新型聚醚高效减水剂的合成及其性能研究

采用聚醚(TPEG)、甲基丙烯酸(MAA)为单体,以过氧化氢为引发剂,十二硫醇为分子量调节剂,在水溶液中共聚合成聚醚接枝的聚羧酸系减水剂。考察了单体摩尔比、引发剂用量、分子量调节剂量、聚合温度及聚合时间等因素对聚醚减水剂分散性能的影响。结果表明,最佳合成工艺条件为:n(MAA)∶n(TPEG)∶n(十二硫醇)∶n(双氧水)=11.20∶2.72∶0.36∶0.20,引发剂用量为单体总质量的0.3%,分子量调节剂占单体总质量的1.0%,反应温度65℃,反应时间4~5 h。在此条件下,合成的减水剂使水泥净浆流动度达到250 mm,对水泥具有良好的分散性。     

马来酰亚胺型聚羧酸系减水剂大单体的制备

以N-氨基甲酰马来酰亚胺(NCM)和氯代聚乙二醇单甲醚(CMPEG)为单体,在氢氧化钠作用下,合成N-聚乙二醇单甲醚-N’-氨基甲酰马来酰亚胺(MPNCM)减水剂大单体,并对MPNCM的结构进行表征。以净浆流动度和反应转化率为指标,考察了NCM/CMPEG摩尔比、引发剂用量、反应温度和反应时间等因素对净浆流动度和反应转化率的影响。结果表明:NCM/CMPEG摩尔比为1.2、引发剂用量(质量分数,下同)为0.8%、45℃反应4 h所制的大单体的分散性能较为适宜。以最佳反应条件制得的MPNCM与丙烯酸(AA)为原料,共聚合成聚羧酸系减水剂,并对聚羧酸系减水剂的减水性能和分散性能进行检测。结果表明:当聚羧酸系减水剂掺量为0.2%时,减水率达25.7%,混凝土净浆流动度为315 mm。     

TMA-APEG-AMPS聚羧酸高性能减水剂的制备

以过硫酸铵为引发剂,以酒石酸改性的马来酸酐(TMA)、烯丙基聚乙二醇(APEG)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为共聚单体,合成聚羧酸高性能减水剂PTAA。以净浆流动度为考查指标,研究了单体配比、引发剂用量、反应温度、反应时间对聚合的影响。结果表明,在MA为0.01 mol、n(APEG)∶n(AMPS)=2.28、引发剂过硫酸铵(APS)的用量为单体总量的3%、反应温度75℃、反应时间3 h时,所合成的减水剂在用量为1.0%时,其净浆流动度可达288 mm。     

水溶液中共聚合成MPEGAA-AA-AMPS聚羧酸高效减水剂及其性能

以自制的活性大单体聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(MPEGAA)、丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,在水溶液中共聚合成了MPEGAA-AA-AMPS高效减水剂。重点考察了单体的摩尔比、引发剂(APS)用量、反应温度和反应时间等合成条件对MPEGAA-AA-AMPS高效减水剂的影响。结果表明:最佳的高效减水剂的合成条件是:n(MPEGAA)∶n(AA)∶n(AMPS)=1∶4.3∶1.10,引发剂APS用量为单体总质量的5%,聚合温度和反应时间分别为80℃和5 h。在该条件下合成的MPEGAA-AA-AMPS高效减水剂,其分散性和保塑性理想,减水增强效果明显。     

聚羧酸系减水剂的合成及流动度研究

以聚乙二醇和甲基丙烯酸为原料,在催化剂作用下,通过酯化合成出甲基丙烯酸聚乙二醇单酯,通过正交试验得到制备大单体的最佳反应条件。并以甲基丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠和自制大单体为主要原料合成聚羧酸减水剂,通过正交试验确定了最佳反应条件:在单体摩尔比n(MAA)∶n(MPEGMAA)∶n(SMAS)=3∶1∶1,引发剂用量为7.0%,反应温度为75℃,反应物浓度为25%,反应时间为3.0h的条件下,所得产品可使水泥净浆的流动度达到296mm。产品经红外光谱分析,证明为目标产物。     

MAPEG-HEA-SMAS三元共聚物高效减水剂的制备与性能

以马来酸聚乙二醇单酯(MAPEG)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为原料通过共聚反应制得MAPEG-HEA-SMAS三元共聚聚羧酸高效减水剂,考察了单体摩尔比、引发剂用量、反应温度等合成条件对减水剂性能的影响,并用IR对减水剂的分子结构进行表征,以GPC表征减水剂的相对分子质量(简称分子量,下同)及其分布,通过SEM观察了掺入减水剂的水泥石微观结构。结果显示,当n(MAPEG)∶n(HEA)∶n(SMAS)=1.0∶1.5∶1.0,聚合反应温度为88℃,聚合反应时间为7.5 h,引发剂用量为单体总质量的3.5%,PEG相对分子质量(简称分子量,下同)为1 000时,合成的减水剂综合性能良好。当其掺量为0.45%(质量分数)时,水泥净浆初始流动度达308 mm。GPC分析显示,减水剂平均分子量Mn=7 752,分散系数Mw/Mn=2.091;SEM分析结果显示,聚羧酸减水剂使水泥石大孔率降低,结构更密实。     

聚苯乙烯纳米微球合成工艺研究

以苯乙烯(St)为单体,十二烷基硫酸钠为乳化剂、过硫酸钾为引发剂,碳酸氢钠和氢氧化钠为复合缓冲剂,通过乳液聚合反应,合成了粒径分布均匀的聚苯乙烯纳米微球(PSt)。在确定缓冲剂用量及引发剂滴加方式的条件下,经正交实验优选出最佳合成工艺条件如下:蒸馏水与苯乙烯的体积比为1.5:1、乳化剂用量为苯乙烯质量的1.0%、引发剂用量为苯乙烯质量的1.2%、反应时间为8h,反应温度为80℃。在此条件下转化率为94.58%,并用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对其进行了表征。     

马来酸酐-丙烯酸共聚物的合成及性能研究

以丙烯酸(AA)和马来酸酐(MA)为单体,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合法,合成了一种无磷助洗剂丙烯酸和马来酸酐共聚物。研究了单体配比、引发剂用量、聚合反应温度对助洗性能的影响。确定了最佳产品的合成条件:单体中MA∶AA=1∶3(质量比),引发剂与单体质量比为4%,氧化剂∶还原剂=2∶1(质量比),反应温度为90℃,反应时间1.5h。研究了此条件下合成的聚合物与阴离子表面活性剂间的相互作用。     

光致抗蚀干膜用水溶性丙烯酸树脂的优化合成

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为主要原料,合成了应用于水性光致抗蚀干膜的水溶性丙烯酸树脂。采用正交试验法通过GPC、红外、热重分析及拉伸实验研究了引发剂用量、引发剂滴加时间、亲水性功能单体AA的用量、软单体BA的用量、中和度对树脂水溶性,树脂相对分子质量以及漆膜性能的影响。研究表明,优化合成反应条件如下:引发剂质量分数1.4%、引发剂滴加时间3 h、AA单体质量分数30%、BA单体质量分数5%、中和度45%,产物的单体转化率高于95%且能在常温下稳定贮存12个月以上,树脂水溶性达到85%以上;树脂数均分子质量n<45 000且分布系数PD﹤2。树脂漆膜拉伸强度>1.368 MPa,在350℃开始分解直至450℃分解完全。     

低相对分子质量聚丙烯酸钠的合成条件研究

以丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,通过正交实验,合成了系列聚丙烯酸钠。探讨了反应温度、引发剂用量、单体含量、反应时间对相对分子质量的影响结果。确定了最佳反应条件:反应温度为90℃,引发剂用量为5%,单体含量为30%,聚合反应时间为3 h。     

MoO2/g-C3N4催化剂的制备及其氧化脱除模拟油中的硫化物

采用高温煅烧MoO₂和g-C₃N₄混合物制备了不同MoO₂含量的MoO₂/g-C₃N₄催化剂。采用X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）和N₂吸附脱附对催化剂的结构和性能进行了表征。以MoO₂/g-C₃N₄作为催化剂,H₂O₂为氧化剂,离子液体为萃取剂研究了反应体系的氧化脱硫性能。这项研究中考察了不同煅烧温度下制得的催化剂、负载量、氧化剂使用量、催化剂加入量、反应温度、萃取剂使用量、反应时间、硫化物类型等不同反应参数对脱硫率的影响。结果表明,在H₂O₂的使用量为0.2mL,MoO₂/g-C₃N₄加入量为0.03g,1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体1.0mL,反应温度为70℃,反应时间60min的最佳工艺条件下,24%-MoO₂/g-C₃N₄催化剂脱硫率可以达到94.8%,催化剂循环使用5次后活性没有明显下降。此外,研究了MoO₂/g-C₃N₄在离子液体中的催化氧化反应机理。     

抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能

以甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）为单体,过氧化氢（H₂O₂）/抗坏血酸（Vc）为引发剂,甲基烯丙基磺酸钠（SMAS）为链转移剂,合成了一种抗泥型聚羧酸减水剂,通过红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）对聚合物进行结构表征,通过水泥净浆流动度、蒙脱土层间官能团、X射线衍射和吸附量测试,对其分散性能及抑制蒙脱土机理进行了探究。结果显示：合成的抗泥型聚羧酸减水剂在摩尔比为2.5：1时分散性能最佳,当减水剂折固掺量为0.25%时,水泥初始净浆流动度为268mm;与普通聚羧酸减水剂相比,合成的抗泥型减水剂对蒙脱土敏感性较低,与蒙脱土作用后的层间未出现抗泥型减水剂的特征官能团,层间距为1.40nm,抗泥型减水剂在蒙脱土上的吸附量远小于普通减水剂的吸附量。     

秸秆乙醇残渣三聚氰胺脲醛树脂的制备与固化性能研究

以秸秆水解生产燃料乙醇的残渣(ER)、尿素(U)、甲醛(F)和三聚氰胺(M)为原料,制备了秸秆乙醇残渣三聚氰胺脲醛(ERMUF)树脂。分别考查了U、M、ER用量对制备的ERMUF树脂的性能及其制备三合板性能的影响。确定了反应的最优原料配比为n(F)/n(U)为1.5, n(M)/n(F)为0.15, m(ER)/m(ER+U)为0.48,在该条件下得到的ERMUF树脂制备的三合板的胶合强度1.03MPa,满足国家II类板要求,甲醛释放量0.24mg/L,满足E₀级要求。探讨了固化体系对ERMUF树脂固化性能的影响,选出了适宜的固化体系为NH₄Cl和H₃PO₄复合固化剂,用量分别为1%和0.5%,此条件下ERMUF树脂的固化时间较短148s,胶合强度较高为1.09MPa,甲醛释放量为0.25mg/L。     

合成间甲基苯甲酸的微通道连续流工艺

目前,对合成间甲基苯甲酸的研究主要局限于氧化釜的间歇反应工艺,对连续流反应工艺少有报道。针对这一问题,本文提出了在脉冲混合结构微通道反应器中液相氧化合成间甲基苯甲酸的连续流工艺。采用间二甲苯为原料,过氧乙酸为氧化剂,乙酸钴和溴化钠为催化剂,通过对反应物料比、催化剂的用量、反应停留时间、反应温度、溶剂用量等条件的考察,获得最佳工艺条件。得出当n（间二甲苯）∶n（过氧乙酸）∶n（乙酸钴）∶n（溴化钠）∶n（乙酸）=1∶4∶0.015∶0.02∶5、反应温度120℃、反应停留时间15min时,反应效果最佳。研究结果表明：此工艺充分利用微通道连续流反应器优良的传质传热特点,大大缩短了反应时间,提高了反应速率,扩大工艺条件选择区间,增加了安全系数,实现对氧化反应过程的有效控制。     

松木屑在氧气-水蒸气-二氧化碳氛围下的气化模拟研究

以氧气-水蒸气-二氧化碳作为气化介质,松木屑为原料,采用Aspen Plus软件,结合自建模型,对生物质气化进行了模拟研究。首先,利用文献中的数据对模型进行了验证,模拟结果与文献中的数据基本吻合,证明了该模型的正确性。接着,考察了气化温度、氧气用量（c_ER）、水蒸气与生物质质量比（m_S/m_B）、二氧化碳与生物质质量比（m_CO2/m_B）对产气组成、气体热值、气体产率、气化效率和产气氢碳比（n_H2/n_CO）的影响。结果表明：在850℃、101.325kPa、c_ER=0.2、m_S/m_B=1、m_CO2/m_B=0.6的条件下,气化产物特性为气体热值7.45MJ/m³、气体产率1.78m³/kg、气化效率73.3%、氢碳比1.79。适当提高气化温度有利于气化。c_ER的增大使气体热值、产率和气化效率均迅速降低;但对产气中氢碳比的影响较小。此外,气化剂中水蒸气的适量增加有利于氢气的产生并能明显提高其体积分数,二氧化碳的适量增加有利于一氧化碳的产生并能在一定程度上提高其体积分数,二者均能有效调节产气的氢碳比。     

杂多酸盐催化合成柠檬酸三丁酯研究

制备了1-（3-磺酸基）丙基-3-甲基咪唑磷钼酸盐（[MIMPS]₃PMo₁₂O₄₀）、1-（3-磺酸基）丙基-3-甲基咪唑磷钨酸盐（[MIMPS]₃PW₁₂O₄₀）和1-（3-磺酸基）丙基-3-甲基吡啶磷钨酸盐（[PyPS]₃PW₁₂O₄₀）3种杂多酸盐,用于催化柠檬酸和正丁醇合成柠檬酸三丁酯（TBC）,考察了各催化剂的催化效果。其中,[MIMPS]₃PMo₁₂O₄₀具有最好的催化效果,在其催化下,考察了反应条件对酯化率的影响。结果表明：当醇酸物质的量比为4.5:1.0、反应温度为130℃、反应时间为3.5h、催化剂用量为柠檬酸质量的5%时,酯化率可达98.3%,且催化剂具有较好的重复使用性能,重复使用5次后,酯化率依然保持在94%以上。     

芥酸钾/三羟乙基苄基氯化铵蠕虫状胶束的黏度行为

以阴离子表面活性剂芥酸钾(KEU)与有机反离子三羟乙基苄基氯化铵(BTHEAC)通过自组装形成的蠕虫状胶束为主要研究对象,苯乙烯与N,N-孪尾取代丙烯酰胺(DiC_nAM)为可聚合单体,偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐(VA-044)为引发剂,在一定温度下,合成了系列增溶单体并聚合的蠕虫状胶束,通过黏度法研究了该合成条件对蠕虫状胶束表观黏度的影响。结果表明,当单体增溶并聚合后,蠕虫状胶束表观黏度显著增大。当苯乙烯的浓度为0.02mol/L、摩尔比n(KEU):n(BTHEAC)=5:3、n(苯乙烯):n(DiC₈AM)=5:2时,合成的蠕虫状胶束表观黏度最大,为1320mPa·s,明显大于KEU/BTHEAC蠕虫状胶束的表观黏度,且耐温性能良好。     

H2O2改性稻杆作为Pb2+吸附剂的工艺优化

H₂O₂改性稻杆作为Pb²⁺吸附剂,具有改性工艺环保、简单、成本低,以及对Pb²⁺吸附率高等特点,是一种优良的改性剂。优化改性工艺,制备优良吸附性能的H₂O₂改性稻杆具有较强的实用价值。详细探讨了改性工艺的影响因素如pH值、H₂O₂用量、Fe²⁺/H₂O₂物质的量之比、改性温度、改性时间、稻杆颗粒度和稻杆用量等对改性效果的影响,在单因素实验的基础上,通过正交实验和对比实验对改性工艺进行了进一步优化。得出最适宜的改性工艺为：在100 mL的溶液中,不加FeSO₄的情况下,稻杆用量为3 g,改性pH值为8,H₂O₂用量为稻秆用量的30%,稻杆颗粒度为40目,改性温度为20℃,改性时间为4 h。用2 g H₂O₂改性稻秆处理100 mL 200 mg/L的Pb²⁺废水时,对Pb²⁺的吸附率为94.45%,吸附容量为9.445 mg/g,表明H₂O₂改性稻秆具有优良的吸附性能。     

Resistance of sodium polyphosphate-modified fly ash/calcium aluminate blend cements to hot H2SO4 solution

Sodium polyphosphate-modified Class F fly ash/calcium aluminate blend (SFCB) cements were prepared at room temperature and their resistance to hot acid erosion was evaluated by submerging them in H₂SO₄ solution (pH 1.6) at 90°C. Sodium polyphosphate preferentially reacted with calcium aluminate cement (CAC) to form amorphous Ca(HPO₄).xH₂O and Al₂O₃.xH₂O gel, rather than fly ash. These amorphous reaction products, which bound the partially reacted and unreacted CAC and fly ash particles into a coherent mass, were responsible for strengthening and densifying the SFCB specimens at room temperature, playing an essential role in mitigating their acid erosion. In these cements, the extent of acid erosion depended primarily on the ratio of fly ash/CAC; namely, those with a higher ratio underwent a severe erosion. This effect was due to the formation of a porous structure, which allowed acid to permeate the cement easily, diminishing the protective activity of Ca(HPO₄).xH₂O and Al₂O₃.xH₂O gel against H₂SO₄.     

山嵛酸双酯基有机硅季铵盐的微波合成工艺及性能

以山嵛酸、N-甲基二乙醇胺以及γ-氯丙基三甲氧基硅烷为主要原料,分别经过酯化和季铵化反应两步合成了一种超长碳链的双酯基有机硅季铵盐,并通过单因素、正交试验得到了微波法合成目标产物的最优工艺条件为：设置微波功率为800W,物料摩尔比为n（硅烷）∶n（酯胺）=1.2∶1,反应温度为170℃,溶剂用量为m（溶剂）∶m（原料）=0.8∶1,反应时间为12h,产品产率达96.60%。此方法克服了长链叔胺季铵化过程中普遍耗时过长的困难,提高了反应速率,而且实验重复性良好。实验中采用红外光谱、核磁共振氢谱对中间体及目标产物的结构进行了表征,与预期结果一致;建立了高效液相色谱-蒸发光散射检测器（HPLC-ELSD）测定季铵盐纯度的方法,基线稳定,峰型良好,产品纯度达98.77%,具有一定的参考价值。性能测试结果表明：对比DC-5700,目标产物具有良好的热稳定性,优异的乳化及增溶性能;其水溶液的临界胶束浓度为1.81mmol/L,表面张力（γ_CMC）为49.4mN/m。