新型全息用光致聚合物的研究

研制了一种新型全息用光致聚合物材料,其成膜树脂为胺固化环氧体系,全息记录组分为光引发自由基聚合体系.用新合成的高效光敏染料DEAMC做光敏剂,通过配方调整,制备了一系列的样片,以457 nm的蓝光为记录光,632.8 nm的红光为探针光,研究了样片的衍射效率、灵敏度、折射率调制度等全息性能.结果表明,通过调整材料的配方组成、各组分的含量及样片的膜厚等因素,可以优化样片的全息性能.对样片的信噪比损失(LSNR)测试结果表明,在全息存储的曝光量范围内对样片曝光引起的图像信噪比损失仅有0.40 dB,说明样片的光学质量高,在全息存储上将具有很好的应用前景.     

pH 响应P(AM-co-AA)/PAAC 半互穿网络微凝胶的合成及表征

在反相微乳液体系中,合成了 pH 响应的聚丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)/聚烯丙基氯化铵(PAAC)半互穿网络(semi-IPN-P(AM-co-AA)/PAAC)微凝胶.采用 TEM、光散射及 Zeta电位对微凝胶的微观形貌及 pH 的响应行为进行测定,考察离子强度对微凝胶粒径的影响.结果表明:微凝胶的粒径约 80 nm,溶胀行为对pH及离子强度敏感,改变PAAC的含量可以得到不同PH 下响应的微凝胶.     

荧光淬灭法研究疏水缔合共聚物(PAM-b-PPOEA)_n自组装聚集数

运用荧光淬灭技术,包括稳态荧光淬灭法(SSFQ)和时间分辨荧光淬灭法(TRFQ),研究了疏水缔合水溶性丙烯酰胺2苯氧基丙烯酸酯多嵌段共聚物[P(AM POEA)]在水溶液中自组装的聚集数.这类聚合物在水溶液中易形成胶束状聚集体,探针芘分子和淬灭剂二苯酮增溶于疏水微区,荧光测定结果很好地符合Poisson淬灭模型.实验结果表明聚合物链结构、聚合物浓度和无机盐对聚集体的尺寸具有重要影响.聚合物自组装聚集数NA随疏水单体含量的增加和疏水嵌段长度的减小而增大,同时也随聚合物浓度和NaCl浓度增加而增大.另外对聚合物链结构、聚集数和溶液粘度的相互关系进行了讨论.     

模板聚合法合成P(AM/AA)多嵌段共聚物的溶液性质和自缔合作用

研究了模板法合成多嵌段状丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)共聚物(简称模板共聚物TP)在水溶液中的溶液性质和缔合作用.结果表明,模板共聚物具有明显的结构效应.不同于无模板参与聚合的无规共聚物(CP),模板共聚物随着溶液pH的降低或加入多价金属离子容易发生相分离.透射电子显微镜(TEM)表明,加入Ca2+离子后,聚合物形成了大的分子间交联体,且随着Ca2+离子浓度的增加,交联程度增加,致使溶液产生相分离.随着溶液pH的升高,模板共聚物溶液粘度变化与丙烯酸均聚物具有相同的规律,都是先增大后减小,粘度有一个最大值,但模板共聚物溶液粘度升高幅度更大.TEM表明在粘度最大处形成了带状分子间缔合体.     

卟啉和噻吩共聚物的电化学聚合和电性质

合成了低聚噻吩取代卟啉化合物及其金属络合物。采用电化学氧化偶合法将含噻吩基的卟啉金属络合物进行电聚合,形成交联结构的ＴＰ共聚物。该聚合物薄膜具有良好的电导性,电导率位于有机半导体电导率范围。对不同金属卟啉络合物进行有序组装,得到的夹心电池ＩＴＯ／聚ＰｓＴＢＴＰ／聚ＺｎＴＢＴＰ／Ａｕ具有明显的整流作用,整流特性地有机半导体的ｐ－ｐ’结。     

含芳环的可聚合阳离子型Hydrotrope的自缔合行为和助溶性能

采用尼罗红(Nile red)染料为探针,利用吸收和发射光谱研究了具有不同烷芳基结构的可聚合阳离子型Hydrotropes(PCHs)的溶液性质,结果表明其在水溶液中易发生自缔合行为并具有两个阈值浓度:分子开始自缔合的临界浓度(CAC)(10-1—10-2 mol/L),开始大幅度提高助溶作用的最小助溶浓度(MHC)(>10-1 mol/L),两阈值浓度均随化合物分子结构中的疏水基团尺寸的增大而减小.两亲化合物聚集体的微环境极性测定的结果显示,其极性比表面活性剂胶束高,并且随着化合物浓度的增大不断下降,表明形成的聚集体结构比较疏松,且其分子堆砌密度随聚集体的增大而逐步升高.此外,通过自由基聚合得到相应的两亲聚合物仍保留Hydrotrope原有的性能,并具有更显著的助溶作用.     

燃爆冲击作用下岩石初始破坏区形成机制与主控因素

为揭示燃爆冲击作用下井周岩石破坏区的形成机制,并分析影响初始破坏区(破碎区和初始裂隙区)的主控因素,开展了两种岩样在不同加载速率下的冲击破坏实验, 分析了岩石冲击破坏模式及岩石对加载速率的响应, 借助基于Von Mise准则建立的岩石冲击破坏的破碎区和初始裂隙区计算模型可知:加载速率低于190 GPa/s时,可依据冲击峰值压力引导的应力分布确定破碎区和初始裂隙区作用范围;燃爆压裂在近井地带主要产生破碎区和裂隙区,破碎区直径为井眼直径的1~3倍,初始裂隙区直径为井眼直径的5~7倍;冲击载荷作用下,初始破坏区与加载速率、脆性指数呈正相关,且受脆性指数影响更显著。研究结果可提高对燃爆压裂过程中岩石的破坏模式及其主控因素的认识深度,为燃爆压裂冲击条件设计提供指导。     

组合脉冲压裂加载过程耦合模拟及火药配比影响敏感性分析

基于组合脉冲压裂物理过程,以三种燃速火药柱串联、中心管同步点燃方式,结合火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂、高压气体裂缝内流动及裂缝扩展等子模型,组建多级爆燃压裂耦合模拟模型。并据此分析不同配比火药组合爆燃压裂时,井底压力变化及裂缝延伸情况。结果表明:不同燃速火药串联组合可实现一级火药快速爆燃,瞬间达到多方向射孔孔眼起裂压力,二、三级火药持续长时间燃烧维持高压以充分延伸裂缝的目的;在确定一级快速火药和总火药用量后,井底爆燃压力加载速率和各方向破裂压力均随第三级燃速火药质量比重的增加而呈现降低趋势,但变化不明显;而不同方向裂缝最终延伸长度对二、三级燃速火药的配比具有较强敏感性;在以多方向裂缝安全起裂为目标、设定一级燃速火药后,合理配比三种火药比单一配比高-中速、高-低速火药,可更有效地延长爆燃压裂过程的井底有效持压时间,从而可大幅扩展火药用量上限,提高爆燃压裂裂缝延伸规模。     

燃爆压裂中压挡液柱运动规律的动力学模型

针对燃爆压裂过程中压挡液柱受冲击运动机理的复杂性,假设火药燃气与压挡液柱存在完全气液 接触界面,采用拉格朗日的微元分析方法,建立了由连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程组成的压挡液 柱运动规律动力学模型,并给出了该模型与火药燃爆模型的耦合数值解法。经程序编制和实例计算表明,在 综合考虑火药燃气对液柱的宏观推动作用、冲击压缩作用、液柱自身的动能分布及管壁对其摩擦阻力的影响 后,火药燃烧过程中气液界面上升高度有限(实例计算不足0.1m),可起到很好的持压作用;但全过程中最高 液柱位移较大(18.9m),水力振荡增效作用明显。研究成果对提高燃爆压裂的数值模拟精度具有一定促进 作用。     

Hydrotrope型两亲化合物的合成和自缔合研究

合成了一种hydrotrope型可聚合两亲化合物4-(2-(丙烯酰氧基)乙氧基)苯甲基三乙基溴化铵(AEBA),应用紫外吸收光谱和荧光探针技术研究了它的溶液性质和自缔合作用,实验结果表明,AEBA在水溶液中具有较高的自缔合能力、表面活性和增溶作用,它对油溶性染料荧光素二乙酸酯(fluorescein diacetate,FDA)的最小助溶浓度(minimum hydrotrope concentration,MHC)约为0.05 mol/L,AEBA分子间缔合形成不同于表面活性剂胶束结构的堆砌状(stack-type)聚集体结构。