一个有趣的驱动性问题——蜡烛在太空中能否燃烧

对蜡烛在微重力条件下是否能够燃烧有不同的预测结果,从对流、扩散和反应引发3个角度讨论了预测微重力状态下蜡烛能否燃烧的思路。引用美国航空航天局、中国科学院和哈尔滨工程大学等的实验研究证据,说明在微重力环境中蜡烛可以持续燃烧,以及蜡烛微重力燃烧时火焰的形状、颜色、大小和温度等特点。介绍使用摄像机实际拍摄蜡烛微重力燃烧现象的方法。     

稀土催化异戊二烯聚合动力学的研究

用膨胀计研究了Ln(Naph)_3-Al(i-Bu)_3-Al_2Et_3Cl_3催化异戊二烯聚合动力学。发现在低聚合速度条件下体系显示稳态聚合特征,在较高聚合速度条件下聚合初期速度有一增长过程。建立了聚合速度方程并估算了增长链平均寿命、增长链浓度、催化剂效率以及链增长速度常数。     

重力对异向聚集过程影响的探讨

自９０年代初,分散体系聚集过程的微重力研究开始受到重视,并有一系列论文发表［１ -４］．Ｆｏｌｋｅｒｓｍａ［３,４］ 等人在最近发表的文章中,公布了他们的最新研究结果．在探空火箭实现的微重力条件下,他们发现聚集速率要比地面实验快１１倍多．为了解释这一现象,他们把重力的影响分为两部分,即沉降和自然对流．用密度匹配法,检验了在无沉降时的聚集过程．得到的结果是,聚集速率在无重力沉降影响时会比有沉降时快２．７倍．即便如此,微重力实验的聚集速率仍高出４．２倍．他们推断,这一巨大差异是由在地面上无法避免的自然…     

《聚合反应工程基础》教学中的连锁聚合过程选析

聚合反应工程分析是《聚合反应工程基础》课程的核心内容,其中聚合反应速度的工程分析是学习聚合度及聚合度分布、聚合反应机理确定、聚合过程控制的前提,正确理解及领会聚合速度工程分析的基本概念及意义,掌握不同条件下的聚合反应特点,有助于学生对该类推导过程的掌握及具体聚合机理和过程的分析。本文针对教材中缺乏聚合反应速度相关详细分析这一问题,以连锁聚合为例,探讨了间歇聚合与连续操作方式下,拟稳态假设成立及不成立时,活性链浓度与转化率的关系、转化率与聚合反应时间之间的关系。     

聚吡咯纳米线的恒电位合成及形貌分析

采用恒电位法,直接在石墨电极表面快速合成聚吡咯纳米线,并重点研究了聚吡咯纳米线的生成过程及形貌变化规律。结果表明,聚吡咯纳米线的生成包括成核和生长过程,纳米线的形貌随聚合条件的不同而变化,直径随聚合电位、吡咯单体浓度、电解质浓度的升高而增大,这是由于不同聚合条件下聚吡咯的成核速率不同引起的。     

原子转移自由基聚合的动力学模型化研究

原子转移自由基聚合(ATRP)是“活性”/可控自由基聚合方法中研究最为广泛的一种,它不仅适用单体广泛、反应条件温和,而且可以方便地对聚合物进行结构设计.为了能够更深入地了解和控制聚合过程,通过ATRP动力学模型化并耦合不同操作方式下的反应器模型已成为必然,它可以更精确地控制大分子链结构,如分子量及其分布、共聚组成及组成分布,同时还能优化聚合条件.从传统自由基聚合理论入手并结合ATRP与传统 自由基聚合的异同,本文首先论述了ATRP动力学模型化过程;其次系统综述了已有的ATRP动力学模型研究,着重对三类不同的数学模型处理方法(矩方法,蒙特卡罗法、商业软件包-PREDICI,GEPASI等)进行了总结.     

恒电位条件下制备聚苯胺PAn及其电化学行为

恒电位条件下在玻碳电极上用电化学聚合法制备了聚苯胺膜，研究了聚合条件如聚合电位，聚合介质，苯胺浓度等对聚苯胺膜化学性质的影响，从而确定了制备聚苯胺的最佳聚合方法和条件，并讨论了在不同支持电解质溶液中和不同ＰＨ值条件下ＰＡｎ膜的循环伏安行为，认为５５０ｍＶ出现的氧化还原峰与阴离子的掺杂有关。     

非绝热聚合波的数学模拟

对非绝热波聚合体系进行了数学模拟, 将反应器尺寸与聚合波关联, 建立了非绝热条件下蔓延聚合波波速和最大波温的数学模型; 利用所建模型计算不同引发剂浓度、 不同环境温度、 不同试管直径下淀粉接枝聚合波的波速和波温, 并与实验测定值进行了比较. 结果表明, 非绝热聚合波的数学模型对无相变体系的拟合结果令人满意, 对聚合波的发生条件及反应器尺寸的影响有很好的预见性; 另一方面, 对于存在相变及与环境有质量交换的波聚合体系, 所建模型的预测性受到了限制.     

通过在线~7Li-NMR谱对负离子聚合见解的进一步验证

通过对正丁基锂(n-BuLi)/四氢呋喃(THF)引发α-甲基苯乙烯(mSt)负离子本体聚合,验证了n-BuLi缔合体可以引发聚合,形成超分子团聚体,然后在进一步聚合过程中超分子解离.证实了先前提出的负离子聚合的引发机理.通过7Li-NMR对聚合过程的在线检测,进一步证实了mSt在氘代苯为溶剂,THF为调节剂下的负离子聚合以及异戊二烯在非极性条件下的溶液聚合都存在引发剂多元缔合体向二元缔合体转变.研究还发现,少量THF可能使n-BuLi的六元缔合结构2～3个进一步串联起来,但先于六元缔合结构解离.此外,THF与n-BuLi作用,随着n-BuLi/THF的摩尔比从1∶1到1∶5的变化,可以使n-BuLi的巨大缔合体解离并向六元缔合体转变.     

电聚合苯胺过程的在线紫外-可见光谱

用在线紫外-可见光谱电化学的方法对0.5mol/L硫酸水溶液中苯胺在ITO导电玻璃电极上的电化学聚的过程进行了研究.结果表明在循环伏安条件下苯胺发生了电聚合,聚合速率与苯胺浓度成正关系;而且在线紫外-可见电化学光谱表明,在0.01mol/L苯胺溶液的电聚合过程的诱导期较长.恒电位条件下的在线紫外-可见电化学光谱显示苯胺浓度为0.05mol/L,电位为0.8V时,在ITO电极上苯胺低聚合物中间体可能产生于聚苯胺形成之前;而0.01mol/L苯胺在0.8V电位下不发生聚合,但在线紫外-可见光谱又显示此时在电极上可能存在小的苯胺低聚物的中间体;在线紫外-可见光谱表明这种中间体是可能产生并存在电极表面上的.     

Kinetic study of the formation reaction of colloidal silica spheres in microgravity using aircraft

Polymerization reactions of colloidal silica spheres via the hydrolysis and dehydration processes of tetraethyl orthosilicate with ammonia and a tiny amount of water in ethyl alcohol have been studied in microgravity by the parabolic flights of a MU-300 rear-jet aircraft. Induction periods and polymerization rates are determined by fast-scanning transmitted-light-intensity measurements and the fast-scanning dynamic light-scattering method. Direct observation of the reaction mixtures is also made with a charge-coupled device video camera. Reproducible and reliable data are obtained in microgravity compared with those in gravity. Increases in the induction times and decreases in the polymerization rates are observed in microgravity compared with those in gravity. One of the main reasons for these observations is the fact that the translational Brownian movement of the reactants and/or product spheres is free from downward translational movement in microgravity. Very weak convection of the reaction suspensions in microgravity is another important factor. Received: 10 November 1998 Accepted in revised form: 12 January 1999     

γ-射线辐射活性自由基聚合研究

本文对γ- 射线辐射条件下的活性自由基聚合反应研究及进展进行了综述。虽然γ- 射线辐射引发聚合反应通常是不可控的,但在有机硫化物,如二硫代羧酸酯或三硫代碳酸酯存在下,则成功地实现了可控/活性自由基聚合。聚合过程中聚合物分子量随单体转化率线性增长,不但可控,且分布窄,也可以用于合成嵌段共聚物。有机硫化物对聚合反应控制起着关键性作用,硫化物的结构对于γ- 射线辐射活性自由基聚合行为的影响显著。γ- 射线辐射聚合的突出优点是可在室温或更低的温度下实施,且不需要加入引发剂。在环硫化合物存在下,获得了环形聚合物;而且使热和光敏感的叠氮类单体实现了活性聚合。     

Formation of inhomogeneities in polyacrylamide gel in the course of frontal polymerization

The deformation of gas bubbles in the course of photoinduced polymerization of polyacrylamide gel in monomer solution under microgravity conditions has been studied experimentally. The use of optical methods allows one to identify the specific features of changes in the shape of gas bubbles and to correlate these changes with different stages of polymerization. At the initial stage of the polymerization reaction, the development of gel inhomogeneities is caused by reflection and scattering of the initiating light and, correspondingly, by different rates of gel formation near the surface of a gas bubble. After its contact with the polymerization front, further deformation of the bubble is caused by the inhomogeneous development of the reaction in the formed gel. Using the interference method, the characteristic dimensions of structural inhomogeneities in the formed gel induced in the vicinity of the transparent inclusion are measured.     

A novel microfluidic capture and monitoring method for assessing physiological damage of C. elegans under microgravity

Spatial microgravity is a significant factor affecting and causing physiological changes of organisms in space environment. On‐site assessment of the damage associated to microgravity is very important for future long‐term space exploration of mankind. In this paper, a new microfluidic device for analyzing the damage of microgravity on Caenorhabditis elegans (C. elegans) has been developed. This device is mainly composed of a microfluidic chip, a dual imaging module, and an imaging acquisition and processing module, which are integrated into a compact system. The microfluidic chip is designed as a platform for monitoring C. elegans, which is captured in an imaging region through a suction structure in the microfluidic chip. A dual imaging module is designed to obtain the images of bright field and fluorescence of C. elegans. The behaviors of C. elegans are analyzed based on the dual‐mode imaging of bright field and fluorescence to assess the degree of damage due to microgravity. A comparative study using a commercial microscope is also conducted to demonstrate the unique advantage of the developed system under the simulated microgravity. The results show that the developed system can evaluate the damage of C. elegans under microgravity accurately and conveniently. Furthermore, this device has compact size and weight, easy operation, and low‐cost, which could be highly advantageous for on‐site evaluation of the damage to microorganisms under microgravity in a space station.     

三聚甲醛的等离子体引发固相开环聚合

１前言聚甲醛的内聚能密度高，聚集紧密，结晶度较高。它的突出优点是刚性高，硬度大，耐蠕变性和耐疲劳性优异。另外，它的强度和冲击性能好，因此，具有广泛的应用价值［１］。有人利用γ－射线［２－５］，α－射线［６］和Ｘ－射线［７］照射三苯甲醛使其在固态下开环...     

Estimation of electrophoretic mobilities of red blood cells in 1-G and microgravity using a miniature capillary electrophoresis unit

Electrophoretic mobilities of red blood cells (RBCs) were measured in microgravity using a home-made capillary electrophoresis unit, which consisted of two small reservoirs of 0.6 mL and a fused-silica capillary tubing with 2 cm in length and 50 num in inner diameter. Migration of RBCs was observed by a microscope at 1000 times magnification and recorded on a videotape. The experiments were performed during stays in microgravity (about 0.01 G), which lasted 20 s and were attained by parabolic flights of an aircraft. On average, the electrophoretic mobilities of RBCs determined in microgravity were about 30% higher than those measured at 1-G condition irrespectively whether the cells were suspended in saline or serum during measurements. This difference might be explained as being mainly due to the cell floating in microgravity. Morphological changes of RBCs may contribute partly to the difference, while the variation in viscosity of the medium under microgravity could play only a minor role.     

沉降对不同粒径聚苯乙烯胶乳球异向聚集的影响

R.Folkersma等报道了在微重力环境下2μm聚苯乙烯(PS)胶乳球的异向聚集速率有明显增大的结果，本文作者之一孙祉伟等的实验结果却与此有很大差异。为此作者在孙祉伟等的实验基础上对1,2,3μmPS以及1μm+2μmPS胶乳球混和体系的相对聚集速率进行了研究。作者对原有实验装置进行了改进，并验证了改进后的实验装置的可行性。用密度匹配法实现模拟微重力条件，用快聚集过程中浊度随时间的变化表示相对聚集速率。结果表明，重力引起的沉降对所研究体系聚集速率的影响是很小的，在实验误差范围内可以忽略。作者认为与Stein等结果显著不同的原因是二者使用的样品表面性质不同以及实验方法的差异。     

苯胺与吡咯共聚物空心球的自组装制备及性能

以碱性溶液为反应介质,苯胺和吡咯为单体,采用稀释聚合法制备苯胺-吡咯共聚物自组装空心微球.研究了搅拌条件、共聚单体摩尔比、聚合反应介质和聚合时间对共聚物形貌的影响.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、广角X射线衍射、热重分析仪和四探针技术表征了共聚物的形貌、结构和性能.研究结果表明,聚合反应条件对共聚物的形貌有重大影响,通过调整聚合反应条件,可以实现共聚物形貌的有效调控.共聚单体总摩尔浓度为0.05 mol/L,氨水溶液作为反应介质,在静态条件下反应24 h可以得到尺寸均一、平均外直径为610～863 nm,壳厚144～162 nm的自组装共聚物空心微球.同时,研究了共聚物对银离子的吸附性能,结果表明共聚物对银离子有还原作用,吸附后共聚物表面有纳米银的生成.     

无乳化剂乳液聚合制备高分子量聚乙烯醇

通过无乳化剂乳液聚合方法, 采用氧化还原引发体系制备了超高分子量的聚醋酸乙烯酯(PVAc), 继而醇解为超高分子量的聚乙烯醇(PVA). 研究了聚合温度、引发剂浓度、单体转化率对PVA的分子量和分子结构的影响. 探讨了线性高分子量PVA结构的控制方法. 结果表明, 利用无乳化剂乳液聚合可以实现在室温(14~20 ℃)制备出聚合度为9899的高分子量的PVA, 聚合过程对PVA的分子量和结构均有显著的影响. 在无乳化剂乳液聚合恒速聚合区得到的聚合物分子量较高, 分子量分布窄, 且结构比较规整, 而在加速区, PVAc的支化和交联现象显著, 最终会对PVA的线性程度产生很大影响. 因此, 可以通过聚合过程来控制PVA的分子量和链结构.     

环戊二烯基(或茚基)二氯化钕体系催化丁二烯聚合反应动力学

<正> 环戊二烯基(或茚基)轻烯土二氯化物C_5H_5NdCl_2·nC_4H_8O(C_5H_5为环戊二烯基、C_4H_8O为四氢呋喃、Ln代表Pr或Nd、n=0,1,2,3)、C_5H_5LnCl_2·HCl·nC_4H_8O、C_9H_7LnCl_2·nC_4H_8O和C_9H_7LnCl_2·HCl·nC_4H_8O(C_9H_7为茚基)能与烷基铝组合形成一类新型丁二烯聚合催化剂,虽然稀土催化丁二烯聚合反应动力学已有报道,但是其催化体系、聚合条件和研究方法各不相同。过去的研究多应用稳态动力学处理方法侧重于聚合速度的研究。本文的目的在于通过聚合物活性链的变化,考察C_5H_5NdCl_2·nC_4H_8O