的流变与动态力学行为

以尼龙短纤维(NSF)增强天然橡胶(NR)混炼胶为研究体系,以马来酸酐接枝天然橡胶(MNR)为增容剂,考察增容剂、NSF含量对NR/NSF母胶动态流变行为的影响;将NR/NSF母胶加入30份白炭黑(Si O2)填充NR混炼胶中,对比研究NR/NSF、NR/NSF/Si O2混炼胶的线性与非线性流变行为及动态力学行为,采用修正的两相模型分析"粒子相"的增强作用,探讨硫化胶储能模量E'和损耗因子tanδ的变化.结果表明,MNR影响NSF在基体中的分散性和NSF/NR混炼胶的动态流变行为;高填充Si O2和少量NSF之间存在协同增强作用,使NR/NSF/Si O2混炼胶的补强因子和应变放大因子均高于NR/NSF混炼胶,显著增加"粒子相"的黏性与弹性贡献,限制"粒子相"的松弛;硫化胶的E'和tanδ峰值随NSF体积分数增加分别升高和降低.     

NEPE推进剂固化交联的流变学研究

采用动态流变学方法研究了硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂的固化历程. 结果表明, 推进剂固化初期(黏流态)的储能模量(G′)和损耗模量(G″)随时间增加缓慢增大, G′gel)缩短, 但推进剂在凝胶点和固化结束时的储能模量G′_gel(622~781 Pa)和G′_∞(831.1×10³~868.3×10³ Pa)的变化不大. 推进剂在固化初期(反应控制阶段)符合一级反应动力学关系, 推进剂的固化过程符合Hsich动力学模型, 由反应速率常数(k_c)、凝胶时间(t_gel)和特征松弛时间(τ)得到推进剂的表观反应活化能ΔE_c, ΔE_g和ΔE_τ分别为129.6, 122.1和120.6 kJ/mol.     

水杨酸盐敏化BaF2∶Tb3+纳米粒子中的Tb3+离子发光

采用水热法制备了均匀、单分散的BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子,并采用离子交换法制备了水杨酸钠敏化的BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子(SS-BaF₂∶Tb³⁺)。 系统地研究了样品的结构、形貌和光致发光性质。 结果表明,监测Tb³⁺离子在547 nm的⁵D₄→⁷F₅跃迁,SS-BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子获得了从200 nm到385 nm波长范围宽的激发带;激发SS的π-π^*电子跃迁吸收,由于SS到Tb³⁺的能量传递(“天线效应”),SS-BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子产生了增强的Tb³⁺离子绿光发射;敏化纳米粒子中Tb³⁺离子光致发光寿命比未敏化纳米粒子中Tb³⁺离子寿命长。     

苯的硝基和叠氮基衍生物的理论研究

在密度泛函理论B3LYP/6-31G*水平下优化了91个苯的硝基(NO₂)和叠氮基(N₃)衍生物的分子几何构型, 预测了它们的密度和生成热, 采用Kamlet-Jacobs方法计算了爆速和爆压, 筛选得到11种爆轰性能较好的高能量密度化合物(HEDC), 计算了它们的多个可能的热解引发键的键离解能(BDE)以及按“氧化呋咱机理”分解时的活化能(E_a). 结果表明, 当分子中有NO₂与N₃相邻时, 分解按“氧化呋咱机理”进行, 分解反应的E_a均大于100 kJ/mol|分子中没有NO₂和N₃相邻时, 热解始于C-NO₂或C-N₃均裂, 裂解的BDE都大于200 kJ/mol. 只含NO₂或N₃的7个物质的稳定性好于同时含NO₂和N₃的物质, 而只含N₃的物质的稳定性又好于只含NO₂的物质, 五叠氮苯和六叠氮苯具有很出色的爆轰性能和稳定性. 无论是能量还是稳定性方面, 筛选得到的11种物质基本符合HEDC的要求.     

中间嵌段为亲水性的BAB型三嵌段共聚物水溶液中初级聚集体的二次聚集行为研究

采用TEM和AFM研究了PS(聚苯乙烯)₄₃-b-PEO(聚氧乙烯)₄₅-b-PS₄₃和PS₃₉-b-P4VP(聚4-乙烯基吡啶)₉₈-b-PS₃₉三嵌段共聚物在水介质中的球形胶束、囊泡和蠕虫状胶束之间的二次聚集行为.实验发现,初级聚集体的二次聚集具有不同的复杂程度.对称性的初级聚集体,如球形胶束和囊泡,其二次聚集表现出球形对称性;而非对称性初级聚集体(如蠕虫状胶束)二次聚集开始倾向于非对称性.BAB型的嵌段设计有利于初级聚集体的二次聚集发生.     

等规聚丙烯/炭黑等温结晶过程中流变与导电行为的关联与同步测试

采用流变-导电行为同步测试方法,研究了等规聚丙烯(iPP)/炭黑(CB)复合体系的等温结晶行为,发现当CB体积含量φCB远高于渗流转变上限时,其体系的流变行为与导电性能均在某一特征时间处发生突变,电阻突变的特征时间短于动态储能模量(G′)或法向应力(FN)突变的特征时间,表明结晶诱导期存在CB粒子运动,促使CB粒子在晶粒尺寸增长期形成渗流网络;另一方面,与静态方法相比较,动态方法所测特征时间较短,表明动态方法对体系结晶结构变化的响应较静态方法更为灵敏.