全芳族液晶聚酯的催化反应及动力学研究

研究了五种催化剂在全芳族液晶聚酯合成过程中的催化效应以及对转化率的影响。通过反应动力学数据求得催化反应速率常数、反应活化能，确定催化剂存在下的全芳聚酯多元共缩聚反应符合二级反应规律。在考察催化剂对聚合物热稳定性副作用的基础上，综合确定并择出适合于全芳液晶聚酯合成用的首选催化剂为双组份体系Ｐｂ（Ａｃ）２＋Ｓｂ２Ｏ３和Ｐｂ３Ｏ４十Ｓｂ２Ｏ３。     

AA/HPHP与AA/NPG聚酯化反应的动力学研究

考虑缩合水的排除对反应体系的影响,用体积浓度单位推导出一个新的聚酯反应总包动力学方程,并应用到AA/HPHP和AA/NPG两个聚酯化反应的动力学研究中.研究发现,自催化聚酯反应的反应级数并不是固定值,对于AA/HPHP和AA/NPG两个聚酯化反应而言,低温时反应级数为2.5,高温时反应级数为3.0.此外,忽略缩合水的排除对聚酯化反应的动力学参数会产生较大误差.对于AA/HPHP和AA/NPG聚酯化反应,活化能相对误差分别达21.51%和11.33%;指前因子误差达到97.40%和87.96%.     

Ⅲ.二元酸与多元醇的三向聚酯反应动力学

多元酸与多元醇的三向聚酯反应,象单元酸与单元醇的酯化反应一样,是氢离子催化机构,并且,动力学方程与酸基和醇基的起始克分子比有密切关系。我们首先用严格的动力学方程处理三向聚酯反应的实验数据。当酸基与醇基以等克分子比起反应,在无外酸存在时,三向聚酯反应是2(1/2)级反应。若有外酸作催化剂,如氢离子由外酸和多元两方面供给,三向聚酯反应不是二级反应,只有当外酸的量加到适当多,多元酸本身供给的氢离子可以忽略不计时,才是二级反应。当酸基与酸基以不等克分子比反应,我们的实验结果亦与理论一致。根据我们的实验结果,丙三醇中的伯羟基和仲羟基的反应能力相差很小,可以用同一反应速度常数处理实验数据。不论酸基与醇基是等或不等克分子比的丁二酸与异戊四醇,己二酸与异戊四醇,癸二酸与异戊四醇,以及己二酸与丙三醇在不同温度,有无外酸作催化剂,和有无间甲酚作溶剂时的三向聚酯反应,实测的凝膠点,都与计算值很相近(在±1%范国内)。并且,用实验证明凝膠点只与起始的多元酸的羧基与多元醇的羟基的克分子比,以及与其官能团的数目有关,与反应温度,有无催化剂和溶剂存在,催化剂的量,以及酸和醇的种类无关。同时也指出 Stockmayer 和 Flory 等实测的凝膠点与理论计算值所以不相符合的可能原因。     

二元酸溶解度对二元醇与一些芳族二元酸的聚酯化反应动力学的影响

一些芳族二元酸与二元醇的聚酯化反应过程包含非均相和均相两个反应阶段,针对这一反应特性,提出了二元酸在反应混合物中溶解度及反应清晰点的两个计算方程,并据此将Ｃｈｅｎ和Ｗｕ提出的自催化聚酯化反应的动力学模型修改为两个分别适用于非均相和均相反应阶段的速率方程．将这两个速率方程应用于双（对 羧苯基）苯基氧化膦与乙二醇的恒温自催化聚酯化反应,计算值与实验数据相一致,并计算得到了该反应的速率常数和活化能     

热动力学的研究(Ⅴ)——二级反应的热动力学研究法

根据热动力学的基础理论,本文建立了二级反应的无量纲参数法。通过对两个化学反应体系的热动力学研究,验证了这种无量纲参数法的基础理论方程。     

界面缩聚——Ⅱ.聚碳酸酯—影响分子量的主要因素及反应历程的探讨

聚酯合成系界面缩聚中极其重要的方面,但是,对于这类反应的规律性研究,尤其是缩聚过程问题,至今文献尚少。作者以双酚A型聚碳酸酯为对象,系统观察各种因素(催化剂、溶液浓度、碱量、作用物克分子比、溶剂性貭、反应温度等。)对缩聚反应的影响效应,并以此为基础探讨作用过程的历程。 实验表明:碱用量系界面缩聚合成聚碳酸酯得以获致高分子量聚合物的主要因素,酰氯及双酚之克分子比对产物分子量具有一定效应,但其影响程度显著弱于平衡缩聚。双酚溶液之浓度变化对聚合物分子量无明显影响,酰氯浓度在一定范围内与产物分子量呈正比关系。 与聚酰胺不同,界面缩聚合成聚碳酸酯,无论采用催化剂与否,均要求较长的反应时限,瞬时或数分钟内并不能得到高分子量聚合物。 有机相介貭的正确选择是获致高分子量聚合物的重要因素。 作者考核了水相在界面缩聚合成聚酯的反应过程中的功能问题。实验表明,水相中双酚转移入有机相的数量,因反应条件而有所差异。碱用量或双酚与酰氯之克分子比值较高时,部分双酚将始终残留于水相不参加反应,制取高分子量聚酯,并不要求双酚以有节制的速度进入有机相。 在观察各种因素对反应所产生的效应后,作者就界面缩聚合成聚酯历程问题提出了初步见解。     

聚有机硅氧烷的研究——Ⅰ.三甲基羥基硅烷与三苯基羥基硅烷的共縮合反应

以当量的三甲基羥基硅烷与三苯基羥基硅烷混合而溶于二氧六环,在100°加热一小时半,用0.05N氫氧化鈉为催化剂时,得到90％的共縮合物三甲基三苯基二硅氧烷;用1N盐酸,得到70％的共縮合物。三甲基氯(或乙氧基)硅烷与三苯基氯(或乙氧基)硅烷在酸性介貭中共水解共縮合反应也能得到同样結果。試驗証明,在酸性介貭中反应是先由三甲基羥基硅烷自縮聚以生成六甲基二硅氧烷,后者再与三苯基羥基硅烷反应,生成三甲基三苯基二硅氧烷。在碱性介貭中三甲基羥基硅烷和三苯基羥基硅烷直接共縮聚。文中报告三苯基羥基硅烷与六甲基二硅氧烷或三甲基羥基硅烷的反应速度,以及三甲基三苯基二硅氧烷的重排反应速度的結果。文中尚討論Eaborn对共縮合反应所作的結論。     

Ⅱ.二元酸与二元醇的聚酯反应动力学

聚酯反应象单元酸与单元醇的酯化反应一样,都是氢离子催化机构。这种机构与现在公认的聚酯反应的氢离子催化机构的区别在于氢离子的来源和氢离子参与反应的详细历程,肯定了氢离子不仅由外酸供给,而且也可由二元酸本身供给。另外,二元酸与二元醇均可作为氢离子的载体。聚酯反应的动力学方程与二元酸与二元醇的起始克分子比有密切关系,应由前篇(3)式表示。当酸与醇以等克分子比起反应,又无外酸存在时,聚酯反应是2(1/2)级反应;若有外酸作催化剂时,当外酸的量加得适当多,由二元酸本身供给的氢离子的贡献可以忽略时,是二级反应,与以往结论相一致:当外酸的量加得少,必须考虑氢离子的同离子效应,它就不再是简单的二级反应,当酸与醇以不等克分子比起反应我们的实验结果亦与理论一致。     

乙二醇与顺丁烯二酸及邻苯二甲酸酐聚酯化反应动力学的研究

<正> 聚酯化反应是逐步增级的缩聚过程。是由氢离子催化的反应,总的动力学方程为     

有序介孔炭的合成及液相有机大分子吸附性能研究

分别采用有序介孔氧化硅SBA-15和NaY分子筛为硬模板合成了系列有序介孔炭OMC和微孔炭CFY. N₂静态吸附测试表明, 所合成的介孔炭具有丰富的介孔结构和集中的介孔分布. 以亚甲基蓝为探针分子, 研究其在有序介孔炭OMC和微孔炭CFY上的吸附行为. 研究结果表明, 有序介孔炭中大于3.5 nm的大介孔孔容是决定亚甲基蓝吸附容量和吸附速率的关键因素. 吸附动力学理论研究表明, 准二级动力学方程可以很好地描述亚甲基蓝分子在介孔炭上吸附动力学行为.     

己内酯和2,2-二羟甲基丁酸共聚酯的非等温结晶动力学研究

采用示差扫描量热仪(DSC) 研究了具有生物相容性及可降解性P(BHB-CL)超支化共聚酯的非等温熔融结晶过程, 分别采用Avrami 方程、Ozawa 方程和Mo方程对P(BHB-CL)共聚酯的非等温动力学数据进行比较分析, 计算了相关的非等温结晶动力学参数, 并利用Kissinger方程计算其非等温结晶活化能. 结果表明, Mo方程更适合描述P(BHB-CL)共聚酯的非等温结晶过程.     

改性介孔材料SBA-15对甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的吸附与释放研究

考察了不同偶联剂改性的介孔材料SBA-15对甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)的吸附与释放性能,研究了在室温条件下的吸附与释放动力学行为。结果表明,偶联剂的表面改性使介孔材料对MMA和St的饱和吸附量明显降低,而吸附率与释放率升高;介孔材料释放速率先快后慢,释放量最后趋于平衡;改性介孔材料SBA-15对吸附质吸附行为符合准二级吸附动力学方程,释放行为符合一级释放动力学方程。最大释放量实验值与拟合的理论值较为吻合。介孔材料对St的释放时间要远长于MMA。     

利用K-L方程估算旋转圆盘电极体系反应动力学电流的误差来源分析

旋转圆盘电极（RDE）体系主要用于低溶解度反应物的电极过程动力学研究. 在利用RDE技术研究不可逆电极反应动力学时,人们常利用Koutecky-Levich方程排除传质的影响,从总电流估算反应的动力学电流. 由于K-L方程是建立在系统满足稳态扩散模型的基础上,实际运用时如果体系偏离稳态扩散,就有可能对估算的动力学参数造成很大误差. 本文以氧气在多晶铂电极上的还原反应为例系统地估算了不同氧气浓度与电极转速下的误差,结果表明低氧气浓度与低圆盘转速的情况不满足稳态扩散条件,若此时仍根据K-L方程利用外推法进行分析,误差可达30%. 因此作者建议,在RDE体系中利用K-L方程估算动力学参数时,最好忽略低浓度与低转速下的数据,直接使用较高浓度与较高转速下的数据进行计算与分析.     

固体酸对醇酸树脂聚酯反应的催化作用

本文研究了固体酸对醇酸树脂缩聚酯反应的催化作用,讨论了催化剂的表面酸度、制备条件及反应物分子构型等对催化聚酯反应的影响。在接近生产条件下研究了醇酸树脂聚酯反应动力学,发现多相酸催化聚酯反应与均相酸催化聚酯反应具有相似的动力学规律。     

多胺型阴离子交换纤维吸附铬(VI)的动力学

以聚丙烯腈纤维为原料, 采用化学改性法, 制备了多胺型阴离子交换纤维. 研究该纤维对Cr(VI)的吸附特性. 在研究的温度及浓度范围内, 该纤维对Cr(VI)吸附的平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程, 对Cr(VI)有较强的亲和力, 吸附反应易于进行. 重点研究了该纤维对Cr(VI)的吸附动力学特性, 分别采用Lagergren一级动力学方程、修正伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合, 计算相应的速率常数. 研究表明, 该吸附是一个快速吸附过程, 20 min即可接近吸附平衡, 吸附过程符合伪二级动力学方程, 以化学吸附为主, 该纤维能够多次反复对Cr(VI)进行吸附.     

新型功能介孔吸附剂NiNb_2O_6的合成及其吸附性能研究

通过柠檬酸溶胶-凝胶反应,合成了新型功能介孔NiNb2O6吸附剂,通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面积及孔径分析(BET)对其结构进行表征。通过影响因素实验、吸附动力学实验和等温吸附实验,探讨了NiNb2O6吸附剂对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能和机理。结果表明,NiNb2O6介孔吸附剂具有正交相晶体结构,平均粒径为30~200nm,比表面积为66.3m2/g。吸附剂用量、温度和pH值均对吸附行为有一定的影响;在35℃时,亚甲基蓝在吸附剂上吸附行为符合Langmuir方程,吸附动力学符合拟二级动力学方程,初始浓度为40mg/L,pH值为7.03时,0.2g介孔吸附剂NiNb2O6对亚甲基蓝的吸附量最大,吸附过程中液膜扩散为主要速率控制步骤。     

环氧基笼型倍半硅氧烷/4,4'-二氨基二苯砜体系的等温固化动力学

应用等温差示扫描量热法研究了4,4'-二氨基二苯砜(DDS)固化笼型倍半硅氧烷环氧树脂(POSSER)体系的反应动力学,测定了固化反应热,得出了不同温度下固化反应程度与反应时间、固化反应速率与反应时间的关系曲线,通过非线性拟合得到固化反应速率与反应程度的关系曲线.结果表明,固化反应在体系的玻璃化转变温度以上进行,等温固化反应遵从自催化反应机理,用Kamal方程可很好地描述不同温度下固化反应的自催化过程,拟合得到其反应动力学参数k1、k2、m、n,k1和k2对应的固化反应的表观活化能分别为79.67和59.84 kJ/mol.     

聚酯反应动力学的研究

在最近三年中,我们在聚酯反应动力学方面进行了下列工作:(一)确定了聚酯反应动力学的反应级数,澄清了长久以来关于聚酯反应级数的争论;(二)建议了一种新的酯化反应,聚酯反应和三向聚酯反应的氫离子催化机构;(三)从反应动力学的观点讨论了三向缩聚反应中的凝胶化问题;(四)研究了反应速度常数与二元酸和二元醇的分子结构的关系。下面我们分别作简要说明。     

BMD/UP体系非等温固化动力学研究

不饱和聚酯是最常用的一种热固性材料,其力学性能和耐热性是较受关注的两个方面,利用双马来酰亚胺作为第二组分对不饱和聚酯进行耐热改性的工作取得了较好的效果。研究其动力学过程对于固化反应温度、时间等工艺合理优化控制,制备高性能复合材料具有重要意义。考虑到BMD／UP体系中反应的复杂性,本文采用n级动力学模型,进行了非等温动力学研究。     

酯化反应的氢离子催化机构Ⅰ.单元酸与单元醇的酯化反应动力学

本文建议一种新的酯化反应的氢离子催化机构,这机构与公认的酯化反应的氢离子催化机构的区别在于氢离子的来源和氢离子参与反应的详细历程,肯定氢离子不仅由外酸供给,而且也可由单元酸本身电离得来,另外,单元酸和单元醇都可作为氢离子的载体。酯化反应的功力学方程与单元酸和单元醇起始的克分子比有密切关系,应由(3)式表示。当酸与醇以等克分子比起反应,在无外酸作催化剂时,酯化反应是2(1/2)级反应;若有外酸作催化剂,当外酸的量加得适当多,由单元酸本身供给的氢离子的贡献可以忽略时,是二级反应;当外酸的量加得少,由单元酸本身供给的氢离子的贡献不可以忽略时,它不再是二级反应。当酸与醇以不等克分子比起反应,动力学方程比较复杂,实验结果亦与理论相一致。这样,我们用同一反应机构解释所有不同克分子比的单元酸与单元醇的酯化反应的实验数据。