凹凸棒石/硅橡胶复合材料的热氧化降解和老化性能研究

本文采用高压均质结合对辊挤压工艺对天然凹凸棒石进行棒晶解离得到了纯度较高和比表面积较大(133.7 m²/g)的纳米解离凹凸棒石. 进一步通过机械共混法分别将天然凹凸棒石和纳米解离凹凸棒石与硅橡胶生胶复合制备了天然凹凸棒石-硅橡胶和纳米解离凹凸棒石-硅橡胶材料,研究了天然凹凸棒石和纳米解离凹凸棒石对凹凸棒石/硅橡胶复合材料热氧化降解和老化性能的影响. 结果表明,天然凹凸棒石-硅橡胶和纳米解离凹凸棒石-硅橡胶在300 oC热氧老化处理0.5 h后,相比于纯硅橡胶,初始5%失重温度从385 oC提高至396∽399 oC. 系列表征结果表明,天然凹凸棒石和纳米解离凹凸棒石增强了纳米粒子与硅橡胶之间的相互作用从而抑制了纳米颗粒聚集,并且可显著提高硅橡胶侧链Si-CH₃的保存率,从而提高了该复合材料的热氧化降解和老化性能. 此外,纳米解离凹凸棒石可大大抑制纳米粒子的长大;因此老化后,纳米解离凹凸棒石-硅橡胶表现出了比硅橡胶(10.6%、7.4%和5.0%)更高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度保留率(40.6%、34.9% 和30.1%).     

烧结型涂层管内R410A流动沸腾换热实验研究

文实验研究了制冷剂R410A在长1.3 m,内径4 mm的不锈钢光管和不锈钢烧结多孔涂层管内的流动沸腾换热与压降特性。实验饱和温度为10℃,进出口干度变化范围从0.1至0.9,质量流速变化范围为270～620 kg·m~(-2)·s~(-1)。实验结果表明:在进出口干度固定在0.1和0.9的工况下,烧结涂层管的流动沸腾换热系数随着质量流速的增加而降低,但是光管的1.2至1.5倍;分别固定质量流速为350和450 kg·m~(-2)·s~(-1),进出口干度差值维持在0.2时,烧结涂层管和光管的换热系数均随着干度增加先增加后急剧下降。在此工况下,烧结涂层管的流动沸腾综合强化效果是光管的2.11至3.58倍,并在高干度区域达到最大值。     

高亚声速气动探针气流速度求解方法研究

气动探针是叶轮机械风洞实验中关键测试工具,有必要开展能够提高测量精度、扩展适用范围的基础性研究。本文推导出气体压缩因子δ_ε～f (p~*,p_s,κ,λ)来修正伯努利方程,并讨论了扩展探针校准文件的适用范围问题。研究结果表明:本文所提出的气流速度算法与现行的算法相比的计算误差在1.9×10~(-5) ～2.1×10~(-5)内,具有可信性。引入气体压缩因子的修正项能够实现利用低速和跨声速流动的校准文件来求解高亚声速流动的气流速度和马赫数,其误差值均在接受范围内。但是,求解跨声速流动时的误差值超出接受范围。本文的研究能够丰富完善气动探针理论体系,为叶轮机械风洞实验提供理论指导和技术支撑。     

聚脲多孔材料的简单制备及在酶固定和手性拆分中的应用

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为单体,在水与丙酮混合溶剂中通过沉淀聚合一步法制备了富含胺基的聚脲多孔材料(PPU),通过扫描电镜和压汞法对其表面形貌和孔结构进行了表征.PPU经戊二醛(GA)活化后用于荧光假单胞菌脂肪酶(PFL)的固定,考察了GA活化过程中GA浓度对酶固定量及固定酶活性的影响.结果表明,PPU是一种粒子尺寸分布在30~50μm范围的形状不规则的多孔粒子,孔径在2 nm~100μm之间呈连续分布.在pH=8.0的缓冲溶液中用0.17 mol/L的GA对PPU进行改性,将改性后的PPU用于PFL的固定,当酶溶液浓度为2.56 mg/m L时,得到酶的最大固定量为95.2 mg/g,固定酶的活性为375 U/mg,相对活性为76%.将此固定酶作为催化剂,用于1-苯乙醇外消旋化合物的手性拆分,并与游离酶催化的结果相比较.结果表明,固定酶的反应活性和立体选择性都明显优于游离酶.通过沉淀聚合制备的聚脲多孔材料在酶固定及手性分子拆分方面具有应用前景.     

窄内径多孔层开管柱的制备及在液相色谱中的应用

近年来,微纳分离技术由于其内在的优势而受到越来越多的关注.多孔层开管柱是一种重要的微分离柱形式,与粗内径的多孔层开管柱(>25μm)相比,窄内径的多孔层开管柱具有更高的分离效率和更低的试剂消耗量.本文综述了内径≤25μm的窄内径多孔层开管毛细管柱的制备方法、与质谱检测联用技术以及在液相色谱中的应用研究进展,对其发展前景进行了展望.     

含有序孔洞的多孔氧化铝薄膜的弹性模量测量

高纯铝箔在特定的溶液下经过电化学阳极氧化腐蚀，可在其表面生成一层多孔的非晶氧化铝层，孔大致呈六方密排，孔径分布均匀。此类薄膜具有规则的纳米级孔径，大的比表面积，可用在微纳滤方面和纳米材料组装方面。然而，对于此类薄膜力学性能的研究较少，在一定程度上限制其功能的开发和应用。为了获得此类多孔膜的弹性常数，本文用鼓膜法结合散斑干涉实验方法、单轴拉伸结合双光束干涉法和多普勒测振仪三种方法测量氧化铝多孔膜的弹性模量，得到的宏观弹性模量基本相同，并对三种方法的优缺点进行了比较，分析了多孔氧化铝膜与块状氧化铝材料或致密氧化铝膜力学性能的差并。     

多孔硅橡胶有限变形的粘弹性行为

针对孔隙度较大（孔隙度大于50％）的硅橡胶材料在有限变形时的粘弹性行为，从建立描述材料粘弹性特征的松驰函数和变形特征的应变能函数出发，提出了适合多孔隙、可压硅橡胶材料的非线性粘弹性力学行为的本构关系，松驰函数和应变能函数可解耦为等容和体积变形两部分，并引入了拟时间的概念来反映变形对材料特征时间的影响，利用硅橡胶材料的单轴压缩松驰实验与材料模型进行了对比，讨论了多孔硅橡胶的等容变形和体积变形对应力松驰的影响。     

多孔聚合物骨架的超声及微波辅助合成

首次采用超声与微波辅助合成方法制得数种高比表面积吸附纤维和树脂新材料。研究表明,1)分别以4,4’-二氯甲基-联苯(CMDP)、1,4-二氯甲基苯(XDC)以及FeCl3为单体和催化剂,采用超声辅助Fridel-Crafts烷基化自聚合反应制得比表面积可达1320m2/g的超高交联多孔吸附树脂新材料;2)以PP-ST-DVB基纤维为基体,分别采用超声或超声-微波辅助Fridel-Crafts后交联反应制得比表面积可达84.25m2/g和83.96m2/g的超高交联吸附纤维新材料。与现有多孔高分子骨架制备方法相比,这种多孔聚合物合成新技术可有效克服液固相接枝聚合反应中受热不均所带来的种种弊病,且具有促进溶解(溶胀)和反应时间大幅缩短的优点。     

多孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物微球的磺化及其对牛血清蛋白的吸附

在不同反应温度下对多孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物微球进行磺化亲水性修饰,采用扫描电镜与氮气吸附法,研究多孔微球的孔结构。结果显示,磺化反应修饰后,微球的孔容与比表面积变小,且随着磺化温度升高,比表面积与孔容递减。交换容量则随着磺化温度升高而递增。用牛血清蛋白作为模型蛋白质,研究了亲水性修饰后的多孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物微球对蛋白质大分子吸附性能的影响。实验结果表明,牛血清蛋白在磺化微球上的吸附主要由孔容与比表面积决定,孔容与比表面积越大,蛋白质吸附量也越大。吸附速率表现为疏水作用快于静电作用。吸附动力学研究表明,Kannan-Sundaram模型可较好地描述牛血清蛋白的吸附动力学行为。     

铁掺杂的高比表面二氧化硅的制备及其苯酚降解性能

研究了以聚乙二醇为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备铁掺杂的多孔二氧化硅的方法。开发了一步完成多孔材料制备和掺杂的新工艺。研究了不同的铁元素掺杂量对样品性能的影响。采用低温氮吸附、SEM、FTIR、XRD方法表征了样品的比表面、孔结构和表面基团等信息。最优样品比表面大于700 m²·g^-1、孔容大于1 mL·g^-1。研究了所制备的多孔材料和双氧水共同降解水中苯酚的能力,研究发现负载铁的催化剂可以在很宽的pH值范围内(3~8)和双氧水协同使用,这可能是因为铁元素被牢固负载于多孔二氧化硅的骨架上,避免了其在高pH值下发生的水解反应。