柱芳烃与CO_2、N_2分子间相互作用的理论研究

采用量子化学密度泛函理论CAM-B3LYP-D3BJ/def2-SVPD方法对柱[5]芳烃(P5)与CO_2、N_2气体超分子复合物进行几何结构优化,使用CAM-B3LYP-D3BJ/def2-TZVPP进行结合能计算,结果表明二者能够以非键相互作用形成超分子复合物,P5···CO_2的结合能远大于P5···N_2,因此P5-SOF能够选择性吸附CO_2,与实验结果相一致。二代ALMO-EDA能量分解分析结果显示,P5···CO_2复合物中,静电和色散作用占总吸引作用的95.92%,色散能大于静电能,共同起主导作用。而P5···N_2复合物中,色散作用占总吸引作用的68.49%,起主导作用。     

硅烷偶联剂改性氧化石墨烯/水性聚氨酯复合物的合成与性能

采用改进的Hummers方法制得氧化石墨烯(GO),利用硅烷偶联剂改性氧化石墨烯后经氨水还原得到硅烷化还原氧化石墨烯(KRGO),再与水性聚氨酯(WPU)预聚体复合得到KRGO/WPU复合物。采用FTIR、XRD、SEM、TEM、TGA和电子万用机对复合物的结构和性能进行表征。结果表明,KRGO/WPU复合物热稳定性较纯WPU有所提高,KRGO/WPU-1质量损失为5%时的温度(T5%)比WPU大约高20℃;随着KRGO质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,当KRGO质量分数为0.5%时,KRGO/WPU复合物的拉伸强度达到最大值(20.2 MPa),较纯WPU(10.8 MPa)提高了187.1%;另外,KRGO/WPU复合材料疏水性能较纯WPU也有明显改善。     

用TiO_2/ZnO超细粉体改性的PET流变性研究

将TiO2/ZnO超细粉体应用于聚酯(PET)的复合改性,其质量比为1%～5%。研究表明,复合体系为非牛顿假塑性流体,其表观黏度随剪切速率的增大而减小;随着超细粉体含量增大,复合物非牛顿流动指数下降,剪切速率上升,流变性能改善;复合物黏流活化能可达81.5kJ/mol,黏温依赖性随着超细粉体含量的增加而增大。     

PAN/高岭石插层共混体系的制备与表征

用二甲基甲酰胺(DMF)对高岭石进行改性,改性的高岭石与聚丙烯腈(PAN)通过溶液插层制得共混复合物.用红外光谱和X射线衍射对复合物样品进行了结构分析与表征,结果显示:聚丙烯腈大分子插入到了高岭石片层之间,使高岭石层间距有一定程度的增大.对插层复合物的热稳定性和燃烧性能进行了研究,结果表明:共混复合物的的热分解温度提高,耐热性提高;同时,共混复合物的阻燃性能得到一定程度改善,极限氧指数从18.2%提高到了22.3%.     

丁三醇三硝酸酯与高分子黏合剂的相互作用

运用半经验分子轨道理论PM3方法计算丁三醇三硝酸酯(BTTN)分别与聚乙二醇(PEG)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、缩水甘油叠氮基聚醚(GAP)、3-叠氮甲基-3-甲基环氧丁烷聚合物(AMMO)和3,3-双(叠氮甲基)环氧丁烷聚合物(BAMO)等高分子黏合剂所形成的混合体系模型物,求得稳定几何构型.由色散能校正电子相关,求得其结合能.计算结果表明,高分子黏合剂HTPB、AMMO与BTTN的结合能(绝对值)随着高分子聚合度的增加而增大,而BAMO、GAP、PEG与BTTN间的结合能呈不同规律.GAP、AMMO和BAMO与BTTN的结合能略大于HTPB和PEG.     

氨基化还原氧化石墨烯-碳纳米管/水性聚氨酯复合材料的制备及表征

采用改进的Hummers方法制得氧化石墨烯(GO),利用硅烷偶联剂(APTMS)改性氧化石墨烯后,再经L-抗坏血酸(L-AA)还原得到氨基化还原氧化石墨烯(KRGO),并与碳纳米管(CNT)作为协同改性剂,与水性聚氨酯(WPU)预聚体复合得到KRGO-CNT/WPU复合物,以期改善WPU涂膜的力学性能、热稳定性和耐水性。采用FT-IR、XRD、TEM、SEM和TG等测试手段对复合物的结构和性能进行表征。结果表明:APTMS成功地插入了GO片层,明显地改善了复合材料的力学性能、疏水性与热性能。当KRGO-CNT的质量分数为0.5%时,涂膜拉伸强度从纯WPU的14.10 MPa增大到35.49MPa,增幅达152%;KRGO-CNT/WPU涂膜质量损失为5%时的温度(T_(5%))比纯WPU高29.3℃;当KRGO-CNT的质量分数为0.8%时,涂膜静态水接触角从纯WPU的54.7°增大到82.8°。     

呋喃与(HF)n(n=1-3)分子间氢键相互作用研究

采用MP2/6-311++G(d,P)方法对单体HF、呋喃(C_4H_4O),以及它们形成的复合物C_4H_4O与(HF)_n(n=1-3)的结构和相互能量等进行了研究。结果显示复合物C_4H_4O与(HF)_n(n=1-3)中随着HF分子的增多,复合物结合能增大,但C_4H_4O与HF形成的单个氢键键能减小,且当n=3时C_4H_4O已不能同时与3个HF形成三个分子间氢键。自然轨道(NBO)显示,C_4H_4O与(HF)_n(n=1-2)中随着n值的增大,C_4H_4O中的O原子与FH形成的单个氢键相互作用显著减小。C_4H_4O与(HF)_n(n=1-2)中形成的氢键具有一定的方向性和饱和性。     

聚邻甲苯胺/纳米二氧化钛环氧复合涂层的性能

以邻甲苯胺单体为原料、过硫酸铵为氧化剂,加入质量分数为0.0%、7.5%和14.9%的纳米TiO2,采用原位聚合法制备了聚邻甲苯胺均聚物以及聚邻甲苯胺/纳米TiO2复合物,利用扫描电镜、红外光谱、紫外–可见光谱和X射线衍射对其进行了结构表征。采用该复合物、聚邻甲苯胺和聚苯胺为填充物,以3%和5%的用量添加到环氧树脂(EP)/聚酰胺固化剂体系中,在碳钢表面制备了不同环氧涂层,测试了涂层的力学性能,发现上述填充物具有增强环氧涂层对腐蚀介质的阻隔的性能,其中含5%聚苯胺、5%聚邻甲苯胺、5%聚邻甲苯胺/TiO2(质量分数7.5%)复合物和3%聚邻甲苯胺/TiO2(质量分数14.9%)复合物的环氧涂层的力学性能较佳。通过极化曲线和交流阻抗谱对比研究了该4种环氧涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,含5%聚邻甲苯胺/TiO2(质量分数7.5%)复合物的环氧涂层具有最佳的耐蚀性。     

酮洛芬对映异构体的计算机模拟

采用Hyperchem8.0计算酮洛芬对映异构体的分子结构及能量,证明(S)-布洛芬的能量比(R)-酮洛芬略低。以(S)-酮洛芬为模板分子,4-乙烯吡啶(4-VP)、丙烯酰胺(AM)及α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,模拟及探讨不同功能单体对酮洛芬的结合能,结果显示4-VP与模板分子所形成复合物的结合能较AM略大,模型稳定性和预测能力俱佳,为混旋酮洛芬的拆分打下了理论基础。     

Fe/SiO2核壳复合粒子表面的XPS谱研究

采用XPS技术研究了Fe/SiO2核壳复合粒子的表面化学成分和电子结构。结果表明,表面化学成分仅由Si和O元素组成,表面Si存在4种电子结构,表面O存在5种电子结构。表面硅4种电子结构的Si2p电子结合能及归属为:102.91eV(51.18%)为Q4硅[Si(OSi)4],102.15eV(23.23%)为Q3硅[Si(OSi)3OH],103.98eV(18.70%)为Q2硅[Si(OSi)2(OH)2],101.35eV(6.89%)为Q1硅[Si(OSi)(OH)3];表面氧5种电子结构的O1s电子结合能及归属为:532.85eV(52.07%)为Q4硅基团中的氧,531.80eV(19.93%)为Q3硅基团中的氧,533.90eV(17.09%)为Q2硅基团中的氧,534.75eV(7.65%)为Q1硅基团中的氧,530.55eV(3.26%)为与金属铁核相互作用的氧。531.80和530.55eV的氧原子数(19.93% 3.26%=23.19%)与102.15eV的硅原子数(23.23%)非常相近,这不仅表明与金属铁核相互作用的表面氧为Q3硅基团中的氧,而且说明表面氧与金属铁核相互作用后O1s电子结合能会因为Fe给电子能力较大而降低。