应用化学专业波谱分析课程教学改革与探索

波谱分析是化学、化工、材料、药学和食品等专业的一门重要的专业基础课,是有机化合物结构解析及确证的重要方法。在波谱分析课程教学过程中,针对应用化学专业的特点,切合专业的培养目标及就业的需求,加强基础,注重应用,探索研究性教学模式,改革评价体系,发挥学生的主动性,提高学生的解谱能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,为学生就业、研发打好基础。     

含氟疏水缔合聚丙烯酰胺合成及溶液性能研究

以全氟辛酸、N,N-二甲基丙二胺、氯丙烯合成一种新型表面活性含氟碳疏水单体(FC137),并与丙烯酰胺、丙烯酸通过自由基水溶液层次聚合,制备含氟碳疏水缔合聚丙烯酰胺(FCPAM)。用表面张力法研究了FC137的胶束化,用红外光谱仪、流变仪、自动界面张力仪,表征了FCPAM结构和溶液的流变性能和破胶液表界面张力;使用非稀释型乌氏粘度法测定了特性粘数(η),相对表示出了聚丙烯酰胺的分子量。结果表明,FC137在25℃下的CMC为0.052 g/L、γCMC为26.53 mN/m。FCPAM溶液属于假塑性体系,临界缔合浓度为0.3%,具有一定耐盐性、耐温性,0.3%的FCPAM破胶液的表面张力为29.99 mN/m,界面张力为3.21 mN/m,并且具有良好的润湿性。     

希夫碱改性Fe3O4杂化材料的制备与表征

将制备的Fe3O4@SiO2-NH2磁性杂化材料依次经过丙烯酸甲酯(MA)、乙二胺(EDA)和水杨醛(SA)的接枝,得到希夫碱改性的Fe3O4杂化材料(Fe3O4@SiO2-S2),并通过FTIR、XRD、SEM、TEM、VSM对杂化材料的结构进行表征.结果表明,Fe3O4@SiO2-S2材料核壳结构明显,饱和磁化强度为45.9 emu/g.对水溶液中重金属离子的吸附实验结果表明,Fe3O4@SiO2-S2对Hg2+具有选择吸附性,pH=6、45℃条件下,饱和吸附量可达到362 mg/g(1.12 mmol/g),优于Fe3O4@SiO2-NH2、均相体系制备的希夫碱改性的Fe3O4@SiO2复合材料(Fe3O4@SiO2-HO-S)等吸附剂,且在5次循环使用后吸附性能仍能保持89％以上,吸附时间约300 min达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型.     

减水剂对掺杂钒尾矿发泡水泥性能的影响

以P·O 42.5水泥为胶凝材料、双氧水为发泡剂,掺杂钒尾矿等固体废弃物,并添加减水剂等多种外加剂制备发泡水泥保温材料.探讨减水剂用量对发泡水泥各种性能的影响,并对发泡水泥水化产物的物相结构和官能团进行表征.结果表明,随着减水剂用量由2.5 g增加至4.5 g时,发泡水泥的泡孔结构得以改善,泡孔变得致密且分布均一,干密度从0.233 g·cm-3下降至0.221 g·cm-3,但吸水率呈现增大的趋势,耐水性随之下降.而力学强度随着减水剂用量的增加呈现先增大后减小的趋势.在研究范围内,减水剂掺量在3.5 g时发泡水泥的综合性能最优,气孔较为致密且分布均一,干密度为0.232 g·cm-3,吸水率为81％,抗折强度可达0.28 MPa,抗压强度可达0.18 MPa.     

水可分散型多异氰酸酯的制备与应用

以N-乙烯基吡咯烷酮(VP)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸-2-羧乙酯(CA)为单体,通过溶液聚合,制得高分子表面活性剂P(VP-co-BA-co-CA)。以P(VP-co-BA-co-CA)乳化分散1,6-己二异氰酸酯(HDI)三聚体,制得水可分散型HDI三聚体(WD-HDIT),考察了BA质量分数、CA质量分数和HDI三聚体质量分数对乳液粒径和施胶性能的影响。探讨了WD-HDIT乳液对纸张表面的施胶性能。结果表明,当w(VP)=5.0%,w(BA)=3.4%,w(CA)=1.3%,w(HDI三聚体)=60.0%时,施胶剂乳液WD-HDIT具有良好的稳定性和优异的施胶特性。以WD-HDIT质量分数为10%的施胶剂乳液进行表面施胶,纸张施胶度达29 s,纸张与水接触角达119.49°,耐折度达67次,抗张指数达55.8 N?m/g,抗弯挺度指数为2.003 N·m7/kg3,环压强度指数为5.1468 N·m/g。     

聚羧酸高效减水剂的分子设计与合成及性能表征

依据减水剂的作用机理,用自制单体设计、合成一种新型聚羧酸盐减水剂,得出其最佳合成配方及工艺为:m(马来酸酐)∶m(丙烯酸聚乙二醇单酯)∶m(丙烯基磺酸钠)=1∶3∶2.4;选用1%的K2S2O8为引发剂、反应温度85℃、反应时间6h。试制产品性能测试结果表明:该聚羧酸减水剂具有优良的分散能力、和易性好,其最佳掺量为0.3%,能显著减小水泥净浆的流动度经时损失。经红外光谱分析表明,合成产物的分子结构与设计的分子结构基本一致。     

碱抽提乙醇麦草浆纤维表面性质的AFM和XPS研究

研究了碱抽提乙醇麦草浆纤维表面的形貌学特征、化学组成和木素的分布.AFM研究结果表明,随抽提时间的延长,碱抽提后乙醇麦草浆纤维表面无定形木素覆盖区域面积减少.木素颗粒减少,颗粒尺寸减小,部分区域旱现清晰的微细纤维纹路,反映出木素在纤维表面的分布不均匀,纤维表面不同区域木素对碱抽提的适应性也不同.XPS分析结果表明,与未经碱抽提的乙醇麦草浆相比,碱抽提后的乙醇麦草浆纤维表面O/C比值显著下降,而更接近木素O/C比值的理论值,说明碱抽提后乙醇麦草浆纤维表面仍然存在术素,在碱抽提过程中也存在溶解木素在纤维表面二次吸附和沉积的现象.     

改性石墨烯纳米带/双马来酰亚胺复合材料的摩擦学性能

为了改善石墨烯与双马来酰亚胺(BMI)树脂的相容性,并使其在摩擦过程中快速形成高质量自润滑转移膜,用超支化聚硅氧烷(HBPSi)和Ni纳米粒子共同改性石墨烯纳米带(GNRs),制备了HBPSi/Ni/GNRs复合粒子,将其引入到BMI树脂中制备出HBPSi/Ni/GNRs/BMI复合材料。采用FTIR、SEM、TEM、摩擦磨损试验机及分子动力学模拟对复合粒子的结构、形貌及添加量和复合材料的摩擦学性能的影响进行了考察,并探究了其摩擦磨损机理。结果表明,HBPSi和Ni纳米粒子成功负载到GNRs表面上。与GNRs相比,HBPSi/Ni/GNRs复合粒子能够显著提升BMI复合材料的摩擦学性能。当HBPSi/Ni/GNRs复合粒子添加量(质量分数)为0.6%时,HBPSi/Ni/GNRs/BMI复合材料的摩擦系数和体积磨损率均降至最低,分别为0.18和1.9×10^–6 mm³/(N·m)。HBPSi/Ni/GNRs复合粒子与BMI树脂强的界面作用是导致其复合材料抗剪切能力提升的关键。     

马来酸酐改性蓖麻油制备交联型水性聚氨酯

以马来酸酐与蓖麻油制备含碳碳双键的三羧基蓖麻油(MACO)作为内交联剂,合成改性蓖麻油水性聚氨酯乳液(MACO-WPU)。采用FT-IR和XRD对改性聚氨酯的结构进行表征,证实MACO被成功引入到聚氨酯大分子链中且分子链呈现无序状态。通过对力学性能、吸水率、粒径、热重分析等研究了MACO用量对聚氨酯乳液及胶膜性能的影响,结果表明:当w(MACO)=3%时,乳液外观和稳定性好,平均粒径为48.45 nm; 胶膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为13.15 MPa、195%;与未改性WPU相比热稳定性略有提高。     

不同级别P-RC APMP细小纤维对纸张性能的影响

选用杨木P-RC APMP为原料,打浆至68°SR后利用DDJ筛分出三个级别(P200,P300,P400)的细小纤维,并研究了DDJ细小纤维对纸张性能的影响。结果表明:细小纤维能明显影响纸张的松厚度、透气度、强度性能、光散射系数、光吸收系数和不透明度。