热辐射强度对5种橡胶生胶燃烧和热解特性的影响EI

为探究热辐射强度对橡胶生胶燃烧和热解特性的影响,以天然橡胶(NR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)和丁苯橡胶(SBR)为研究对象,利用锥形量热仪测定生胶的燃烧行为,发现在不同强度热辐射作用下,NR和EPDM的热释放速率(HRR)曲线均为后单峰型,但BR,NBR和SBR的HRR曲线会从35 kW/m^(2)热辐射强度下的后单峰型转变为15 kW/m^(2)热辐射强度下的双峰型。该双峰型曲线的形成可以通过着火前样品的外观变化和热解特性演化进行解释。在15 k W/m^(2)热辐射作用下,BR,NBR和SBR样品的上半部分出现了多分层现象,表面形成了较多的硬质炭层,且至少有1个分层的残碳率和热解反应活化能均大于35 kW/m^(2)热辐射作用下样品表层的残碳率和热解反应活化能。该分层现象和热解特性演化可能与低强度热辐射作用下生胶较长时间处于交联反应温度区间有关,而NR和EPDM的交联作用因为返原现象而大幅削弱,故而在15 kW/m^(2)热辐射强度下没有出现双峰型HRR曲线。     

不同压力下乙烷喷射火火焰特征研究

为了研究不同喷射压力对乙烷喷射火火焰形态和热辐射范围的影响,进行30、35、50 mm喷嘴口径下乙烷喷射火的引燃试验,通过对喷射火的火焰高度、温度和热辐射强度进行监测,分析不同喷射压力下乙烷喷射火的燃烧规律。结果表明,随着喷射压力和喷嘴口径的增大,火焰高度和温度逐渐升高;在50 mm喷嘴口径、0.20 MPa压力时,火焰最高温度达到1 260 ℃;在30 mm喷嘴口径和0.15、0.20 MPa喷射压力时,距离火焰30 cm处热辐射强度超过25 kW/m²,达到可能致死的辐射量级。     

原位生成纳米SiO2/橡胶复合材料的制备及性能研究

采用原位生成技术制备了纳米SiO2/橡胶复合材料,研究了生胶的结构、反应时间、催化剂、偶联剂种类及用量对SiO2生成量及其增强橡胶硫化胶性能的影响.结果表明:生胶的结构对SiO2的生成量有较大的影响,不同生胶中生成SiO2量的顺序为NR＞IIR＞SBR＞BR＞NBR.随着反应时间的增加,SiO2的生成量增加,72h后基本达到恒定值,偶联剂的种类对SiO2生成量影响不大.当Si-69的用量为2g/100gNR、催化剂为乙二胺、反应时间为72h时,效果最佳.原位生成纳米SiO2填充橡胶硫化胶的性能优于机械共混法填充橡胶硫化胶的性能.     

膨胀阻燃天然橡胶的阻燃性能热稳定性燃烧行为及阻燃机理

分别以聚磷酸铵/季戊四醇（IFR）和可膨胀石墨（EG）为阻燃剂制备了阻燃天然橡胶（FRNR）,对比研究了2种膨胀阻燃剂对天然橡胶阻燃性能、力学性能、热稳定性、燃烧性能的影响,并探究了造成阻燃性能差异的机理。结果表明,EG在天然橡胶中表现出更佳的阻燃效果,添加40%（质量分数）IFR的FRNR的LOI值为26.2,UL-94为Ⅴ-0级;而添加20%（质量分数）EG后,FRNR的LOI值已达到28.4,UL-94为Ⅴ-0级;IFR和EG的添加会严重恶化天然橡胶的力学性能;锥形量热的测试结果表明,EG的添加能更有效降低天然橡胶的热释放速率、总热释放量和烟气生成量,添加20%EG的FRNR的主要燃烧性能参数已优于含40%IFR的FRNR,添加40%EG的FRNR的主要燃烧性参数大幅度改善,其中热释放速率峰值由795 kW/m²降低至211 kW/m²,600 s时的总热释放量和总生烟量由116.3 MJ/m²和46.7 m²下降到35.6 MJ/m²和2.6 m²...     

橡胶种类及SiC填料对橡胶防滑性能的影响

以顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)、天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR)为研究对象，在探究橡胶种类对防滑性能影响的基础上，向NBR中加入改性粗粒碳化硅(SiC),制备了NBR/SiC复合材料，研究SiC添加量对复合材料性能的影响。结果表明，干摩擦下橡胶与摩擦副的粘附性越大，摩擦系数越大，润滑状态和冰面上的摩擦系数明显减小；改性粗粒SiC的加入对材料的力学性能、硫化特性及防滑性能均有影响，干摩擦系数随着SiC的增加而减小；润滑状态和冰面上的静摩擦系数提高了106%和114%,动摩擦系数提高了60%和141%,可满足鞋底防滑要求。     

水下爆炸载荷作用下梯度PVC泡沫夹芯结构的动态响应

采用ANSYS/LS＿DYNA有限元软件对分层梯度PVC泡沫夹芯板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行数值分析。针对表观密度为79 kg/m³,107 kg/m³,134 kg/m³,162 kg/m³,203 kg/m³,252 kg/m³的6种泡沫材料，通过改变不同泡沫芯层的密度实现不同的密度梯度设置，共设计了两类不同密度梯度跨度的构型。选用背板峰值挠度和能量吸收作为结构抗水爆性能评价指标，讨论了不同密度梯度比对结构动态响应的影响，并与均质构型进行了比较。结果表明：与均质构型相比，合理的设置泡沫芯层密度能够有效地提升结构的抗爆性能；芯层的密度梯度设置对大密度梯度(large gradient density, LGD)构型的影响大于小密度梯度(small gradient density, SGD)构型；小密度梯度构型LGD-3具有最小的背板峰值挠度，为设计优质抗水爆性能泡沫夹芯板提供了参考。     

熔体流淌条件对橡胶生胶燃烧行为的影响EI北大核心CSCD

为探究熔体流淌条件对橡胶生胶燃烧行为的影响,文中选取天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)为研究对象,在自制熔体流淌火灾试验装置上进行燃烧实验,得到质量损失速率(MLR)、气相温度、池火面积等数据。研究结果表明,流淌燃烧条件下3种橡胶的MLR峰值、气相温度和燃烧速度均高于不流淌燃烧条件的,且燃烧时间缩短为不流淌燃烧时的一半,这与熔体流淌扩大了池火的面积有关。流淌条件下橡胶的MLR与池火面积呈线性关系,达到相同MLR时的池火面积大小顺序为NR>SBR>BR。气相温度峰值大小顺序为BR>NR>SBR,这与橡胶样品的平均有效燃烧热(AEHC)、MLR峰值和池火面积有关。     

承载立柱爆破破坏特征及应变演化规律研究

为分析不同单位面积炸药量及不同截面应力下的钢筋混凝土立柱爆破后破坏特征及应变演化规律，以弹性力学理论为基础，利用自主研制的单轴惯性动载力学模型试验系统对12个钢筋混凝土立柱进行爆破试验。当钢筋混凝土立柱上部截面应力为0 MPa时对应单位面积炸药量为0.11 kg/m²、0.23 kg/m²、0.27 kg/m²;上部截面应力为2 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m²、0.18 kg/m²、0.23 kg/m²;上部截面应力为3 MPa时对应单位面积炸药量为0.18 kg/m²、0.23 kg/m²、0.32 kg/m²;上部截面应力为4 MPa时对应单位面积炸药量为0.13 kg/m²、0.18 kg/m²、0.23 kg/m²,并且运用数值仿真模拟软件对不同截面应力影响爆破效果进行模拟分析。定义纵向中轴线破碎距离...     

EPDM对VMQ硅橡胶泡沫发泡行为及力学性能的影响

本工作采用超临界二氧化碳(scCO₂)发泡技术制备甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合发泡材料，探讨了预硫化时间、EPDM含量以及饱和温度对泡孔形貌的影响。力学性能测试结果表明硅橡胶泡孔结构和EPDM含量对复合材料力学性能有较大影响。当预硫化时间为8 min时，其交联密度为2.7×10^-5mol·cm^-3,可得到较好发泡性能和较宽发泡窗口。在60℃饱和温度、10 MPa饱和压力下发泡的VMQ-0.5EPDM(每100份硅橡胶中加入0.5份EPDM)密度可以达到0.2 g/cm³(发泡倍率为5.7倍);同时，参考VMQ-0EPDM,VMQ-0.5EPDM的比压缩强度从1.88 MPa·cm³/g增加到2.51 MPa·cm³/g,提升33%。     

新型多羟基三嗪基炭化剂对聚丙烯的阻燃作用

以三聚氯氰(CNC)、三羟甲基氨基甲烷(TRIS)和二乙烯三胺为原料合成了一种新型多羟基三嗪基炭化剂(TTDC)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、固体核磁共振(¹³C-NMR)、元素分析和热重分析(TG/DTG)测试对TTDC的化学结构和热性能进行了分析。通过熔融共混的方法将聚磷酸铵(APP)、TTDC和二氧化硅(SiO₂)加入聚丙烯(PP)中制备PP复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、TG/DTG和锥形量热(CCT)测试研究了PP复合材料的阻燃性能和热稳定性，并采用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱对残炭的表面形貌和结构进行了研究。结果表明：APP和TTDC具有良好的协同阻燃作用，PP、APP、TTDC和SiO₂比例为75∶16∶8∶1时，阻燃效果最佳，PP复合材料的LOI值为32.8%,达到UL-94 V-0级，800℃残炭量达到8.12%,热释放率峰值从纯PP的846.46kW/m²下降到236.61kW/m²。通过燃烧行为、残炭形貌和力学性能的综合分...     

PDMS低温热解制备有机/无机膜的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为前驱体聚合物, 采用浸渍法在支撑体上涂覆制备PDMS支撑膜, 将其在惰性气氛下350~480℃低温热解, 制备有机/无机膜。考察了制膜工艺条件对膜气体分离性能的影响; 并借助于TG和FT-IR测试手段探讨了PDMS 的热解过程及化学结构的变化; 采用SEM对有机/无机膜的微观形貌进行表征。研究表明, 采用低温热解法可以成功制备出气体分离性能良好的有机/无机膜。该膜既保留了有机膜的柔韧性, 又具有无机膜的热稳定性好的优点, 并表现出良好的气体渗透性能和选择性。PDMS制膜液的浓度、浸渍次数、复合膜的热解温度及基体孔径和性质等因素对有机/无机膜的气体分离性能以及膜层结构有较大的影响。在最佳工艺条件下制备的有机/无机膜其O₂渗透通量为21.2 GPU(1 GPU=7.501×10^-12 m³(STP)/(m²?s?Pa)), O₂/N₂分离系数为2.28。     

润湿异质性表面的过冷流动沸腾实验研究

非均匀润湿表面对流动沸腾过程中的流动模式和传热机制有重要影响。本文以去离子水为工质，实验研究了矩形微通道内硅表面和润湿异质性表面的过冷流动沸腾换热特性。通道横截面为0.5 mm×5 mm,过冷流动沸腾的质量通量分别为300、400 kg/(m²·s),热流密度在30～300 kW/m²的范围内。实验在大气压下进行，过冷度为10 K。对比了与流动方向垂直(HC)和平行(HP)的疏水图案，讨论了不同热流密度、质量通量等工况下的硅表面和润湿异质性表面垂直向上流动沸腾，分析了不同工况下过冷沸腾的沸腾曲线、平均传热系数和两相流流型。结果表明：润湿异质性表面的流动沸腾换热表面传热系数最大提高了39.55%,换热机制主要为核态沸腾。     

常压干燥法制备TiO2气凝胶

以钛酸丁酯为原料, 乙酸为有机配体, 甲酰胺为干燥控制化学添加剂(DCCA), 采用溶胶-凝胶法和溶剂置换等后续工艺, 实现了块状TiO₂气凝胶催化剂的常压干燥法制备, 并考察了有机配体对气凝胶结构性能的影响。采用XRD、BET、SEM、EDS及DSC-TG对样品进行表征。结果表明: 当有机配体与钛酸丁酯物质的量之比为0.9时, 制备的样品性能最佳, 该TiO₂气凝胶样品为非晶态, 表观密度为0.25 g·cm^-3, 比表面积716.5 m²·g^-1, 平均孔径19.1 nm; 在850℃大气气氛下热处理2 h后, 比表面积为122.4 m²·g^-1, 平均孔径23.4 nm, 具有较高光催化活性; 经1000℃热处理后, TiO₂晶型仍为锐钛矿相, 热稳定性较好, 光催化活性有所降低。未采用有机配体制备的TiO₂气凝胶表观密度为0.57 g·cm^-3, 比表面积为482.2 m²·g^-1。有机配体的使用更有利于制备出表观密度较小、比表面积较高的TiO₂气凝胶。     

硅溶胶对气凝胶水泥基复合保温材料结构和性能的影响

将纳米硅溶胶加入到以疏水气凝胶颗粒和空心玻璃微珠为保温轻骨料的白色硅酸盐水泥中，制备了SiO₂气凝胶水泥基复合隔热板(AIC隔热板)。并通过氮气吸附、红外光谱等方法研究了不同质量分数的硅溶胶(0～10%)对AIC隔热板的内部结构和热物性参数的影响。结果表明：硅溶胶添加量与AIC隔热板的比表面积、平均孔径、热导率均呈正相关。其中硅溶胶掺量10%时比表面积为72.92m²/g,相比对照样品(53.53m²/g)上升了36.22%。此外，AIC隔热板的迟滞回线属于H3型，各掺量样品FT-IR光谱对比表明硅溶胶在制备、干燥过程中不受水泥及其他无机材料的影响。     

受阻酚AO-80/NBR/PVC交联复合材料的结构与动态力学性能

在丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混基体中添加了受阻酚AO-80, 制备了AO-80/NBR/PVC交联复合材料, 并研究了其微观结构和动态力学性能。扫描电镜、 透射电镜的结果证明, 大部分AO-80溶解在NBR/PVC基体中, 少量的AO-80以亚微米尺寸的微粒分散于基体中; X射线衍射、 差示扫描量热分析(DSC)结果证明, AO-80在基体中处于非晶态。DSC、 动态热机械分析的结果表明, AO-80与基体之间形成了很强的分子间作用力, 使材料的玻璃化温度大幅度上升。同时, AO-80/NBR/PVC交联复合材料的损耗因子tanδ-温度T曲线只有一个单峰, 与纯的NBR/PVC交联橡胶相比, 随着AO-80用量增加, tanδ峰明显向高温移动, 并且峰值由0.96增加到1.56。AO-80/NBR/PVC交联复合材料呈现明显的拉伸取向, 具备优异的力学强度, 具有很好的实用价值。      

玻璃钢及多层绝热材料真空放气速率试验研究

在低温储运时，由于真空夹层中材料的放气，夹层真空度会下降，热量从外界导入使得低温容器的蒸发率加大，低温液体损耗增加，真空寿命缩短。因此，对真空夹层中材料放气性能的研究非常重要。本文基于静态升压测量法，搭建了真空下材料放气率测试装置，进行了低温储罐用多层绝热材料和玻璃钢真空下放气速率测试研究，得到了多层绝热材料和D3848玻璃钢的单位面积放气速率分别为4.93×10^-8Pa·m³/(s·m²)和1.13×10^-7Pa·m³/(s·m²)，该结果可以为真空夹层吸附剂量的设计提供可靠依据。     

CaMoO4:Eu3+,Li+红色荧光粉空心球的制备和发光性能

以硝酸钙、氧化铕、碳酸锂和钼酸铵为原料,用喷雾热解法合成了CaMoO₄:Eu³⁺,Li⁺红色荧光粉。用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光光谱对样品的物相、显微形貌和发光性能进行了表征,研究了喷雾热解温度对发光性能的影响。结果表明,随着热解温度的升高样品的发光亮度先增后减,在400℃达到最大值,样品为四方晶系CaMoO₄,其显微形貌呈空心球形,平均球径为1.4μm;这种荧光粉样品可被395 nm的紫外光和465 nm的蓝光有效激发,发出617 nm的红光。     

填充泡沫混凝土铝管组合挂板的吸能性能

为提高金属圆管组合挂板的吸能性能,提出一种填充泡沫混凝土铝管组合挂板。在铝管中分别填充不同密度(300 kg/m³、700 kg/m³、1 100 kg/m³)的泡沫混凝土,并对单根填充泡沫混凝土铝管和填充泡沫混凝土铝管组合挂板在准静态压缩下的变形模式、力学性能和吸能性能进行试验研究。结果表明：与单根空铝管相比,填充300 kg/m³泡沫混凝土会小幅降低填充铝管的吸能性能,随着填充物密度增加至700 kg/m³和1 100 kg/m³,填充铝管的吸能性能大幅提升,能量吸收总量分别提高286%和815%;与单根铝管压缩相比,组合挂板中填充铝管产生的挤压作用会大幅提升空铝管和填充300 kg/m³泡沫混凝土铝管组合挂板的比吸能,分别提升28.6%和68.9%,而降低填充700 kg/m³和1 100 kg/m³泡沫混凝土铝管组合挂板的比吸能,分别降低42.7%和38.1%。因此,考虑组合挂板实际...     

微波辅助熔盐法制备SrFe12O19及其磁性能的研究

以钢厂副产的氧化铁红作为含铁原料,采用微波辅助熔盐法制备了SrFe₁₂O₁₉铁氧体,研究了Fe/Sr摩尔比和微波煅烧温度对样品的物相组成、微观结构及磁性能的影响。采用FullProf软件对样品的XRD数据进行了精修拟合分析,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌,用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁性能进行了表征。结果表明,Fe/Sr摩尔比对样品的物相组成及样品的晶胞参数有重要影响,当Fe/Sr摩尔比为10.5时,样品获得了较好的磁性能。随着煅烧温度的增加,SrM相的厚度也随着增加,在1373.15 K下微波煅烧2 h, SrM相的厚度最大,此时样品矫顽力最大达到2.69×10⁵ A/m,饱和磁化强度为63.04 A·m²/kg,而在1273.15 K制备的样品最大磁能积最大为9.47×10³ J/m³。     

不同裂纹高度的三点弯曲梁动态焦散线实验

为了探究不同高度条形缺陷的梁构件动态裂纹扩展规律，在三点弯曲梁中设计高度分别为22 mm、28.5 mm、35 mm的条形缺陷，通过数字激光动态焦散线实验系统和落锤冲击试验系统进行研究。结果表明：不同高度条形缺陷的三点弯曲梁在落锤冲击实验中，裂纹扩展速度和应力强度因子受缺陷高度影响分两个阶段。第一阶段随着缺陷高度的增加，裂纹最大扩展速度分别为247.49 m/s、292.49 m/s与284.99 m/s,呈现先上升后趋于稳定的态势，起裂应力强度因子随着缺陷高度的增加而变大，分别为1.480 MPa/m^3/2、1.665 MPa/m^3/2、1.812 MPa/m^3/2;第二阶段随着缺陷高度的增加，裂纹起裂扩展速度逐步减小分别为634.42 m/s、524.97 m/s、377.67 m/s, K_Ⅰ型起裂应力强度因子逐步减小分别为3.281 MPa/m^3/2、3.192 MPa/m^3/2、2.876 MPa/m^3/2,K_Ⅱ