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SiO2改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及其结构性能研究

采用萃取阶段加入纳米粒子的方式,制得纳米SiO2改性的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维.借助于扫描电镜、声速法、WAXD、DSC、TMA和强力测试等手段,研究了纳米SiO2对UHMWPE纤维结构和性能的影响.结果表明,纳米SiO2粒子在UHMWPE纤维中可达到均匀分散,分散尺寸约为50～100nm;改性后纤维取向度、结晶度基本不变,纤维横向晶粒尺寸大大降低,纤维力学强度稍有增加,力学模量大大增加(由1359.2cNdtex增加到1505.9cNdtex),同时,纤维热性能和热力学性能也得到大大改善.     

提高超高分子量聚乙烯的耐磨性：交联与结晶

耐磨性能是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制品的重要评价指标,其增强机理为在摩擦表面阻止分子链滑移和脱落.改善耐磨性在本质上是形成有效的分子链整体网络.对于人工关节用交联UHMWPE模塑料,辐照改性会残存有自由基,容易造成氧化降解,破坏长期耐久稳定性.发展能够替代辐照交联的新方法,具有重要的现实意义.在本文中,我们选用不同分子量(M_w)的原料树脂,通过改变结晶热历史实现结晶度(X_c)大范围调节,以及改变γ辐照剂量调整交联密度(V_d).测定了各种样品的体积磨损率,建立X_c、V_d、M_w与磨损率的关系.研究发现,随着X_c、V_d、M_w增加,磨损率线性降低;更为重要的是,对于所有分子量的UHMWPE,通过增加结晶度能够使磨损率降至比传统辐照交联方法更低的水平.利用高结晶度改善耐磨性,由于不会引起活性自由基,从根本上消除了氧化风险,具有明显的优势.研究结果为发展新型的高耐磨人工关节用UHMWPE模塑料提...     

含环三磷腈衍生物的辐照交联聚乙烯基复合材料的制备及阻燃性能

将具有阻燃剂和辐照敏化剂双重功能的含烯丙基环三磷腈（CP-Allyl）,通过熔融共混的方式引入到由低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物组成的基体中,制备了一系列基于有机-无机阻燃复配剂的新型无卤阻燃聚乙烯基复合绝缘材料。进一步通过100～190 kGy剂量下的电子束辐照,实现了复合材料的辐照交联,并建立了辐照剂量与交联度以及材料性能的关系。研究结果表明,含有功能性环三磷腈衍生物的辐照交联复合材料具有优良的力学强度、阻燃性和电绝缘性能。力学强度在14.5 MPa以上,极限氧指数为28.2%～32.4%,电阻达到2.47×1012Ω以上,因而有希望在电线电缆领域获得应用。     

电子束辐照与电化学还原联用技术——一种用于煤炭直接液化的新方法(英文)

对电子束辐照与电化学联用技术提高煤炭液化率的新型方法进行了研究。利用高能电子束对煤炭样品进行辐照,并通过四氢呋喃萃取出辐照后的可能产物并计算其提取率。实验结果发现,提取产率随着辐照剂量的增加而增加,并得到在氧气气氛下25 kGy的最佳辐照条件。辐照的样品进一步在氢氧化钠电解液中电化学还原液化,并采用元素分析法、傅里叶红外光谱法、阴极极化曲线法、核磁共振法和计时电流法等来检测辐照对煤炭电化学还原的影响。     

电子束辐照与电化学还原联用技术——一种用于煤炭直接液化的新方法

对电子束辐照与电化学联用技术提高煤炭液化率的新型方法进行了研究。利用高能电子束对煤炭样品进行辐照,并通过四氢呋喃萃取出辐照后的可能产物并计算其提取率。实验结果发现,提取产率随着辐照剂量的增加而增加,并得到在氧气气氛下25 kGy的最佳辐照条件。辐照的样品进一步在氢氧化钠电解液中电化学还原液化,并采用元素分析法、傅里叶红外光谱法、阴极极化曲线法、核磁共振法和计时电流法等来检测辐照对煤炭电化学还原的影响。     

辐照降解茯苓多糖效应研究

采用扫描电镜、水溶性糖含量检测、紫外光谱、红外光谱等分析方法,系统研究了不同剂量~(60)Co辐照处理对茯苓多糖的降解效应。结果表明,茯苓经辐照后,微观结构上颗粒变小、形状不规则,1000kGy和1200kGy处理出现平整切口;随着辐照剂量的增大,水溶性总糖、水溶性茯苓多糖增加,且1000kGy效应最显著;紫外光谱检测结果显示,1000kGy和1200kGy辐照处理有羰基生成;红外检测结果显示,800、1000、1200kGy辐照处理后羰基均明显增加,且1000kGy和1200kGy处理间的差异不明显;说明辐照茯苓后,茯苓多糖可有效裂解为以羰基类化合物为主且相对分子质量较小的物质,并呈剂量关系。     

γ-辐照对PLLA分子量及结晶形态的影响

以左旋聚乳酸(PLLA)为研究对象,以多官能团单体三烯丙基异氰酸酯(TAIC)为交联剂,采用反应挤出技术制备了PLLA-TAIC体系,并利用60Co-γ射线源,在较低辐照剂量(Dose≤25kGy)范围内,对所制备的聚合物进行了γ-辐照。研究了γ-辐照剂量、交联剂含量对PLLA分子量和结晶形态的影响。结果表明,在0~25kGy辐照剂量范围内,PLLA-TAIC的粘均分子量(-Mη)随γ-辐照剂量的增加呈现出先升高后降低的变化趋势,辐照剂量为10kGy、TAIC含量为3份时,PLLA的-Mη提高的幅度最大;随着辐照剂量的增加,原料PLLA形成的球晶尺寸有所增大;对于γ-辐照的PLLA-TAIC体系,随着TAIC含量的增加,PLLA的结晶能力有所下降。     

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.     

辐照交联法制备锂离子电池用凝胶聚合物电解质及其性能

采用γ-射线辐照交联法制备了具有网络结构的聚偏氟乙烯-六氟丙烯/新戊二醇二丙烯酸酯(PVDF-HFP/NPGDA)基凝胶聚合物电解质(GPE). 考察了不同辐照剂量对凝胶电解质形貌结构、热稳定性和电化学性能的影响以及不同辐照剂量和不同温度下电导率的变化. 结果表明, 随辐照剂量的增加, 凝胶电解质的固化程度提高, 电导率下降. 电导率随温度的变化符合VTF方程. 当辐照剂量为5 kGy 时, 制备的凝胶电解质具有较高的离子电导率和电化学稳定窗口, 室温下分别为7.8×10-3 S·cm-1和4.7 V(vs Li/Li+). 以其为电解质制备的LiMn2O4∣GPE∣Li聚合物锂离子电池具有较好的循环性能.     

PVC／EPDM共混体辐射交联研究

研究了聚氯乙烯/三元乙丙橡胶共混体在交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)存在下的r-辐射交联效应。辐照剂量80kGy时,共混体凝胶分数可达52.4%。40kGy剂量下,凝胶分数随TMPTMA添加量而增大,随EPDM添加量先增大后呈下降趋势。测定了各条件下共混体的抗张强度T_s和体积电阻系数p_v,结果表明共混体适宜的交联条件为剂量40kGy、TMPTMA15Phr、EPDM8Phr。     

γ射线辐照对煤中自由基浓度变化和电解加氢液化的影响

利用电子顺磁共振(ESR)波谱仪对γ射线辐照前后的煤样进行了自由基的测试,结合气相色谱分析研究了辐照对煤结构的影响,并对辐照前后的煤样进行了电化学测试。结果表明,辐照可以促进煤中大分子烷烃链及杂原子的断裂,并产生氢气、甲烷等小分子量的气体,当辐照剂量为40 kGy时,自由基浓度达到最大。而自由基浓度的增大有利于煤的电解加氢液化,且当辐照剂量为40 kGy时,电流密度达到最大。     

链结构对1,2-聚丁二烯辐照行为的影响

在γ射线照射下,线型聚合物或是交联,或是裂解,或二者兼有之。这取决于聚合物的化学结构。在辐照交联过程中聚合物的交联度及裂解度与辐照剂量成比例。有的文献认为溶胶分数与辐照剂量成正比^[1],有的认为与剂量的1/2次方成正比^[2]。     

温度和pH双敏性PVME/CMCS水凝胶辐射交联制备及其性能

以聚甲基乙烯基醚(PVME)和羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料, 采用电子束辐照交联方法制备聚甲基乙烯基醚/羧甲基壳聚糖(PVME/CMCS)水凝胶, 研究了温度、pH值、CMCS含量等对PVME/CMCS水凝胶溶胀度的影响, 同时以5-氟尿嘧啶(5-Fu)作模型药物, 初步探讨了凝胶药物释放性能. 结果表明, 辐射剂量在20—40 kGy时, 凝胶分数随辐射剂量的增加而快速增加, 辐射40 kGy以后趋于平衡. 在相同辐射剂量下, 随着体系中CMCS含量的增加, 凝胶分数反而减少. 该水凝胶具有一定的温度和pH敏感性, 其低临界溶解温度(LCST)在35 ℃左右, 并且在相同时间内和25及37 ℃下的溶胀反复可逆, 表现出较快的响应性. pH<3.0和pH>5.0时, 溶胀度较大; pH值为3.0~5.0时, 凝胶网络由于静电力收缩, 溶胀度较小. CMCS含量的增加和辐射剂量的减小均可提高凝胶载药量. 药物释放时间可通过改变体系中CMCS的含量和辐射剂量来调节.     

γ 射线辐照对煤中自由基浓度变化和电解加氢液化的影响

利用电子顺磁共振（ESR）波谱仪对 γ 射线辐照前后的煤样进行了自由基的测试,结合气相色谱分析研究了辐照对煤结构的影响,并对辐照前后的煤样进行了电化学测试。结果表明,辐照可以促进煤中大分子烷烃链及杂原子的断裂,并产生氢气、甲烷等小分子量的气体,当辐照剂量为40 kGy 时,自由基浓度达到最大。而自由基浓度的增大有利于煤的电解加氢液化,且当辐照剂量为40 kGy 时,电流密度达到最大。     

辐照交联制备低分子量聚丙烯腈纤维锂硫电池正极材料及其储硫机理

通过γ射线辐照交联异型聚丙烯腈(PAN)纤维解决了低分子量聚丙烯腈半碳化中的熔融坍塌问题, 提高了PAN的半碳化稳定性; 采用傅里叶变换红外光谱、 元素分析及核磁共振波谱确定了辐照交联机理. 同时, 根据辐照产生的不同交联度与PAN硫化后载硫量的变化关系, 探讨了硫化聚丙烯腈(SPAN)锂硫电池正极材料的储硫机理. 利用拉曼光谱及X射线光电子能谱等分析手段表征了SPAN中硫原子的反应位置, 说明PAN主链上的亚甲基所在的碳为与硫化学结合的活性位点, 为探究SPAN结构提供了新的依据. 交联度升高对硫化后所形成的SPAN正极材料的电化学稳定性起促进作用, 容量保持率可提升至98%.     

γ-射线辐照对尼龙6纤维结构的影响

<正> 过去的大多数研究表明,高能射线辐照会引起聚乙烯及聚丙烯等稀烃类聚合物分子链交联及降解,而且会导致结晶度下降。张利华等人最近的研究表明,对于尼龙1010塑料,仅当辐照剂量高到一定程度后,辐照才会破坏结晶。此外,Stowe等人曾经研究过近紫外线对尼龙66纤维结构的影响,结果表明,在空气气氛中的近紫外辐照主要导致尼龙66纤维降解,并使纤维结晶度提高。有关高能射线辐照对高度取向的合成纤维结构及性能的影响的研究尚不多见。本工作将讨论γ-射线对于尼龙6纤维结构的影响。     

层状水凝胶仿生软骨的制备与性能

采用超声分散、高压加热共融、冷冻-熔融和γ射线辐照交联成型工艺制备层状水凝胶仿生软骨材料, 系统讨论了PVP添加量和辐照剂量对材料的凝胶含量、晶态结构及抗压缩弹性模量的影响, 观察和研究了层状水凝胶的微观结构. 研究结果表明, 随着PVP的质量分数(0-40%)和辐照剂量(0-60 kGy)的增加, 层状水凝胶的凝胶含量呈上升趋势; 其晶态结构在质量分数为20%的PVP和10 kGy辐照剂量下最完善; 其力学性能在质量分数为20%的PVP和20 kGy辐照剂量下最佳; PVP的加入改善了水凝胶的微观形貌, 有利于材料表面润滑性能的提高; 层状水凝胶层间渗透结合, 自然过渡, 形成结构良好的仿生软骨材料.     

Effect of γ-Ray Irradiation on Chain Structure and Crystallization Rehavior of Isotactic Polypronylene

利用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和示差扫描量热(DSC)等手段对不同剂量γ射线辐照后等规聚丙烯(iPP)的分子链结构及结晶行为的变化进行了研究.结果表明,γ射线辐照使iPP的分子量下降,并在其分子链中产生羟基和羰基等极性基团,从而影响其结晶行为.在非等温结晶过程中,当辐照剂量≤50 kGy时,iPP的热结晶温度略有升高;增大辐照剂量,iPP的热结晶温度明显降低.iPP的熔融温度则随辐照剂量的增大而降低,且分裂成双峰.利用Avrami方程研究了辐照前后iPP的等温结晶动力学,发现辐照前后样品的Avrami指数n都在3左右,表明iPP的结晶遵循异相成核机理,且不受辐照剂量和等温结晶温度的影响,但总结晶速率随等温结晶温度和辐照剂量的升高而逐渐减小.探讨了iPP经过γ射线辐照后,分子链断裂、链结构变化和结晶速率之间的关系.     

聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性

将低密度聚乙烯(LDPE)、氧化铝(Al₂O₃)和纳米二氧化硅(SiO₂)进行熔融共混,再通过电子束辐照对得到的材料进行改性,得到了同时具有高导热性能和力学性能的复合材料(PE-Al-Si)。 当纳米SiO₂的质量分数为1%,电子束辐照剂量为120 kGy时,与不含SiO₂的复合材料(PE-Al)相比,PE-Al-Si的导热系数达到了0.759 W/(m·K),提高了22%。 另外,PE-Al-Si的拉伸强度比PE-Al提高了17%。 证明SiO₂不仅可以改善复合材料的力学性能,同时还提高了辐照效率及复合材料的导热性能。