超临界CO2中分散聚合体系的稳定剂

随着环境污染的加剧,人类环保意识逐渐增强,为了减少化工有机溶剂对环境造成的严重污染,人们正试图寻找一种新的无毒无污染的物质来代替有机溶剂。超临界CO2作为超临界流体的一种,它在环境化学中能出色地代替许多有害、有毒、易挥发、易燃的有机溶剂。主要介绍了在超临界二氧化碳介质中分散聚合体系组成及聚合机理,探讨了聚合体系中稳定剂的作用机理,详细介绍了低毒的有机硅类稳定剂及非氟硅类稳定剂的研究发展状况。最后对目前稳定剂的主要问题进行了评述,并对研究发展方向进行了展望。     

超临界流体在纳米材料制备中的应用

超临界流体具有粘度低,密度大,较好的流动、传质、传热和溶解性等特性。超临界流体对状态参数的改变十分敏感,温度和压力较小的变化就会使流体的性质发生较大的改变。超临界流体可作为热敏性物质分离纯化方法及产品分析和测定手段,本文主要介绍超临界流体在纳米材料制备中的应用。     

超临界CO2流体中超声速的特性

超临界CO2流体声速随压力和温度变化规律,对超声技术强化超临界流体萃取应用具有理论指导作用。为研究超临界CO2流体的超声速特性,设计了单探头脉冲回波法的声速测量探头,频率2.5MHz。采用汕头超声研究所生产的CTS-3600数字式超声探伤仪与声速测量探头连接。以温度每5℃和压力每1MPa为间隔,测量了温度为25℃～55℃,压力为7MPa～26MPa的CO2流体声速,根据不同温度下声速随压力变化的一组等温线,采用多项式拟合得到超临界CO2流体声速随压力和温度变化关系模型,在T=300K时计算模型计算值和文献参考值的相对误差。结果表明:超临界CO2流体声速随压力增加而增大,随温度升高而降低,在T=300K时模型计算值和文献参考值的相对误差在7%以内。     

超临界CO2中合成PCL及其共聚物的研究进展

主要介绍了超临界CO2中聚酯类生物医用材料合成的特点,详细介绍了聚己内酯(PCL)的合成及其共聚物的研究状况。并探讨了超临界CO2中聚酯类生物医用材料合成中存在的问题及研究发展方向。     

超临界CO2环境中聚丙烯固相接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯

对超临界CO2环境中聚丙烯固相接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯反应过程进行了研究。考察了反应时间、CO2的压力、单体用量、引发剂用量以及反应温度对接枝产物接枝率和凝胶率的影响,获得了较优的接枝反应条件。结果表明,与熔融接枝和传统固相接枝过程相比,采用超临界固相接枝过程制得的接枝物具有接枝率高、凝胶率低且降解程度低等优点。同时接枝产物的接枝率和凝胶率除了可通过改变单体用量和引发剂用量进行调节外,还可通过改变CO2的压力进行调节。     

超临界CO2循环冷端温度优化研究

超临界CO₂循环冷端排出的热量温度较高,优化冷端温度对于提高循环的效率有重要作用。为了获得最佳的全年平均效率,有必要引入人工制冷,使超临界CO₂循环运行在更优化的冷端温度下。针对550℃/20 MPa参数的分流再压缩方式的超临界CO₂循环,通过热力学方法,分析了自然冷却和人工制冷组合条件下,冷端温度为5~35℃的不同工况下全年平均循环效率,并对冷端温度优化方法的适用性和经济性进行了研究。选取优化的冷端温度,将自然冷却和人工制冷相结合,可提高机组的全年平均效率。对于我国北方地区,冷端温度优化方法有较佳的适用性。引入人工制冷导致机组设备投资增加,但是机组运行效率的提高带来更多的发电收入,并在机组全寿期产生可观的收入增量。     

低温场景超临界CO2循环燃煤发电系统研究

超临界CO₂循环在低温场景下,循环终端温度降低,循环压比增大,可以与燃煤锅炉很好地匹配,组成高效的燃煤发电机组。根据气候和煤炭分布,我国北方煤炭基地(如蒙东、北疆)在冬、春季有长达4个月以上的低温条件,有利于构建高效的超临界CO₂燃煤发电机组。对于3～15℃的终温工况,对超临界CO₂循环发电机组进行热力计算,并对机组的经济和社会效益作初步分析。结果表明:初始参数620℃/30 MPa的超临界CO₂循环发电机组在9℃以下低温场景下,可获得48%以上的全厂净发电效率,高于二次再热超超临界汽轮发电机组。超临界CO₂循环燃煤发电可补充可再生能源发电在冬、春季的发电量缺口,并可通过“北电南送”实现北方煤炭资源的高效利用。     

超临界CO2对铝塑复合材料废弃物的剥离效果

铝塑复合材料是铝箔和塑料组成的多层结构材料,其回收利用必须剥离开铝箔和塑料。针对现有方法易带来二次污染的缺点,文中利用超临界CO2流体在塑料层渗透速度快、能溶胀聚合物而对铝箔不产生作用以及快速卸压引发聚合物的体积快速膨胀特点,提出了"爆米花"式剥离铝塑复合材料废弃物的新技术。通过研究对分离度产生影响的各种操作因素,获得了最优化的剥离工艺条件:压力25MPa,温度60℃,平衡时间3h,快速卸压满足在30s内压力下降50%以上。该方法是一种高效环保的分离技术。     

超临界CO2流体萃取技术应用综述

近年来人们越来越重视绿色工业发展,超临界二氧化碳流体以其高效的萃取能力、优越的环保性能,以及良好的选择性,成为了新一代的绿色萃取剂。主要介绍超临界萃取技术的基本原理和特点,以及超临界二氧化碳流体的应用。     

超临界CO2辅助制备PHAs载药微球研究概况

聚羟基烷酸酯(PHAs)是一种具有良好生物相容性的可降解生物材料。主要介绍了超临界二氧化碳抗溶剂法(SAS)辅助制备PHAs空白微球及载药微球的研究现状,探讨了该方法制备载药微球的原理及优势。最后对其研究发展方向进行了展望。     

超临界CO2流体温度对粘胶织物结构和性能的影响

为将简单、高效的超临界CO₂流体技术用于粘胶纤维基材的功能性加工,考察了超临界CO₂流体不同温度(80℃,100℃和120℃)对粘胶织物结构和性能的影响。结果发现,经流体不同温度处理后,扫描电子显微镜显示粘胶纤维表面形态并未产生变化;傅里叶变换红外光谱显示粘胶纤维分子链之间氢键作用强度有一定下降,流体对粘胶纤维起到了增塑膨化作用,但并未改变其化学结构;X射线衍射图谱显示粘胶纤维结晶度由处理前的36.57%分别下降至34.5%,30.78%和26.41%,随着温度升高,流体对粘胶纤维结晶区的破坏更加显著;热重差热综合分析显示粘胶纤维热降解性能并未下降;力学性能测试显示粘胶织物拉伸断裂性能仍保持不变。     

超临界CO2方法制备纳米蒙脱土/氢化丁腈橡胶复合材料

比较了超临界CO₂方法与机械共混法制备的纳米蒙脱土/氢化丁腈橡胶复合材料的结构与性能,以验证超临界CO₂方法在氢化丁腈橡胶复合材料制备中的有效性。并研究了超临界CO₂处理条件对蒙脱土分散情况的影响。XRD及TEM研究表明,与机械共混法相比,超临界CO₂处理有效提高了氢化丁腈分子向蒙脱土层间扩散的能力,使层间距进一步增大,最大达3.93 nm。同时,蒙脱土片层能够均匀无规地分散于氢化丁腈橡胶基体中,且具有较高的剥离程度。而超临界处理时,温度和压力的变化对蒙脱土的分散情况影响不大。蒙脱土加入后,蒙脱土/氢化丁腈橡胶复合材料的拉伸强度显著提高,从14.4 MPa分别增加到16.3 MPa（机械共混法）和19.6 MPa（超临界CO₂方法）,断裂伸长率也略有增加。超临界CO₂方法比机械共混法所制备复合材料的力学性能要高,且在介质浸泡前后,仍能够保持较好的力学性能。     

超临界CO2流体辅助合成Si-Fe-Fe3O4-C复合材料及储锂性能

硅碳负极是未来锂离子电池材料发展的重点方向之一,本文针对传统球磨法制备硅碳负极复合不均匀、界面融合差等问题,提出了一种超临界二氧化碳(scCO₂)流体介质球磨合成Si-Fe-Fe₃O₄-C复合材料的新方法。研究发现,纳米硅和中间相碳微球(MCMB)在scCO₂介质球磨混合过程中,CO₂和Fe反应先得到均匀分散的Si-FeCO₃-C前驱体,然后FeCO₃原位高温固相分解得到Si-Fe-Fe₃O₄-C复合材料。同时,在scCO₂流体渗透下,MCMB剥离成石墨片,并与纳米硅和Fe-Fe₃O₄实现较好的界面融合,Fe-Fe₃O₄的引入显著提升了硅碳负极的储锂容量、循环稳定性和倍率性能,Si-Fe-Fe₃O₄-C复合材料在0.2 A·g?1下100次循环后可逆容量保持在1065 mA·h·g?1。本方法利用超临界流体渗透性好、扩散能力强等特点,合成工艺简便,容易工业化实施,具有商业化开发潜力。      

LLDPE/EPDM共混物的超临界CO2微孔发泡研究

研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)橡塑共混物在超临界CO_2中的微孔发泡行为。利用扫描电子显微镜对发泡样品的泡孔形貌进行了分析和表征;采用差示扫描量热仪分析了共混物的热性质;分别利用旋转流变仪和万能试验机分析得到样品的流变性能和力学性能。采用一定量的LLDPE与EPDM共混,压制标准试样,然后在高压反应釜中进行发泡,讨论了LLDPE/EPDM共混物中橡塑的质量比、饱和温度、饱和压力对材料泡孔结构和泡孔均匀性的影响。利用超临界CO_2作物理发泡剂,对发泡条件进行优化,可得到泡孔尺寸规整、泡孔密度高且回弹性和韧性较好的发泡闭孔材料。     

超临界流体干燥法制备纳米级TiO2的研究

本文以廉价无机盐为原料,采用溶胶－凝胶法结合超临界流体干燥制备了纳米级ＴｉＯ２,并采用ＸＲＤ,ＤＴＡ－ＴＧ、ＴＥＭ技术研究了Ｓｏｌ－Ｇｅｌ过程中溶液的ＰＨ值、浓度、陈化时间及ＳＣＦＤ技术等条件对ＴｉＯ２粒径大小的影响。     

超临界CO2辅助热塑性聚氨酯/热塑性聚酯弹性体的发泡及其回弹特性

为克服热塑性聚氨酯（TPU）发泡后,其发泡材料回弹性不足、压缩强度低及收缩率大等问题,采用热塑性聚酯弹性体（TPEE）改性TPU,并以超临界CO2为发泡剂,制备了TPU/TPEE发泡材料。研究了TPU/TPEE共混物的熔融及结晶行为、流变性能以及TPEE含量对TPU/TPEE发泡材料循环压缩性能、回弹性能、压缩永久变形及发泡性能的影响。差示扫描量热仪与落球回弹、压缩永久形变结果表明,TPEE的加入能使TPU分子链排列的有序性降低,回弹性提高;旋转流变仪结果表明,TPEE的引入可以有效改善共混物熔体的黏弹性,使得弹性作为主导,并显著改善发泡性能;循环压缩结果表明,加入TPEE可以进一步改善泡沫的压缩性能。当添加TPEE的质量分数为7%时,TPU/TPEE发泡体相对于纯TPU泡沫,发泡体落球回弹性提高了7.25%、压缩永久变形值降低了2.84%、压缩强度提高了326%。     

超临界溶剂热技术制备纳米材料及其研究进展

超临界流体的许多优异特性使其在纳米材料的制备方面展示出越来越大的吸引力、优越性和实用价值。详细综述了超临界流体的特性,利用超临界溶剂热法合成纳米材料的作用机理、过程参数控制(如温度、压力)及合成纳米材料的形貌控制,分析比较了近年来国内外利用超临界溶剂热法合成纳米材料的研究进展,并对未来的发展做出了合理展望。     

CO2环境中管线钢高压冲刷腐蚀研究进展

高压多相流冲刷腐蚀是油气田集输管线安全运行面临的重要问题。针对CO₂环境中集输管线的高压冲刷腐蚀失效问题,介绍了CO₂环境中集输管线高压冲刷腐蚀试验装置,主要有高压喷射冲击系统、高压转子旋转系统和高压环路测试系统;综述了高压冲刷腐蚀机理,指出冲刷腐蚀受控于电化学腐蚀和冲刷磨损;总结了流速、固体颗粒速度、固体颗粒尺寸、温度、pH值、CO₂分压等因素对高压冲刷腐蚀的影响作用,最后对CO₂环境中集输管线的高压冲刷腐蚀研究的发展方向进行了展望。     

超临界CO2中两亲共聚物的合成及其对PVDF膜亲水化改性

以超临界CO2流体为反应介质,通过固相接枝反应合成了具有PEG侧链的聚(苯乙烯-马来酸酐)(SMA)功能化梳状两亲共聚物(SMA-g-MPEG),用1 H NMR和FT-IR表征了SMA-g-MPEG的结构和组成。并以SMA-g-MPEG为亲水改性材料通过非溶剂诱导相分离法制备PVDF共混复合膜。表面元素分析结果表明SMA-g-MPEG共聚物中的PEG侧链在膜表面形成富集;纯水接触角测定和BSA吸附试验表明膜的亲水性和抗蛋白质污染性能得到明显的提高。     

模板法制备结构可控纳米材料的研究进展

综述了模板法制备结构可控纳米材料的研究进展,讨论了模板法可控制备纳米材料的原理及高度有序自组装的纳米多孔Al2O3模板的形成机理.重点介绍了纳米材料的可控制备方法,主要包括纳米多孔Al2O3模板法、聚合物模板法和生物模板法.其中纳米多孔Al2O3模板法又分为电化学纳米多孔Al2O3模板合成法和电化学诱导的溶胶-凝胶方法等.根据材料的物化性能,选用适合的模板,采用合理的工艺路线,可以制备出结构可控的纳米材料.