固体封闭剂封闭甲苯二异氰酸酯及其应用

采用室温下为固体的3,5-二甲基吡唑(DMP)为封闭剂与对甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,制备了可用于熔融挤出成型和注射成型聚氨酯复混配方的封闭型异氰酸酯单体。采用红外光谱,示差扫描量热分析和热重分析对反应过程及产物结构进行了研究。结果表明, 80℃下DMP可与TDI反应封闭完全,解封温度为180℃左右,解封产物室温即可与乙二醇反应发生加成反应,形成聚氨酯。     

酸改性海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂的应用研究

为提升海泡石在V-Mo/Ti脱硝催化剂中的应用效果,对海泡石进行酸处理改性。在V-Mo/Ti脱硝催化剂制备过程中分别加入海泡石和酸改性海泡石,采用XRD、N_2-吸附脱附、拉曼光谱、UV-vis、H_2-TPR、XPS、NH_3-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示:酸改性处理有效提高了海泡石的比表面积和孔容,有利于催化剂上活性组分的分散,从而提升了催化剂的还原性能。酸改性前后海泡石的酸性变化,对催化剂的酸性影响较小。相比海泡石,采用酸改性海泡石所制备的催化剂,脱硝效率高,反应过程中N_2O生成量少。     

梧桐絮制备多孔纤维碳材料及其在超级电容器中的应用

以法国梧桐絮为原料、KOH为活化剂,通过碳化制备多孔纤维碳材料,并在此基础上组装了超级电容器器件。通过SEM、EDS、XRD、Raman、FTIR、BET等对制备的多孔纤维碳材料进行表征,并研究了多孔纤维碳材料电极的电化学性能。结果表明:在扫描速率为50 mV·s~(-1)时,800℃下碳化制备的梧桐絮多孔纤维碳材料电极的比电容可以达到236 F·g~(-1);所组装电极在循环10 000次后,比电容仍维持原来的99.8%,表明梧桐絮多孔纤维碳材料在超级电容器领域有巨大的应用潜力。     

基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估

为了预估发射装药的内弹道性能,建立了一种基于密闭爆发器试验检测发射药的静态燃烧性能参数进而预测其装药内弹道性能的方法,采用不同批次的单樟-5/7发射药进行了装药性能预估计算,并基于30 mm火炮对内弹道性能预估精度进行了试验验证。结果表明,采用所建立的基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估方法计算获得的最大膛压为376.0 MPa,与试验测试的膛压平均值388.7 MPa的计算误差为3.27%;计算的炮口初速为1143.5 m/s,与试验测试的炮口初速平均值1156.3 m/s的计算误差为1.11%。所建立的基于密闭爆发器试验的发射装药内弹道性能预估方法具有较高的精度,可对发射药样品不同批次间的内弹道性能进行高效精确的预估,为长期贮存发射药使用寿命的判定及发射药产品的出厂校验提供了一种高效低成本的弹道性能评价方法。     

N_2O_5/HNO_3硝解TAIW合成CL-20

以2,6,8,12-四乙酰基-2,4,6,8,10,12-六氮杂四环-[5,5,0,03,11,05,9]十二烷(TAIW)为原料,采用N2O5/HNO3为硝化剂硝解TAIW制备六硝基六氮杂异伍茲烷(CL-20)。通过系统研究N2O5/HNO3硝解TAIW的加料方式、温度、料比、反应时间、稀释用水量等因素对反应收率和纯度的影响,找出了最佳反应条件:反应温度60~80℃,反应时间7h,m(TAIW)∶m(N2O5)∶V(HNO3)=3g∶4g∶15mL,后处理时稀释用水量20mL,CL-20收率为82.34%,纯度为98.29%。当以质量分数10%的CF3SO3H/树脂为催化剂时,收率提高至87.35%,纯度基本不变,且催化剂的回收率达到99.15%。该方法避免硫酸的使用,减轻了废酸污染,具有较强的工业化应用前景。     

基于数值计算方法计算最大反应速率到达时间

最大反应速率到达时间(TMR_ad)是化工工艺热风险评估中一个十分重要的参数。一般计算TMR_ad的方法是基于N级模型的分析。但对于复杂的反应过程统一采用N级模型分析计算可能会引起较大偏差甚至得到错误的评估。因此，提出运用基于反应类型的数值计算方法进行TMR_ad和T_D24的评估，通过分别代表N级反应和自催化反应的20% DTBP甲苯溶液和CHP的ARC测试分析表明：对于N级反应，该方法能可靠地用于TMR_ad和T_D24的求取；而对于自催化反应，尽管拟合效果很好，原有方法计算偏差很大，原因是不同模型下动力学参数不同，还进行偏差大小分析。由此可知该数值计算方法有广泛的适用性，对于放热曲线，需在了解其反应类型的基础上利用该方法进行TMR_ad和T_D24的评估，由此评估的结果更为可靠准确。     

磁性/量子点纳米复合材料的制备与电致化学发光性能

利用共沉淀法制备了磁性Fe_3O_4纳米粒子,多巴胺(DA)在其表面自动氧化聚合形成核/壳结构纳米粒子(Fe_3O_4@PDA);通过红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和形貌进行表征;采用水相合成法合成了CdSe量子点,并由L-半胱氨酸修饰其表面;由制备的核/壳结构纳米粒子与CdSe量子点通过静电吸引力结合在一起形成兼具有磁性和电致化学发光(ECL)的纳米复合材料。Fe~(3+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)对复合材料ECL强度增强或猝灭的性质,在一定浓度范围内,离子浓度与发光强度呈线性关系,利用此性质检测这些离子的浓度,结果表明效果较好。     

低分子量聚丙烯酸钾的合成及其应用

采用水溶液聚合法制备了低分子量聚丙烯酸钾（PAAK），并作为新型消焰剂加入单基发射药中。通过火焰原子吸收光谱法测试了PAAK中钾的含量；用乌氏黏度计测定了特性黏度；采用DSC法研究不同pH值的PAAK与硝化棉（NC）的相容性；利用充氮氧弹法对添加PAAK、硝酸钾KNO₃、硫酸钾K₂SO₄的单基发射药的燃烧残渣进行了对比研究。结果表明，合成的PAAK中，钾的质量分数为15.21%，相对分子量在3 000左右，有利于和NC均匀混合，且在中性或微碱性（pH＝7.0~7.5）的情况与NC相容性良好。与传统的KNO₃、K₂SO₄消焰剂相比，PAAK能够和NC均匀混合，制备均质透明的单基发射药；PAAK发射药的燃烧残渣最少，占发射药质量的0.18%。     

聚乙二醇-三聚氰胺甲醛和聚乙烯醇半互穿网络的构建及表征

为提高三聚氰胺甲醛(MF)树脂制品的柔韧性,以聚乙二醇接枝三聚氰胺(M-PEG)替代部分三聚氰胺,并与甲醛、聚乙烯醇(PVA)在碱性条件下合成了聚乙二醇-三聚氰胺甲醛(PEG-MF)与PVA的半互穿聚合物网络体系(SemiIPN)。采用红外光谱、拉曼光谱、热重分析、差示扫描量热法等手段对Semi-IPN的微观结构进行了剖析,并分析了PEG、PVA等柔性链段对Semi-IPN黏度、游离甲醛含量、柔韧性等性能的影响。结果表明,PVA作为线型结构贯穿于聚乙二醇-三聚氰胺甲醛树脂交联网络体系结构中,形成了半互穿网络结构;所形成的Semi-IPN的热分解温度比MF树脂降低了60℃左右;Semi-IPN的韧性比纯MF树脂提高了800%,最高可达到19.700kJ/m2。