大直径晶胶介质制备过程的温度分布及其性能

温度是大直径晶胶介质制备过程中的关键因素。实验通过建立在线温度采集系统,在直径140mm、高20mm的不锈钢模具内的不同位置排布热电偶,对用7%(w/w)的丙烯酰胺反应液制备大直径晶胶介质的过程进行在线温度检测。反应液在开始降温后在20～40min发生相变结晶,结晶温度点Tc在-4.5～-6.4℃;相变后冰点Tmc平均在-2.4℃左右;介质内不同位置处晶体生长过程持续2～18min。本文根据在介质内同一径向位置、不同轴向深度和同一轴向深度、不同径向位置测得的温度分布曲线,对介质制备过程中的传热特性做了简单说明,并测得了所制备大直径晶胶介质的压降、停留时间分布(RTD)、等板高度(HETP)等基础性能。实验结果表明,制备大直径晶胶介质过程中内部各点处的温度分布较不均匀,所得晶胶介质的HETP在0.21～0.41cm之间,渗透率为(3.54～4.17)×10-11m2,且内部返混明显。     

醇和油水比对馏分油微乳液体系的影响

以异构十三烷基聚氧乙烯醚-5（E1305）为表面活性剂，分别以柴油和350~395℃、395~450℃、450~500℃馏分油为油相，考察了正丁醇含量和油水比对不同油相的微乳液相行为的影响。结果表明，随正丁醇含量增加，微乳液体系相态由Winsor Ⅰ→Winsor Ⅲ→Winsor Ⅱ型转变。油相馏程温度升高，体系的最佳增溶参数(SP*)降低而最佳醇度(A*)升高。对于正丁醇及E1305含量较低体系，随油水比增大，相态发生由胶团溶液类→类Winsor Ⅱ→Winsor Ⅳ→Winsor Ⅰ型转变。对于正丁醇含量较低且E1305含量较高体系，随油水比增大，相态由胶团溶液直接转变为Winsor Ⅰ型微乳液。对于正丁醇含量较高体系，随油水比增大，相态均由Winsor Ⅱ→Winsor Ⅲ→Winsor Ⅰ转变，发生相转变所需的油水比与表面活性剂含量和油相的馏程温度相关。     

尼龙6反应注射成型的数值模拟与工程分析

采用Matlab软件对三维薄层模腔内尼龙6的反应注射成型进行了数值模拟。考察了反应速率常数(K_0)、物料入模注射温度(T_0)和模腔壁面温度(T_w)对反应加工体系的温度、单体转化率与产物结晶度的影响,并对工程特征时间进行了分析。结果表明,随着K_0的增大,体系的温升幅度增大,随着温度的升高,完全聚合所需时间缩短,体系开始结晶的时间提前,而完成结晶所需时间差别不大。随着T_w的升高,体系的温升幅度增大,聚合加快,单体完全转化所需时间显著缩短,结晶完全所需时间延长;但T_w150℃时,提高T_w会使结晶开始时间提前,而T_w 150℃后则延迟。T_0对体系温升幅度、单体转化和结晶行为的影响不大。工程分析表明,单体转化与聚合物结晶适宜匹配的K_0的范围为90×10~4～110×10~4s~(-1),T_w的范围为145～155℃,从能耗角度考虑,T_0应尽可能地低。     

CL-20晶型ε→γ等温相变动力学

为研究多晶型炸药CL-20的晶相转变规律,采用原位漫反射红外光谱法研究了CL-20的晶型ε→γ等温相变动力学,通过ε-CL-20红外特征峰强度的降低表征相转变程度;采用Avrami-Erofeev方程描述了温度为160、165、170和175℃下CL-20晶型的ε→γ相转变程度-时间曲线,获得等温相变的动力学参数。结果表明,以相转变程度18%为转折点,相变过程可分为两个阶段并分别符合不同的动力学机理函数;当相转变程度为1%~18%时,其相变机理符合随机成核与生长(n=0.60~0.76)的Avrami-Erofeev方程,表观活化能(Ea)和指前因子ln(A/s~(-1))分别为150.6kJ/mol和38.1;当相转变程度为18%~94%时,其相变机理符合随机成核与生长(n=1.18~1.25)的Avrami-Erofeev方程,表观活化能(Ea)和指前因子ln(A/s~(-1))分别为289.4kJ/mol和74.7。     

阳离子交换型连续床用超大孔晶胶的制备

采用原位接枝法,将3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠(AHPSA)接枝到聚丙烯酰胺基晶胶基质孔隙内表面,制备得到了阳离子交换型连续床用的带磺酸基超大孔晶胶介质.通过脉冲示踪法测量停留时间分布(RTD),得到了晶胶介质的理论等板高度(HETP).通过测量一定压差下流经晶胶床柱的液量,得到晶胶介质的渗透率.用溶菌酶作为模型蛋白测量晶胶介质的吸附容量.考察了单体浓度、接枝反应时间等反应条件对晶胶介质的HETP、渗透率、蛋白质吸附容量等性能的影响.结果表明:接枝AHPSA的阳离子交换晶胶介质的HETP基本不受接枝反应时间和单体浓度的影响,其渗透率随接枝反应时间增大略有减小,其对溶菌酶的吸附容量与接枝单体的浓度成正比,受接枝反应时间的影响较小.     

磁纳米粒子对Vs55溶液反玻璃化等温结晶行为的影响

借助差示扫描量热仪(DSC)和低温显微系统,研究了磁纳米粒子对典型玻璃化溶液Vs55在反玻璃化过程中等温结晶行为的影响。结果表明:(1)磁纳米粒子经过羧酸(CA)和聚乙二醇(PEG)表面修饰后,对Vs55溶液的玻璃化转变温度(Tg)几乎没有影响,但对其反玻璃化转变温度(Td)和反玻璃化结晶焓(HTd)影响较大;(2)在Vs55的反玻璃化温区范围内(-85~-60℃),随着等温温度的升高和降温速率的增大,经CA修饰的磁纳米粒子均会显著促进Vs55的反玻璃化现象,在-85℃等温时的冰晶生长速率为0.37μm·s~(-1),-75℃等温时则为2.19μm·s~(-1),而当降温速率从2℃·min~(-1)增大到100℃·min~(-1)时(在-75℃等温结晶),其反玻璃化冰晶生长的速率由1.72μm·s~(-1)增大到3.54μm·s~(-1);(3)与Vs55相比,两种修饰均明显促进了其反玻璃化,在-80℃等温结晶时,Vs55溶液的生长速率为0,而CA和PEG修饰分别达到了1.04μm·s~(-1)和2.31μm·s~(-1);与CA修饰相比,PEG修饰后的磁纳米粒子更加促进了Vs55溶液的反玻璃化现象,在-85℃等温时的冰晶生长速率为0.62μm·s~(-1),而-75℃等温时则达到了6.25μm·s~(-1),这个结果也充分说明了磁纳米粒子表面修饰物质的不同必定会显著影响Vs55的反玻璃化结晶生长。     

一种抗高温的有机硼交联剂的研究及应用

以丙三醇和水为溶剂,硼砂为主剂,KST-1和甘露醇为配体,氢氧化钠为催化剂,B-26为延缓助剂,制备了一种抗高温的有机硼交联剂OS-150。通过对添加剂的优选,得到了一种抗高温硼交联压裂液配方。实验表明,当交联比为100∶0.3~100∶0.4,p H为11~13,反应温度为75~80℃时,该有机硼交联剂的交联性能最佳,交联时间在3~8 min之内可控。压裂液具有良好的抗温抗剪切能力,在172℃、170 s~(-1)下连续剪切90 min,黏度能保持在370 m Pa·s左右,在172℃、511 s~(-1)剪切5 min再在170 s~(-1)下剪切85 min,黏度仍能达到260 m Pa·s以上;压裂液滤失量低,172℃下滤失系数为4.1×10~(-4)m/min1/2;破胶速度快,172℃下2 h破胶,破胶液黏度小于5 m Pa·s;破胶液对地层伤害小,伤害率为18.4%。现场施工表明,该压裂液在170℃储层中,日增天然气可高达30 000 m~3。     

透明聚丙烯的结晶行为

采用差示扫描量热仪、偏光显微镜和X射线衍射仪等研究了透明成核剂和透明聚丙烯的结晶行为和结晶形态。结果表明:山梨醇类透明成核剂第二次升温比第一次升温熔融温度下降10~50℃,熔融焓下降50%~90%;纯聚丙烯结晶温度约为110℃,熔融温度约为152℃,球晶尺寸约50μm,晶型为α晶;加入透明成核剂后,聚丙烯的结晶温度升高约10℃,熔融温度升高约3℃,晶粒尺寸约1μm,晶型仍为α晶。     

煤中无机成分制备储热相变材料

针对目前高温储能相变材料较少和煤中无机成分处理困难的现状,通过对煤中无机成分热解、碱熔、酸溶、沉淀和萃取等步骤,以H2SO4,HCl和NaOH为主要反应试剂,改变反应体系的温度、酸的浓度、碱与原料的配比,制备出一系列可溶性和不溶性的样品.通过对样品进行组分分析、差热-热重分析和XRD方法的表征,确定出样品的组成、结晶水的含量、某种组分的分解温度和含量以及熔点、结晶程度和晶型.在上述表征与分析基础上,发现碱熔法制备的材料在50℃~150℃范围内能够吸热较多且晶型较好,可作为换热器的相变材料.     

半疏水基质阴离子交换晶胶对α-酮异己酸的层析吸附特性

针对微生物法制备α-酮异己酸中目标物分离纯化困难的问题,以甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸丁酯为基质单体,采用冷冻结晶致孔和聚合法,制备半疏水基质晶胶,并接枝N,N,N-三甲基乙烯基苯甲氯化铵,得到半疏水基质阴离子交换晶胶,用于α-酮异己酸的层析分离.结果表明:在流速为1 cm?min?1和上样质量浓度为2.0 mg?mL...     

不同沉淀剂制备的纳米氧化钛粉体晶相控制

在水解沉淀法制备纳米TiO2粉体的过程中，使用不同的沉淀剂获得了晶相组成(金红石与锐钛矿比例)不同的粉体。使用混合沉淀剂，通过控制沉淀剂的比例，制备出了晶相组成不同的粉体。采用XRD与TG—DTA法检测并探讨了粉体晶相转变的相变温度。实验结果表明：沉淀剂不同晶相转变的温度不同，由非晶态向结晶态转变的相变温度介于225～238℃之间，由锐钛矿向金红石转变的温度介于486～580℃之间，完全转变的温度介于360～817℃之间。分析研究认为，纳米Ti02粉体的晶相组成不仅与沉淀剂种类、混合沉淀剂中各沉淀剂的比例，以及粉体的煅烧温度有关，而且与粉体表面界面相的稳定性有关。     

可生物降解PEG/PBS高分子相变储能材料的制备

以聚乙二醇(PEG)为相变物质,可生物降解脂肪族聚酯——聚丁二酸丁二酯(PBS)为骨架支撑材料,通过接枝共聚法和偶联共混法制备了PEG/PBS高分子固-固相变材料.采用红外光谱和差示扫描量热法研究了相变材料的结构和相变行为;利用偏光显微镜(PLM)观察了相变材料的结晶形态.结果表明:接枝共聚法和偶联共混法制备的相变储能材料均具有可逆的相转变特性.两种相变材料中,相变物质PEG的结晶相转变焓分别为83.9,103.2 kJ/g,结晶峰值温度分别为21.4,23.9℃;此外,在等温结晶过程中,可观察到采用两种方法制备的PEG/PBS相变材料中存在尺寸大小不均匀的混合球晶形态;同均聚物相比,球晶尺寸均变小,PBS的环带球晶形貌消失.     

本溪组致密砂岩储层冻胶酸体系的优选

针对鄂尔多斯盆地东缘本溪组致密砂岩储层酸压改造的酸液体系酸岩反应速率快、酸液穿透距离短、压裂效果不理想等问题开发了冻胶酸酸压工艺,利用冻胶酸体系黏度高、滤失低、缓速缓蚀、破胶彻底等优点,实现酸液体系深穿透,提高酸蚀裂缝导流能力。通过流变、水浴破胶、表/界面张力、酸岩反应速率等测试手段评价冻胶酸体系的常规性能、高温流变性能、破胶性能、缓速性能以及残酸对地层的伤害能力,根据结果优选出重科冻胶酸+15%HCl的酸液体系。结果表明,该体系常规性能良好;在70℃、170 s~(-1)的剪切速率下经过80 min耐温剪切后黏度保持在300 m Pa·s;破胶4 h后黏度低至2 m Pa·s,且破胶液表/界面张力低;酸岩反应速率低,缓速性能良好;残酸中残渣质量分数低,表现出低伤害、返排效果好等优点。     

歧化松香钾皂制备方法的改进与性能研究

以歧化松香为主要原料,在较低的温度(75~95℃)下,溶入KOH水溶液,并进行皂化反应,制备固体份质量分数45%的歧化松香钾皂。研究了反应温度、皂化时间、pH值、添加复合助剂TX-A对反应速度、去氢枞酸钾含量,以及黏度、结晶、胶凝等产品性能的影响。得出歧化松香钾皂化的较佳制备条件为:pH值为10.36,皂化时间分别为120 min(未加TX-A)、98 min(加TX-A),反应温度85℃,TX-A加入量为反应物质量的0.2%。制备出的歧化松香钾皂产品,在性能上完全符合行业标准ZBB 72003-84的要求,并且结晶、胶凝性质有所改善,加纳色号标准降低两个等级。     

丁基橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的结晶和动态力学性能研究

采用动态硫化法制备丁基橡胶(IIR)/聚丙烯(PP)热塑性硫化胶(TPV),研究橡塑比对TPV结晶性能、动态力学性能和物理性能的影响,并与IIR/PP简单共混胶进行对比。结果表明:与简单共混胶和PP相比,TPV的结晶温度和熔点较低,随着橡塑比的增大,TPV的结晶温度降低,结晶度减小,结晶时间延长;随着橡塑比的增大,TPV的储能模量总体降低,且TPV中IIR相的玻璃化转变温度向高温方向移动,PP相的损耗峰减弱,两相相容性增强;在-60～-30℃范围内,与相同橡塑比TPV相比,简单共混胶的储能模量较低,IIR和PP两相相分离明显;与简单共混胶相比,TPV的硬度、拉伸强度和拉断伸长率较大,溶胀比较小;随着橡塑比的增大,TPV的硬度和拉伸强度减小,溶胀比和拉断伸长率呈增大趋势。     

环氧-醚胺胶黏剂的增韧改性研究

研究了端胺基液体丁腈橡胶（ATBN）改性环氧-醚胺体系的固化反应及胶黏剂的粘接性能。根据Ellerstein法计算固化反应活化能为77.3kJ/mol^-1,根据峰值法计算固化反应活化能为63.7kJ/mol,该体系最佳固化温度为39～82℃。经过对胶黏剂的粘接性能和和增韧相态的研究,发现在该固化体系中所形成橡胶相的粒径大小对胶黏剂的性能有较大影响,实验证明该体系在60℃固化温度时分散相粒子平均粒径为1～2μm,在室温固化条件下分散相粒子平均粒径为2～4μm,分散相中橡胶粒子粒径小于2μm时体系增韧效果最佳,胶黏剂具有优异的粘接性能。     

制备球径可控的单分散PMMA微球

单分散聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球是由甲基丙烯酸甲酯加聚而成的一种聚合物,在各领域有广泛应用。PMMA微球尺寸在很大程度上影响其纳米材料特性。采用无皂乳液法合成粒径可控(300~500)nm的纯聚甲基丙烯酸甲酯微球。以甲基丙烯酸甲酯在水溶液体系中为单体,2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐为引发剂,在无任何附加组分的情况下,生成单分散聚甲基丙烯酸甲酯微球。通过调整反应参数,即反应温度、搅拌速率、引发剂用量和初始单体用量,探究其对PMMA微球的粒径及多分散的影响。结果表明,随着反应温度、引发剂浓度升高,微球球径减小而多分散系数增加;与之相反,单体浓度与搅拌速率增大,微球的尺寸和多分散系数增大。因此,在控制变量条件下可以成功制备球径可控和尺寸均一的单分散性微球。     

升温鼓泡塔内有机溶液的气含率

以对二甲苯氧化为背景,在直径300 mm、高1.2 m、大直径多管式分布器升温鼓泡塔内,采用压缩空气为气相,自来水、醋酸、二甲苯(邻、间、对二甲苯混合物)为液相,在表观气速0.009~0.224 m/s、温度11~99℃范围内,系统地考察了气速、温度、溶液组成对气含率的影响. 结果表明,不同温度范围表观气速对气含率的影响程度不同,气速幂律指数n在常温下约为0.6,升温情况下减小为0.4~0.5,接近沸腾时n值仅为0.2. 温度对气含率的影响可分为远沸点与近沸点两个阶段,在前一阶段气含率随温度上升而缓慢升高,在后一阶段则迅速上升. 不同气速范围内临界温度不同,在0.009~0.045 m/s范围内临界温度为90℃,在0.072~0.18 m/s范围内临界温度为70℃. 水-醋酸体系的气含率随醋酸浓度的增大先升高后降低,最大值出现在浓度80%(w)左右;醋酸-二甲苯体系气含率低于相同浓度的醋酸-水体系;部分互溶水-醋酸-二甲苯三元体系气含率低于完全互溶体系. 综合考虑各因素对气含率的影响,给出了气含率关联式.     

-5℃下低品位钾硫酸镁亚型卤水的蒸发结晶规律

采用低温冷冻方法研究了青海大浪滩地区低品位钾的晶间卤水在-5℃时的蒸发结晶规律。该晶间卤水为典型的硫酸镁亚型卤水,依据0℃下Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42-—H2O五元体系的介稳相图,绘制出在-5℃下低温冷冻时卤水的低温蒸发结晶规律。利用X射线衍射仪和偏光显微镜鉴定其固相组成。通过对不同液相组成的分析,确定了-5℃低温蒸发该晶间卤水时伴随NaCl·2H2O的析盐结晶顺序为:Na2SO4·10H2O、MgSO4·7H2O、KCl·MgCl2·6H2O、MgCl2·6H2O,该结果为低温盐田工艺的开发提供了基础数据和理论依据。     

聚乙二醇二元体系的相变特性研究

采用步冷曲线法和差示扫描量热法考察不同分子量聚乙二醇(PEG)及其二元相变体系的相变特性。结果表明,PEG分子质量和组分质量比对相变体系的相变温度和相变潜热有较大的影响,随着PEG分子量的增大,相变起始温度和相变峰温均呈升高趋势,相变潜热先升后降;二元相变体系PEG2000/PEG4000不同质量比步冷曲线均有明显的温度平台,结晶温度38.4~43.2℃,且变化趋势相近;DSC分析PEG2000/PEG4000相变温度和相变潜热均处于PEG2000和PEG4000单一组分范围之间,不同质量比时升温过程中双组分单独作用出现双峰,降温过程中双组分协同作用出现单峰。因此,将不同分子量PEG按一定质量比例共混可实现温度调控的相变材料。