N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物合成研究进展

聚N-烷基丙烯酰胺因表现出温度敏感的特殊性能而成为高分子领域的研究热点,具有非常好的应用潜力。本文评述了线性和聚凝胶化N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物的合成研究进展,分别介绍了水溶液自由基聚合合成线性N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物的研究进展和化学交联、物理交联、辐射交联聚合凝胶化N-烷基丙烯酰胺温敏聚合物的合成研究进展,并对线性温敏聚合物和凝胶化文敏聚合物合成方法优缺点、单体选择、应用范围进行了讨论。     

铷离子-铷原子混合阱飞行时间谱的拟合和仿真模拟

离子-原子混合阱是研究带电粒子-中性粒子低温反应的理想平台,直接甄别反应产物最准确的方法是带电粒子飞行时间谱,飞行时间谱峰的强度、位置(飞行时间)和宽度给出了相应带电粒子的强度和动能(温度)等信息.本文通过分析和模拟铷离子-原子混合阱中的飞行时间谱,获得了不同荷质比的离子绝对强度和温度等信息.具体说,首先使用Gumbel型极值分布函数飞行时间谱的谱峰,获得谱峰强度、位置和宽度等信息.然后对实验建模得到耦合的原子数和总带点离子的速率方程,用这些速率方程拟合实验数据,并结合实验测量到的绝对原子数,获得绝对的离子数强度.由此提供了一种标定探测器(本文使用的是微通道板)的方法.改变电离激光的波长和强度得到的标定因子是一致的,表明了这种方法的可靠性.此外,利用COMSOL Multiphysics模拟实验的飞行时间谱,仿真模拟结果表明离子动能大,谱峰宽度窄.本文对飞行时间谱的强度和宽度分析为冷原子光电离过程的离子-原子反应碰撞和带电粒子温度弛豫奠定了基础.     

AlGaN/GaN抛物量子点的尺寸相关三阶非线性极化率研究

在有效质量近似框架下,通过求解AlxGa1－xN/GaN自组织圆柱形量子点的薛定谔方程,计算了量子点中导带电子在两个正交方向：Z‖和Z⊥方向上产生的三阶非线性极化率.计算中,电子的运动受到自组织量子点的抛物型束缚势和内建压电场的影响.计算表明,量子点的三阶非线性极化率的数量级达到了10－14m2/V2.进一步在Z‖和Z⊥方向上,考察了三阶非线性极化率与两个方向上的抛物束缚势的频率ωp、ωz,量子点的高度L,半径R,Al的含量x之间的关系.     

耐水解高吸水树脂的合成与性能研究

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)为主要原料,以二乙烯基苯(DVB)为交联剂制备出P(AMPS+AA)高吸水膨胀树脂,考察了AMPS与AA配比、中和度、交联剂种类与用量、LAS加量等合成工艺对吸水树脂性能的影响。研究结果表明,在丙烯酸系吸水树脂中引入AMPS结构单元,有利于提高树脂在盐水中的吸液能力,改善高吸水树脂的耐盐性;在以DVB为交联剂制备P(AMPS+AA)树脂时,LAS加量对树脂性能影响显著,当DVB用量为0.3%-0.45%、十二烷基苯磺酸钠用量0.15%-0.3%时,制备的P(AMPS+AA)树脂具有较高吸水能力,并且其稳定性比N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)交联的树脂优良,在高温碱性或酸性条件下显示出良好的耐水解性能。     

氯化镁/聚乙二醇复配增塑剂热塑加工聚乙烯醇

采用氯化镁和聚乙二醇对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性, 并利用熔融加工方法制备了PVA薄膜.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TGA)方法研究了由氯化镁和聚乙二醇组成的复配增塑剂与PVA的相互作用及复配增塑剂对PVA结晶性能、热性能和力学性能的影响.结果表明, 由氯化镁和聚乙二醇组成的复配增塑剂能有效地破坏PVA自身的氢键, 降低PVA的结晶度和熔融温度, 提高PVA的热稳定性并扩展PVA的热塑加工温度窗口.由复配增塑剂通过热塑加工方法制得的PVA薄膜具有较好的力学性能, 拉伸强度为31 MPa, 断裂伸长率为466%.     

氯化镁增塑改性聚乙烯醇

以氯化镁为增塑剂, 采用流延法制备了增塑改性聚乙烯醇(PVA). 研究了氯化镁与PVA的相互作用以及氯化镁增塑改性PVA的结晶性能、 热性能和机械性能. 研究结果表明, 氯化镁能与PVA大分子发生较强的相互作用, 从而破坏PVA分子链内和链间的氢键, 降低PVA的结晶度. 氯化镁对PVA的热性能影响显著, PVA在加入氯化镁后的热分解过程由纯PVA的两段失重过程转变成三段失重过程. 氯化镁可有效增塑PVA, 其玻璃化转变温度降低, 拉伸强度下降, 断裂伸长率上升, 储能模量下降.     

离子液体增塑改性玉米淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的结构与性能

为考察离子液体对淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的作用效果,降低淀粉/PBS的脆性,以离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM]Cl)作为增塑改性剂通过熔融共混法制备了玉米淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混材料,采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射分析(XRD)及力学性能测试方法研究了[BMIM]Cl对淀粉/PBS共混材料结构和性能的影响.结果表明,[BMIM]Cl能与淀粉/PBS分子发生强相互作用,破坏淀粉/PBS共混物中原有的氢键与结晶结构,增强界面相互作用,改善相容性,进而改变淀粉/PBS共混材料的结构与性能;[BMIM]Cl的加入不影响淀粉/PBS的热稳定性,可使材料玻璃化转变温度(Tg)、结晶温度(Tc)、冷结晶温度(Tcc)及结晶度(Xc)降低.[BMIM]Cl具有显著降低淀粉/PBS脆性的作用,使其断裂伸长率大幅度增加,拉伸强度和弹性模量降低.     

三维全碳多孔结构对亚甲基蓝吸附性能的动力学探究

采用低温-烧结法,以碳纳米管(CNTs)为基本骨架,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,制备了一种孔径可调的三维全碳多孔结构(ACPs);利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积及孔结构分析等对ACPs的形貌、组成、结构及比表面积进行了表征;考察了ACPs对模拟污染物亚甲基蓝的吸附效果.结果表明,该ACPs为内部含有大孔、介孔及微孔的三维连通孔隙结构,具有较大的比表面积.ACPs对亚甲基蓝的吸附过程符合伪二级动力学模型,对亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度ce的关系满足Langmuir等温吸附模型,由Langmuir模型计算得到ACPs对亚甲基蓝的最大吸附容量为151.3 mg/g.     

木质素磺酸钙与聚乙烯醇的相互作用及共混材料的性能

采用热分析、扫描电镜、力学性能测试方法研究了木质素磺酸钙(HLS)与PVA的相互作用及HLS对PVA热性能、结晶性能和力学性能的影响.结果表明,HLS可均匀分布在PVA基体中,HLS与PVA的FloryHuggins相互作用参数为负值(≈-0.0002),意味着HLS与PVA间存在强相互作用,具有良好的相容性,在熔融状态下可混容;HLS可降低PVA的平衡熔点,提高PVA的热分解温度,拓宽PVA的热塑加工温度窗口;HLS可抑制PVA结晶,对PVA起增强作用,使HLS/PVA共混膜的拉伸强度和杨氏模量升高,断裂伸长率减小,35%HLS可使PVA的拉伸强度和杨氏模量分别提高91.9%和604.7%.     

水轮混沌旋转的力学机理与能量演化研究北大核心CSCD

为了揭示水轮混沌旋转的生成机制,采用力矩分析方法研究了水轮混沌旋转的力学机理与能量转换问题.把Malkus水轮的数学模型转换为Kolmogorov系统,基于惯性力矩、内力矩、耗散力矩和外力矩的不同耦合模式,利用理论分析和数值仿真相结合的方法,分析探讨了Malkus水轮混沌旋转的主要影响因素和内在的力学机理.研究了水轮系统Hamilton能量、动能和势能之间的相互转换,讨论了能量与Rayleigh数之间的关系.影响水轮系统混沌生成的主要因素是外力矩和耗散力矩.通过分析和仿真得知:力矩缺失模式并不能使系统生成混沌,全力矩模式才能使系统产生混沌,即混沌发生时4种力矩缺一不可,与此同时,只有耗散和外力相匹配时系统才能产生混沌,此时水轮发生混沌旋转.引进Casimir函数分析了水轮系统的动力学行为和能量转换,并估计了混沌吸引子的界.Casimir函数反映了能量转换和轨道与平衡点间的距离,数值结果仿真刻画了它们之间的关系.