外电场下交联聚乙烯电介质材料分子结构变化及其电老化微观机理研究

为了从微观角度分析交联聚乙烯(XLPE)材料的电树枝老化,本文采用分子模拟方法计算并优化得到了XLPE分子结构.沿着聚乙烯链施加不同大小电场强度,分析交联聚乙烯分子的几何结构、偶极矩、极化率、电荷分布、前线轨道能量和红外光谱变化规律.计算结果表明,随着外电场的增大,交联聚乙烯分子红外光谱发生较大变化;当外施电场达到0.026a.u.后,红外光谱图中出现虚频,表明分子空间结构不再稳定,易发生断键;另外从前线轨道图的变化可以看出断键现象最先发生在交联聚乙烯链端部;沿着电场方向,原子所带电荷量由交联处向端部转移,当外施电场达到0.029a.u.后,链端部的C-H和C-C键断裂产生H·和CH_3·自由基.游离的自由基会形成空间电荷并发生积聚,产生局部较大场强,从而进一步影响交联聚乙烯链的空间结构.而电介质内部微观特性的变化必定会导致交联聚乙烯材料绝缘性能的下降,这些变化对揭示交联聚乙烯电缆电树枝形成的微观规律具有重要研究意义.     

聚乙烯吡咯烷酮对油中酚类物质的吸附性能

煤焦油中酚类物质的有效分离,可实现其高附加值利用。针对酚类物质的分离,本研究采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为吸附剂,研究了其对模型油中邻甲酚、间甲酚、对甲酚、1-萘酚和2-萘酚等的吸附性能。研究发现,PVP对酚类物质具有较大的吸附容量,其中对间甲酚、对甲酚、1-萘酚和2-萘酚的最大吸附量均可达1000 mg/g以上。同时发现,PVP上的Lewis碱性位点(C=O和C-N)可与酚羟基之间形成氢键作用,该作用的强度受酚类物质空间位阻影响。PVP具有一定的吸附选择性,在苯并呋喃或喹啉存在下,依然能够有效吸附2-萘酚。此外,使用过的PVP可再生并重复利用,同时实现酚的回收。可见,PVP是一种可用于分离煤焦油中酚类物质的优良吸附剂。     

高效液相色谱-串联质谱法测定塑料中的1-甲基-2-吡咯烷酮

建立了测定塑料中1-甲基-2-吡咯烷酮含量的高效液相色谱–串联质谱法。以丙酮为提取剂,于室温下用超声波提取样品中的1-甲基-2-吡咯烷酮,提取液于35℃旋蒸至干,经甲醇溶解后,过0.22μm有机系滤膜。采用Innovation~(TM) C_(18)色谱柱(15 cm×2.1 mm,3.0μm)进行分离,用电喷雾电离(ESI)源、正离子模式进行扫描,以多反应监测模式检测。在优化的实验条件下,1-甲基-2-吡咯烷酮的质量浓度在1～50 ng/mL范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系,线性相关系数为0.999 8,方法检出限为0.18μg/kg,样品加标回收率为75.0%～93.7%,测定结果的相对标准偏差为1.2%～2.8%(n=6)。该方法样品处理简单、快速,适用于塑料中1-甲基-2-吡咯烷酮的日常检测。     

过载作用下聚乙烯疲劳裂纹扩展行为研究

论文针对中密度聚乙烯材料(MDPE)，采用平板试样进行了I型疲劳裂纹扩展和单次过载下裂纹扩展试验．发现与金属材料类似，单次拉伸过载对聚乙烯(PE)的疲劳裂纹扩展有明显的迟滞作用，降低了裂纹扩展速率．试验还通过变载荷刻线法获取疲劳裂纹扩展前缘的实际形貌和变化规律，对常规变载荷刻线方法进行了调整和验证，其修正方法对高分子材料的疲劳裂纹扩展前缘刻线具有较好的效果．通过观察发现含楔形塑性区的裂尖钝化是裂纹迟滞的主要原因．过载引入的塑性区内残余应力对裂纹迟滞也起了重要作用．论文利用Dugdale模型计算了塑性区尺寸，使用基于残余应力的Wheeler模型对过载迟滞进行了很好的拟合．     

用于聚乙烯表面改性的紫外光接枝技术

从STS角度出发,结合新课标高中化学高分子知识,介绍一种聚乙烯表面改性技术———紫外光接枝技术,供一线高中化学教师用于拓展高中生的高分子化学知识。     

UHMWPE纤维的超临界CO_2辅助渗透预处理研究

利用Minitab软件设计实验,以超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)为原料,研究了在不同的超临界CO_2流体状态下,处理压力、温度和时间等因素对三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)渗入率的影响,确定了最佳因素设置范围;通过单因子实验优化了超临界CO_2处理工艺,并对经过电子束辐照的UHMWPE纤维凝胶含量和蠕变率进行了测试。研究结果表明:处理温度对TMPTMA的渗入率影响最大,其次为压力,时间的影响最小,确定了最优工艺条件为处理压力25MPa,温度80℃,时间30min;TMPTMA渗入率越高,电子束辐照后UHMWPE纤维的增感辐照交联效应和抗蠕变效果越好。     

纳米银的制备及抑菌性能研究

本文主要采用液相还原法,以硼氢化钠为还原剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,通过改变反应条件制备银纳米颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制得的纳米银的结构和形貌进行表征,并统计所制得的纳米银溶胶的粒径,结果表明：当m_AgNO3∶m_PVP=1∶20时,所制得的纳米银颗粒均一性较好,此时粒径约10 nm;同时,利用紫外-可见分光光度计(UV-vis)对所制得的纳米银的光学性能进行研究;并研究纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果,结果显示,用此法制得的纳米银对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的均显示出较好的抑菌效果。     

改性超支化破乳剂的合成及其破乳性能评价

采用新癸酰氯(C₁₀H₁₉CIO)对超支化聚乙烯亚胺(HPEI)进行改性,合成了双亲性超支化破乳剂HPEI-C₁₀,并对其化学组分、热稳定性及润湿性进行了表征。考察了破乳剂的质量浓度、破乳温度、沉降时间以及pH对HPEI和HPEI-C₁₀的破乳效率的影响,并借助偏光显微镜观察破乳过程。结果表明：在质量浓度为50 mg·L^-1、破乳温度为20℃、沉降时间为30 min以及pH为6的条件下,HPEI-C₁₀破乳效率可达91.95%。HPEI-C₁₀在破乳温度为20～60℃时的破乳效率均大于90.00%。与HPEI相比,HPEI-C₁₀具有添加量少、适用温度范围广和沉降时间短等优势,为HPEI-C₁₀的广泛应用提供了数据支撑。     

带有不同取代基的α-二亚胺镍催化剂催化乙烯聚合的研究

设计并合成了两种苊环带有羟基、苯胺上带有不同取代基的α-二亚胺Ni(Ⅱ)催化剂Cat-F和Cat-OCH_3,研究了两种催化剂在一铝二乙基铝的作用下催化乙烯均聚的催化性能。研究表明,温度和压力对催化剂活性的影响较大。此外,采用差示扫描量热仪(DSC)、碳谱核磁(~(13)C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等仪器对聚合产物进行了测试,分析了聚合条件对聚乙烯的熔点、支化度、平均分子量及其分布的影响。     

聚乙烯亚胺修饰磁性纳米材料固相萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中痕量Mo(Ⅵ)

以聚乙烯亚胺(PEI)和二氧化硅包覆四氧化三铁(SiO2-Fe3O4)为原料,通过加热搅拌,制备了聚乙烯亚胺修饰磁性纳米材料(PEI-SiO2-Fe3O4)。利用红外光谱、扫描电镜和振动样品磁强计对PEI-SiO2-Fe3O4进行了表征。将PEI-SiO2-Fe3O4作为吸附剂应用于Mo(Ⅵ)的磁固相萃取,结合火焰原子吸收光谱,建立了一种检测水样中痕量Mo(Ⅵ)的新方法。该方法对Mo(Ⅵ)的线性范围为10~200 μg/L,检出限(LOD,S/N=3)为1.3 μg·L-1,定量下限(LOD,S/N=10)为4.3 μg/L,富集因子达172。应用建立的方法分析了环境水样、饮用水和工业废水中的Mo(Ⅵ),加标回收率为91.0%~110%,相对标准偏差(RSD)为0.90%~6.1%。该方法具有前处理速度快、灵敏、准确等特点,适用于各种水样中痕量Mo(Ⅵ)的检测。