长链支化聚丙烯结晶行为及发泡性能研究

通过广角X射线衍射(WAXD)、示差扫描量热(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了长链支化聚丙烯(LCBPP)和线性等规聚丙烯(PP)的结晶行为.WAXD和DSC的结果显示LCBPP样品有利于β结晶,出现了少量β晶.DSC和POM的结果显示在等温结晶过程中长链支化结构起到促进异相成核和细化晶粒的作用,LCBPP样品的结晶温度提高,结晶速度增大,球晶尺寸显著减小.采用间歇釜式超临界二氧化碳发泡法对LCBPP和线性PP样品进行发泡,由于LCBPP结晶温度高,结晶速率更快,有利于泡孔的固化定型,可以提高发泡温度,研究结果表明在相同的发泡压力下LCBPP样品发泡温度窗口较宽,为5 K左右,而线性PP样品的发泡温度窗口较窄,仅为2 K左右,同时在相同的发泡条件下LCBPP样品的发泡倍率较大.     

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.     

双峰泡孔结构聚苯乙烯材料的制备

以超临界二氧化碳(Sc-CO2)为物理发泡剂,在高压釜中采用两种温度设定方式和降压对聚苯乙烯(PS)进行发泡,测试、分析发泡样品的泡孔结构、泡体密度和断面润湿性能.结果表明,仅通过降压只获得单峰的泡孔结构,而升温与降压协同作用可获得双峰的泡孔结构,大、小泡孔分别在升温和降压阶段成核形成;在发泡温度100℃、饱和温度30~70℃下制备的发泡样品中,大、小泡孔的平均直径分别为50~216和10~15μm.大泡孔的直径较大和密度较高都有利于降低样品的泡体密度,最低达0.15 g/cm3.单峰泡孔结构能在一定程度上提高样品断面的疏水性,使静态接触角(CA)从PS的本征值(87.1°)增大至138.8°;双峰泡孔结构可赋予样品断面更高的CA(155.1°),呈现超疏水特性.     

微孔对HDPE缺口冲击强度及断面形貌特征的影响研究

在-196℃～+23℃的温度范围内,系统测试了微孔发泡和未发泡高密聚乙烯(HDPE)的Izod缺口冲击强度,进行了动态粘弹谱(DMA)和冲击断口系统观察分析.根据实验结果,研究了外加冲击力场作用下微发泡高密度聚乙烯变形断裂过程和机理,揭示了微孔的存在导致一定实验温度下的材料变形断裂机制发生了变化,微孔的引入一方面减小了试样(材料)的有效承载面积,另一方面导致HDPE试样芯部基体材料的应力状态改变为平面应力状态,易于在冲击载荷下产生塑性变形或在低温脆断条件下裂纹尖端钝化阻止裂纹扩展,其综合作用的结果导致微孔发泡和未发泡HDPE的Izod缺口冲击强度随实验温度的变化规律存在差异,且实验温度高于-35℃时,微孔发泡HDPE的缺口冲击强度低于未发泡的,实验温度低于-35℃后,微孔发泡HDPE的缺口冲击强度高于未发泡的.     

低含量聚乳酸对微孔发泡聚丁二酸丁二醇酯泡孔结构的改善

通过挤出制备了可生物降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和3种聚乳酸(PLA)含量(7 wt%、15 wt%和20 wt%)的PBS/PLA共混物样品,采用超临界二氧化碳作为物理发泡剂对样品进行间歇发泡,研究发泡样品的泡孔结构,并分析其形成机理.在120oC发泡温度(Tf)下,借助PLA对PBS熔体黏弹性尤其是熔体强度的改善,获得了分布较均匀、形状较规则、直径较小(平均值约10μm)的微孔;共混物发泡样品的直径分布明显变窄,且符合高斯分布,这归因于细小的PLA相较均匀地分布于PBS基体中.进一步地,研究Tf对PBS和PLA含量为15 wt%的PBS/PLA共混物发泡样品泡孔结构的影响.结果表明,加入15 wt%的PLA使PBS的Tf下限从115oC降低至110oC,并显著改善了较高Tf(120和125oC)下制备的发泡样品内泡孔结构的均匀性.     

基于熔融接枝烷基链提升聚丁烯发泡行为研究

聚烯烃材料引入长支化结构,能够提升材料熔体强度和异相成核作用,使聚合物具备更加优异的发泡性能,从而扩宽材料的应用领域.本文利用甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)熔融改性聚丁烯(PB),发现其链段缠结程度提升,发泡行为改善.通过红外谱图的化学结构分析以及材料的力学性能分析,发现随着SMA添加量的增加,材料拉伸强度降低,冲击强度呈现先升高后降低的趋势.示差扫描量热(DSC)的分析结果表明改性PB的结晶度下降.采用间歇釜式法制备PB发泡珠粒,利用扫描电子显微镜(SEM)研究发泡珠粒泡孔结构,结果表明：SMA改性后,发泡珠粒平均泡孔尺寸、孔径分布、泡孔密度都得到改善,发泡温度窗口加宽且发泡稳定性提升.当添加SMA达到3份时,珠粒平均泡孔直径为12.3μm,泡孔密度可达38×10~7个/cm~3,发泡倍率接近12倍,其中泡孔密度和发泡倍率分别是纯PB发泡珠粒的9.2倍和1.6倍.本文的研究成果为PB作为发泡材料奠定了工业化基础.     

基于相形态的微孔发泡PP/POE共混物泡孔结构调控

采用挤出共混制备3种不同相形态的厚壁聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物样品,并对样品在110℃发泡温度下进行高压釜发泡.利用共混物相形态以及两相黏弹性和超临界二氧化碳溶解度的差异,有效地调控厚壁样品内泡孔的形状、分布和尺寸等,获得了3种典型的泡孔结构.分散相呈椭球状液滴的80/20 PP/POE共混物发泡后泡孔呈椭球状,且两者具有相同数量级的平均直径和密度;分散相呈长纤维状的80/20共混物发泡后泡孔呈长孔状,两者的平均直径较为接近.呈部分共连续相结构的60/40共混物发泡后形成了具有较高连通度的开孔结构.进一步地,通过改变发泡温度,获得了更接近共混物中液滴状分散相平均直径和密度的近似球状的泡孔以及具有更高连通度的开孔结构.     

微孔聚乳酸支架材料的热稳定性与动态热机械特性

采用无溶剂二氧化碳固态发泡技术,在2.5、3.5、4.0和5.0 MPa饱和压力下制备了泡孔孔径为350-20μm的聚乳酸支架材料.利用热重分析技术、动态热机械分析技术和扫描电子显微镜技术,测定了材料的起始分解温度、分解速率、储存/损耗模量和损耗因子等参数,并利用Kissinger、Ozawa-Doyle和Vyazovkin方程进行了热分解动力学计算,推算了氮气环境下材料的降解时间和使用寿命.结果表明,随着发泡压力的减小,支架材料的泡孔孔径增大,材料的柔韧性增强,表观活化能降低,降解时间缩短.     

利用水的相变热调控聚丙烯发泡材料的泡孔结构

为了控制发泡体内部泡孔结构,以制备聚丙烯(PP)泡沫为例,提出在CO2作为发泡剂进行物理发泡过程中,以水为助发泡剂,利用其发泡过程中汽化吸热,原位冷却发泡体内部.将PP与聚乙二醇(PEG)熔融共混制备共混物(PP/PEG),PEG的存在赋予了共混物吸水的能力.采用红外线成像仪测试发泡体表层和芯部温度,利用扫描电子显微镜表征了泡孔结构.结果表明,与纯PP发泡体相比,在同样发泡条件下,PP/PEG共混物发泡体内部温度明显降低,内部与表层泡孔结构相近,且发泡倍率提高.进一步分析讨论了PP/PEG共混物发泡体内部温度明显降低的机理.这种方法适用于不同聚合物体系和不同发泡工艺,如:模压、挤出、釜式发泡工艺.     

银掺杂对稀土锰钙钛矿输运性质的影响

将La0.67Sr0.33MnO3,Ag2O及TiO2粉混合经高温烧结后制备了两个系列钙钛矿相与金属Ag相的复合体系,通过改变Ti及Ag在样品中的含量,比较研究了材料的输运特性.0.07摩尔比Ti4+离子的掺杂能有效地把居里温度降至室温,而Ag的掺杂使材料的导电性明显增强.在顺磁高温区,材料的电导满足极化子跃迁机制,说明该复合体系中钙钛矿材料仍是系统的主要导电通道.室温下从Ag摩尔比z=0.30样品中得到最大的磁电阻,约为32%,是La0.67Sr0.33MnO3样品的8倍,也是未掺Ag样品的1.6倍.结果表明,采用Ag复合方法是提高钙钛矿材料室温磁电阻的有效手段.     

以废玻璃制备泡沫玻璃及其性能研究

发泡玻璃是一种新兴的隔热、隔音材料,为了实现废玻璃资源化利用,以废玻璃为原料,以CaCO_3为发泡剂、以Na_3PO_4作为稳泡剂、以H_3BO_3作为助溶剂,经过高温熔化、发泡、退火等过程,制备出泡沫玻璃,并研究了发泡剂含量和发泡温度对泡沫玻璃表观性能、隔热性能和力学性能的影响。     

Adventages and limits on usage of thermal methods in complex systems

In order to increase the nutrition value of bread, one of the most commonly used foodstuff all over the world, different additives are used in bread processing. In this paper we describe the thermal changes in bread and that of with 0.5% crude soybean lecithin additive. Their thermal stability has been investigated by TG, DSC and EGD methods. The thermal changes were also followed of soy products, lecithin and lysine, ingredients used as bread additives in order to check if they may suffer any thermal degradation during the baking process. The data obtained can be of use only for qualitative conclusions. According to the obtained data at the usual bread baking temperature only the additives in crust may partly decompose while in the crumb, at lower temperatures the additives, due to baking, are not damaged. The thermal methods give a possibility for rapid estimation of processes induced by heat effects in additives during the baking, and they are suitable to detect the changes during the bread-making procedure. However, they are neither suitable to provide any quantitative data on these changes nor facts affecting the nutrition value and of the bread.     

煤矿用聚氨酯水玻璃复合灌浆材料的研究

通过一次性投料制备不同配比的聚氨酯预聚体,加入不同量的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和一定量的乳化剂制成组分A,水玻璃为组分B,得到双组份灌浆材料。对体系黏度、反应速率、温度和固结体抗压强度进行表征。结果表明,DBP对体系黏度的调节、延缓反应速率、降低反应温度均有显著作用,得到的固结体密实不发泡,抗压强度达16.87MPa,可作为加固材料使用。     

微孔发泡聚合物基导电复合材料的研究进展

概述了用超临界流体作为物理发泡剂对聚合物基导电复合材料进行微孔发泡的基本原理,总结了聚合物基导电复合材料及其微发泡复合材料的几种导电机理,简要介绍了近年来微孔发泡聚合物基导电复合材料电学性能的研究现状。并从微发泡聚合物基导电复合材料的基体特性、所使用的导电填料类型、导电填料的含量、填料在基体中的分散方法及微发泡复合材料的泡孔形态等几个方面,分析了影响微孔发泡聚合物基导电复合材料电学性能的主要因素,并展望了新型微孔发泡聚合物基导电复合材料的研究和发展趋势。     

可变色形状记忆材料

以聚乙烯醇和单宁酸为原料制备出了形状记忆水凝胶,以乙二胺四乙酸、二水合氯化铜、六水合氯化镁、氧化铝为原料制备出了无机热致变色材料,以结晶紫内酯、硼酸、十六醇为原料制备出了有机热致变色材料,并将形状记忆材料与热致变色材料结合,成功制备出了两种既能记忆形状又能变色的新型复合高分子材料。本实验原料简单易得,方法简便,并与本科阶段有机化学、无机化学、仪器分析、精细化学品化学等课程中所学习的自由基聚合反应、化学交联、络合反应等知识结合,可作为本科教学的一个综合实验,提高学生的动手能力,激发学生学习化学的兴趣和热情。     

Utilization of Birbhum China clay,West Bengal for manufacturing of electrical porcelain insulators

The electrical porcelain insulator was fabricated using local clay raw materials collected from Birbhum, West Bengal, with the objective to evaluate its suitability as a potential raw material. The prepared electrical porcelain bodies were characterized by using instruments such as dilatometer, high voltage testing machine, and Universal Testing Machine to evaluate thermal, electrical, and mechanical properties. The prepared porcelain bodies’ microstructures and phase composition were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analysis. The measured values of the physical, mechanical, and electrical properties of the porcelain bodies consist of Birbhum clay is well within the IEC 60672-2 specification and also comparable with the standard bodies which contain Rajmahal China Clay.     

Alkylpolyglycoside: Carbohydrate Based Surfactant

Carbohydrates are growing important renewable raw material for surfactant industry. The development of surfactants based on carbohydrate and vegetable oils is the result of the product concept based on the exclusive use of natural resources. Sugar based surfactants are gaining increased attention due to advantage with regard to performance, health of consumer and environmental compatibility compared to some standard product.

Alkylpolyglycoside (APG) is nonionic surfactant prepared from renewable raw materials namely glucose and fatty alcohol. Such products are expected to exhibit surface‐active properties due to the presence of the hydrophilic sugar moiety and the hydrophobic fatty alcohol residues. This article deals with the synthesis of alkylpolyglycoside and the study their surface active properties.

APG was prepared by using fatty alcohol varying in chain length from C8‐C18.

Effect of alkyl chain length of APG on the basic characteristics such as surface tension, interfacial tension, lime soap dispersing power, detergency, foaming, and wetting were studied.

Alkylpolyglycoside prepared from octanol, decanol, and dodecanol are water soluble and shows good surface active properties where as those prepared from long chain fatty alcohols were water insoluble and, therefore, not evaluated for their surface active properties. Incorporation of APG in toilet soap was studied.     

Phosphorus flame retardant polybenzoxazine foams based on renewable diphenolic acid

Flame retardant polybenzoxazine foams were prepared in a two step process, by heating mixtures of the benzoxazine derived from renewable diphenolic acid (DPA-Bz) with 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO) or 9,10-dihydro-9-oxa-10-(1-hydroxy-1-methylethyl) phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO-2Me) as additives. In the first step partial curing was achieved at different times and temperatures. In the second step, these materials underwent self foaming when heated at 220 °C. By means of a factorial design 2³ the effect of curing conditions and type of additive on the foam density were evaluated. DOPO-2Me additive was found to partially react with the DPA-Bz leading to a decrease in the glass transition temperature of the materials. The cellular structure of the foams was characterized by scanning electron microscope in terms of cell size, cell size distribution, closed-cell content and anisotropy ratio. The presence of DOPO-2Me into the solid precursors and foams greatly influenced the thermal degradation and the flame retardancy properties as evaluated by TGA, LOI and UL-94 respectively.     

类金刚石碳薄膜对碳膜导电性能的影响

以聚酰亚胺薄膜为原料,经炭化形成碳膜;进而在碳膜表面制备了类金刚石碳(DLC)薄膜,研究了制备条件对碳膜导电性能的影响.采用扫描电镜分析了薄膜的表面形貌和微观结构;采用X射线衍射仪分析了薄膜的晶体结构.结果表明,DLC薄膜的电阻率随着沉积时间的延长先减小后增加;当沉积时间达到3 h时,相应DLC薄膜的电阻率达到最小值5.66×10-5Ω.m.     

多孔酚醛树脂热解碳材料的制备与结构

用苯酚和甲醛在氨水催化下合成了可溶性酚醛树脂, 经掺杂不同质量比发泡剂(氯化锌)后在惰性气氛下进行热裂解(500～900 ℃), 制备了多孔热解碳导电材料(PPAS); 用FTIR, XRD, TG, SEM, BET等方法对所制备材料进行了结构表征, 详细讨论了发泡剂的加入对热解碳导电材料结构和性能的影响. 研究发现: 酚醛树脂经掺杂一定量发泡剂后再进行热裂解, 一方面加快了酚醛树脂分子间的脱水速度, 降低了热裂解温度范围; 另一方面, 裂解产物内部结构的微晶尺寸和层间距发生了明显变化, 未掺杂发泡剂的裂解产物呈现尖锐棱角的无定形结构, 而掺杂发泡剂的裂解产物则为多孔的球形和椭球形结构; 表面吸附实验测试结果表明, 当酚醛树脂与发泡剂的质量比为1∶3, 升温速率为30 ℃/h, 热裂解温度为600 ℃时, 热裂解产物的比表面积可达2150 m2•g－1, 平均孔径在11 Å左右.