无皂乳液聚合法制备非球形聚苯乙烯粒子研究

采用苯乙烯(St)、二乙烯基苯(DVB)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,在乙醇和水混合介质中通过无皂乳液聚合法制备了非球形聚苯乙烯(PS)粒子。通过FT-IR、TEM和激光粒度及电位分析仪对粒子的结构、形貌、粒径以及Zeta电位进行了表征。结果表明,所合成PS粒子均含三种单体结构单元,且形貌上均为非球形;随着DVB用量的增加,PS粒子形貌更趋于球形,粒径和单分散系数均逐渐增加;随DMC用量增加,PS粒子粒径随之增加,单分散系数逐渐减小,表面Zeta电位也逐渐增加;KHCO3用量的增加能使PS粒子粒径和单分散系数均增加;随着醇水比的减小,PS粒子粒径逐渐减小,而单分散系数则逐渐增加。     

泡沫铝率相关性能的有限元模拟

构建了三维随机分布球形泡孔模型,模拟开、闭孔混合结构泡沫铝材料的微细观结构,并通过有限元方法计算了10~104 s-1应变率范围内、孔隙率35%~65%泡沫铝材料的率相关性以及应变率和相对密度变化对泡沫铝动态压缩力学性能的影响。研究表明:中、低应变率下,泡沫铝材料率相关性能主要取决于基体材料的应变率敏感性;高应变率下,泡沫铝材料率相关性能受基体材料的应变率敏感性以及微结构惯性联合作用,且相对密度较低泡沫铝材料的微结构惯性效应更显著。     

基于SHPB的球形压痕实验方法

提出一种基于霍普金森压杆装置的动态球形压痕实验方法,通过将硬质合金小球置于2个试件中间,实现加载过程中2个试件的同时压入,以得到准确的压痕力与位移的关系。利用有限元软件ABAQUS/Explicit对该实验方法进行了数值模拟,从实验结果的可行性、准确性等方面,对新实验方法与传统的动态压痕实验方法进行了比较;采用新方法对铝合金材料进行了实验,并得到了压入力-位移曲线等关系。研究结果表明:采用新实验方法能得到较准确的结果,能较真实地描述压痕过程。     

种子聚合法制备非球形聚合物颗粒的研究进展

十年前,光子晶体的需求促进了非球形颗粒的研究热潮。非球形颗粒由于其对称性下降,带来了新的性能和应用前景,成为当前材料领域研究的热点,得到了较广泛研究,目前其制备方法包括种子聚合法、自组装法、粒子聚集法、微流体法和机械拉伸法等。本文简述了种子聚合法的发展历程,介绍了种子聚合法制备非球形聚合物颗粒的相关机理,以种子微球材质分类综述了种子聚合法制备非球形聚合物颗粒的形貌和结构控制技术进展,概述了其潜在的应用领域,展望了可能的发展趋势。     

碳酸钙微米球的制备与表征

采用醋酸钙和碳酸钠为原料,在反应温度为5℃和柠檬酸三钠质量百分浓度为15%的条件下,采用沉淀法合成出了粒度为1～4μm、分散性好的球形碳酸钙粉体。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、原子力扫描探针显微镜(ASPM)、光学显微镜、粒度分析仪等对样品进行了表征,并用光学显微镜跟踪考察了碳酸钙微米球的形成过程。结果表明,碳酸钙微米球是由大量纳米级颗粒组装而成。     

非球形气溶胶粒子短波红外散射特性研究

利用T矩阵方法,以及基于扩散限制凝聚理论的广义多粒子米散射方法,研究了多种气溶胶粒子在1.6和2.0μm波段处,非球形单粒子和团簇粒子的光散射辐射特性,并分析了粒子有效半径、复折射指数、粒子形状、相对湿度等因素对非球形粒子散射特性的影响.分析表明,除了粒子有效半径和形状会在不同程度上引起粒子散射特性变化,相对湿度对其影响也比较大,球形粒子与非球形粒子在不同相对湿度下后向散射相对差异均在18%以上;当粒子体积较小时,水溶性气溶胶的后向散射强度随相对湿度的增加而增强,而当粒子体积较大时,则随相对湿度的增加而减弱;在体积相同的条件下,体积较小的团簇粒子的不对称因子比非球形单粒子平均偏大0.023,而体积较大的团簇粒子,却比非球形单粒子不对称因子平均偏小0.055;单粒子或等体积的团簇粒子,其不同波段之间单次散射反照率差异较大,最大可达0.226.该工作对研究气溶胶多次散射对CO₂浓度卫星反演精度影响具有重要的科学意义.     

以纳米微晶纤维素为模板的酸催化水解法制备球形介孔TiO_2

以纳米微晶纤维素(NCC)为模板剂,采用酸催化水解法制备了球形介孔TiO2(SP-TiO2).并采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱和低温N2吸附-脱附等手段对其进行了表征.结果表明,所制SP-TiO2为直径100～200nm的规整球形颗粒,单个球形颗粒由粒径为10～20nm的TiO2小晶粒组成.其介孔孔径为8.2～13.5nm,且随焙烧温度的升高而增大.NCC长链结构之间羟基键合所形成的狭小空间构成的微反应器,可有效限制TiO2前驱体的生长和团聚,诱导其晶粒自组装成球形结构,并抑制由锐钛矿相向金红石相转变.600oC焙烧的SP-TiO2表现出最高的光催化活性,对苯酚降解率达89%.     

New expression for collision efficiency of spherical nanoparticles in Brownian coagulation

The collision efficiency of dioctyl phthalate nanoparticles in Brownian coag- ulation has been studied. A set of collision equations is solved numerically to find the relationship between the collision efficiency and the particle radius varying in the range of 50 nm to 500 nm in the presence of Stokes resistance, lubrication force, van der Waals force, and elastic deformation force. The calculated results are in agreement with the experimental data qualitatively. The results show that the collision efficiency decreases with the increase of the particle radii from 50 nm to 500 nm. Based on the numerical data, a new expression for collision efficiency is presented.     

离子自组装合成侧链型偶氮复合物及其聚集形态研究

用溶液聚合法制备了4-乙烯基吡啶与丙烯腈的无规共聚物(P4VP-r-AN), 采用¹H NMR, ¹³C NMR, DSC和FTIR等手段确定了其结构和组成. 粘度法测得其粘均分子量为1.06×10⁴ g/mol, 由其¹H NMR 谱峰面积估算得到4-乙烯基吡啶链段的质量百分含量约为87.1%. 以质子化的4-乙烯基吡啶-丙烯腈无规共聚物(P4VP^＋-r-AN)为模板, 与酸性间胺黄(MY)在水溶液中通过离子自组装, 制备了一种侧链型偶氮复合物(P4VP-r-AN/MY). 用¹H NMR, FT-IR, DSC, UV-Vis, SEM, TEM和HRTEM&EDS(高分辨率透射电镜与X射线能谱联用)等手段研究了该复合物的聚集形态及自组装过程. 研究发现MY通过静电相互作用复合到P4VP^＋-r-AN链上并发生聚集, 使复合物分子链聚集形成尺寸为10～200 nm的球形聚集体. P4VP-r-AN/MY中, MY与P4VP-r-AN的物质的量之比为0.575. HRTEM&EDS测试结果显示P4VP-AN/MY球形聚集体中硫元素的分布接近球形, 与聚集体的形状几乎一致, 表明MY分子在该组装物中主要以球形纳米聚集体的形式存在.     

SUNIST装置中磁探针出气率测量

通过出气率测量装置评价了SUNIST装置的内部磁探针出气特性,实验结果表明其出气量和出气气体成分不足以影响SUNIST真空特性。其后的放电实验验证了这一结论。