含硅环氧树脂的制备及其固化动力学研究

采用二苯基硅二醇与邻甲酚醛环氧树脂在SnCl₂ 催化作用下合成了含硅环氧树脂(CNE - Si),并用FT - IR、1 H - NMR对产物进行了结构表征,采用 TGA分析了含硅环氧树脂的热稳定性。结果表明,- Si -基团的引入大大提高了环氧树脂的热稳定性。采用非等温 DSC方法探讨了含硅环氧树脂的固化反应过程,用T -矱外推法确定了含硅环氧树脂在线性酚醛树脂固化剂作用下的固化工艺参数,即：起始固化温度为 110℃,最快的固化反应温度为125℃,后固化温度在170℃附近。用Kissinger和Ozawa法进行了动力学研究,得到了其固化反应活化能、反应级数等动力学参数,为含硅环氧树脂的应用提供了基础数据。     

介孔分子筛SBA-15-HSO3合成ETBE反应本征动力学研究

用水热法直接合成了含磺酸基的介孔分子筛SBA -15 -HSO₃ 。采用X 射线衍射、N₂ 吸附-脱附分析方法对试样进行了表征。表征结果显示, 制得的SBA -15 -HSO₃ 具有高度有序的介孔二维六角结构, 并且有较大的比表面积、孔容和孔径。以乙醇和叔丁醇为原料, SBA -15-HSO₃ 为催化剂合成乙基叔丁基醚(ETBE), 建立了反应动力学模型。反应过程在钢密封间歇反应釜中进行, 且消除了内外扩散的影响。改变原料浓度和反应温度得到了醚化反应本征动力学实验数据。线性回归得动力学方程r=kC^1.5_A C^-0.5_B , 求得频率因子为1 .3 ×10⁷ h^-1 , 活化能为52 .86 kJ/ mo l。根据机理近似推导出的动力学方程r=k′C^1.5_A C^-0.5_B , 频率因子为1 .2×10⁷ h^-1 , 活化能为52 .56kJ/ mol。因此, 可近似认为表面反应是反应的速率控制步骤。     

铁酸锌/包覆型氢氧化镁复配阻燃剂对PVC膜的阻燃抑烟性能分析

软质聚氯乙烯(PVC)膜在加工过程中添加了大量的增塑剂,导致其在空气中极易燃烧且在燃烧时会产生大量有毒有害烟雾。为了同时提升软质PVC膜的阻燃和抑烟性能,将单宁酸锌(TAZn)-羟基锡酸锌(ZHS)-氢氧化镁纳米片(MHS)多层包覆型杂化阻燃剂(TAZn-MHS@ZHS)与铁酸锌(ZnFe₂O₄)复配获得复配阻燃剂,通过机械共混法将所得复配阻燃剂添加到PVC基体中,经热塑成型制备得到软质PVC复合膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱对PVC复合膜的形貌和残炭进行表征,通过垂直燃烧、烟密度、热失重等测试分析PVC复合膜阻燃抑烟性和热稳定性。结果表明：TAZn-MHS@ZHS与ZnFe₂O₄复配的阻燃剂与PVC基体具有良好的相容性,可以均匀分散于PVC基体中;当复配阻燃剂中TAZn-MHS@ZHS与ZnFe₂O₄复配比为3∶1,PVC复合膜的垂直燃烧等级达到V-0级,最大烟密度比纯PVC膜下降了67.5%;阻燃机理分析表明,TAZn-MHS@ZHS与Zn...     

化工企业动火作业事故直接原因危险度及关联性探究

为有效预防化工企业动火作业事故,应用事故致因“2-4”模型,以2015年至2020年化工企业发生的16起动火作业事故为样本,分析直接原因的危险程度并明确关联性。结果表明不安全动作原因中未分析、检测可燃性气体浓度或检测不到位（UA₅）及未制定有效的气体检测程序（UA₆）的危险性最高R_UA6=0.611,不安全物态原因中形成可燃性气体或者气体达到爆炸极限（UC₇）的危险程度最高R_UC7=0.626。关联分析中不安全动作触发路径最多占总路径的82.98%。关联差异要素最多的不安全动作为“未制止违章作业（UA₁₄）”,不安全物态为“残留的燃爆物质（UC₁）及材料的合规性（UC₅）”,明确了不安全动作原因是事故控制的要点。研究结果可作为动火作业事故预防的主要依据,为针对性管控措施的实施提供理论参考。     

高温高压CO2反应流动相变致裂机理

利用自主研制的气动力脉冲真三轴试验系统,开展了超临界CO₂热冲击致裂高强度混凝土块体试验,探究了热源功率、CO₂初始压力对热冲击破岩过程及裂隙损伤演化规律的影响,分析讨论了高温高压CO₂相变致裂过程及其裂纹扩展演化规律.充分考虑含能材料反应放热、CO₂相态变化、传热传质、瞬态非线性流动以及高压气体驱动损伤演化过程,建立了高温高压CO₂热冲击破岩的热-流-固-损伤(THMD)多场耦合模型,进一步分析了CO₂温度场、压力场以及损伤演化规律,揭示了高温高压CO₂反应流动相变致裂机理.研究结果表明：超临界CO₂热冲击致裂过程主要包括：高压气体瞬态释放产生应力波诱导型径向裂缝;相变膨胀的高温高压CO₂驱动径向优势裂缝扩展,并产生分支裂缝.其中气动力脉冲峰值压力和瞬时加载速率的增加有助于产生更多的径向裂缝,而CO₂初始压力和聚能剂含量的提高会使分支裂缝更容易形成.此外所建立模型的模...     

磷氮阻燃固化剂对环氧树脂阻燃性能的影响

为了提高环氧树脂固化体系的阻燃性能,以1,3-丙二胺(DPAN)和苯膦酰二氯(PPDC)为主要原料合成一种新型磷氮反应型阻燃固化剂(PPDPA),对合成化合物的组织结构和热性能进行了表征.以不同比例PPDPA为固化剂,制备一系列具有不同磷含量的阻燃环氧树脂,并对其进行热性能分析和阻燃性能测试.结果表明,添加PPDPA的环氧树脂体系的500 ℃残炭明显高于EP/DPAN体系,且残炭表面磷碳层具有明显的发泡现象.当磷的质量分数达到2.12%时,EP-2样品成功通过UL94 V-0阻燃等级测试,LOI值达到28.3%,PPDPA在环氧树脂材料中表现出了良好的阻燃性能.     

磷氮阻燃固化剂对环氧树脂阻燃性能的影响

为了提高环氧树脂固化体系的阻燃性能,以1,3-丙二胺(DPAN)和苯膦酰二氯(PPDC)为主要原料合成一种新型磷氮反应型阻燃固化剂(PPDPA),对合成化合物的组织结构和热性能进行了表征.以不同比例PPDPA为固化剂,制备一系列具有不同磷含量的阻燃环氧树脂,并对其进行热性能分析和阻燃性能测试.结果表明,添加PPDPA的环氧树脂体系的500℃残炭明显高于EP/DPAN体系,且残炭表面磷碳层具有明显的发泡现象.当磷的质量分数达到2.12%时,EP-2样品成功通过UL94 V-0阻燃等级测试,LOI值达到28.3%,PPDPA在环氧树脂材料中表现出了良好的阻燃性能.     

典型煤灰组分与热解产物相互作用的研究

以CaSO₄、Fe₂O₃作为煤灰典型组分,开展典型煤灰组分与热解产物(热解气、半焦)相互作用的实验研究,并针对一些新反应、新结论利用HSC进行热力学验证.结果表明,热解温度范围内热解还原气(H₂、CO)与CaSO₄或Fe₂O₃发生氧化还原反应,降低了H₂和CO浓度,升高了CO₂浓度.半焦与CaSO₄或Fe₂O₃混合物在高温下逸出大量CO和CO₂.结合热力学分析,可以推断固体碳基还原剂被CaSO₄或Fe₂O₃大量氧化成CO和CO₂,且随着温度的升高,气体产物中CO比例逐渐增加,而CO₂比例一直下降.此外,实验及热力学研究均证明Fe₂O₃氧化活性高于CaSO...     

本征阻燃有机纤维的分类及研究进展

阻燃纤维大都添加了阻燃剂,燃烧时会产生有毒烟气,对环境和生态造成危害。因此,不需添加阻燃剂就表现出优异阻燃性能的本征阻燃有机纤维,成为未来阻燃纤维发展的方向。根据纤维结构的不同对本征阻燃有机纤维进行了分类,主要分为三维交联型、线形芳香型和新型本征阻燃纤维,如海藻酸盐类纤维、本征阻燃聚酯纤维均属于新型本征阻燃纤维。重点介绍了三维交联型酚醛纤维和蜜胺纤维制备方法和研究现状,分析了本征阻燃有机纤维目前存在的生产条件苛刻、价格高、生产效率低、难以大规模应用等问题,并结合本征阻燃有机纤维研究现状,指出了未来应重点开发的本征阻燃有机纤维类型。     

渤海海域南部盆缘凹陷天然气成藏特征及地质意义

为了厘清渤海南部盆缘凹陷中—浅层天然气成藏特征,通过天然气组分、天然气碳同位素、原油物性、生物标志物、烃源岩热解及壁心包裹体等数据分析,利用油气源对比、地球化学分析及盆地模拟手段,开展了天然气成因类型、油气源特征以及成藏期次分析.认为研究区天然气包括原生生物气和次生生物气两类,原生生物气来源于沙三段低成熟阶段烃源岩,次生生物气来源于周边稠油油藏生物降解作用.研究结果表明：渤海海域南部盆缘凹陷烃源岩成熟度(R_o)整体低于0.9%,处于低熟至成熟阶段早期,庙西南洼沙三段是其主力烃源岩,其TOC为1.0%～5.5%,R_o整体低于0.7%;龙口31-1构造天然气为原生的生物—热催化过渡带气,天然气中含少量凝析油(气油比为11 545.16 m~3/m~3),密度为0.730 g/cm~3,色谱图主峰碳仅为C₄和C₈,其来源于气体萃取低熟油轻质组分形成,下部可能存在一定规模低熟油,是庙西洼陷下一步原油勘探的重要目标;蓬莱19-3构造天然气以次生的原油生物降解气为主,混有大量溶解气,蓬莱31-3南和蓬莱25-2...     

C4F7N/CO2混合气体中粗糙度对环氧树脂表面闪络特性的影响

直流电场会导致环氧树脂表面电荷积聚并引起闪络，表面粗糙度也会影响电介质性能。为了探究表面粗糙度引起闪络变化的原因，建立了二维仿真模型，采用有限元方法分析了表面粗糙度处理后环氧树脂表面电荷特性和陷阱分布。此外，在C₄F₇N/CO₂混合气体中进行了闪络实验，研究了粗糙度对环氧树脂闪络特性的影响。模拟结果表明，电荷在指形电极附近的环氧树脂表面聚集；粗糙度的增大会降低电极附近最大电场，增加环氧树脂的表面电荷密度。表面粗糙度的变化对表面电荷特性的影响比掺杂Al₂O₃填料的影响大。实验结果表明，在C₄F₇N/CO₂混合气体中，环氧树脂闪络电压随表面粗糙度的增加先增后减，当表面粗糙度为1.3μm时达到最大值。因此，表面粗糙度通过改变电荷特性和局部电场来影响闪络特性，合理地调控粗糙度可以提高环氧树脂的闪络电压。     

塔西陆内红层盆地中盆地流体类型、砂砾岩型铜铅锌-铀矿床的大规模褪色化围岩蚀变与金属成矿

在塔里木盆地西部—北部地区中—新生代陆内红层盆地中,具有铜铅锌-铀-煤-石油天然气同盆共存富集规律。采用地球化学岩相学和构造岩相学研究方法,对盆地流体类型、褪色化围岩蚀变机制和金属富集成矿关系进行了研究。本区盆地流体可划分为天然气型、油气型、卤水型、热水沉积型、富烃类还原型、富CO₂非烃类流体型、构造流体型、岩浆热液型和层间水-承压水型等9种。其热水沉积型、高盐度卤水型、富Fe-Mn-CO₂流体型、岩浆热液型和富烃类还原型等5种成矿流体在盆地后期变形过程与碎裂岩化相之间,发生了强烈的构造-岩相-岩性物性多重耦合作用和大规模水岩耦合反应。在地球化学岩相学机制上,大规模低温围岩蚀变机制为强烈的成矿流体蚀变作用,地球化学岩相学标志为“一黑(沥青化蚀变相)二白(碳酸盐化蚀变相)三褪色(褪色化-绿泥石化蚀变相)”。沥青化蚀变相可划分为黑色强沥青化蚀变带、灰黑色中沥青化蚀变带和灰色弱沥青化 褪色化蚀变带。碳酸盐化蚀变相可划分为强碳酸盐化蚀变带、中碳酸盐化蚀变带和弱碳酸盐化蚀变带。这些围岩蚀变作用将大量Fe³⁺还原为Fe²⁺,使紫红色铁质碎屑岩类发生了大规模的褪色化-变色化蚀变作用,而且形成了砂砾岩型-砂岩型铜铅锌-铀矿床。在上述多重耦合机制过程中,含烃盐水-液烃-气烃-气相CO₂、含烃盐水-气烃-液烃-气液烃-轻质油-沥青等多相态流体不混溶作用导致矿质沉淀富集。气相CO₂逃逸与热水解作用导致带状碳酸盐化蚀变带形成和矿质沉淀富集。富烃类还原型成矿流体和Ca-Mg-Fe-Mn-CO₃酸性还原型成矿流体、以赤铁矿-铁辉铜矿为标志的地球化学氧化-还原相作用界面导致矿质沉淀。强酸性氧化相Ca-Sr-Ba-SO₄型热水沉积作用形成了含铅锌石膏天青石岩等,为砂砾岩型铜铅锌-铀矿床矿质大规模沉淀富集成矿机制。     

三氧化二铝对环氧树脂固化动力学及 热降解动力学的影响

采用热分析法研究了高含量Al₂O₃填料对环氧树脂（E51）/二氨基二苯甲烷（DDM）体系的固化表观活化能、热降解动力学和性能的影响.非等温差式扫描量热法（DSC）固化动力学研究表明,加入Al₂O₃体系的反应活化能由51.49 kJ/mol降低至48.12 kJ/mol;用n级非等温动力学法分析获得了固化反应的动力学参数.利用热重分析研究了环氧固化物体系的热降解动力学,用FWO方法计算固化物降解活化能结果表明,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系初始分解活化能影响不大,当降解率达到30%时,Al₂O₃粉体对E51/DDM体系分解有明显的抑制作用.热重红外联用测试结果表明,甲烷、羰基化合物、胺和双酚A是E51/DDM热分解过程中的主要产物,Al₂O₃粉体能提高E51/DDM体系的热稳定性.动态热机械研究表明,Al₂O₃的加入增大了环氧树脂固化产物的储能模量.DSC测试结果表明,Al₂O₃加入后,体系的玻璃化转变温度由114.16℃提高到121.51℃.     

Fe 2(SO4)3/SiO2 催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用溶胶-胶凝法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铁[Fe₂(SO₄)₃/SiO₂]固体酸催化剂,以环己 酮和1,2-丙二醇为原料,在无溶剂条件下合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮。考察了Fe₂(SO₄)₃/SiO₂ 固体酸催化剂 的焙烧温度、Fe₂(SO₄)₃ 在SiO₂ 上的负载量、醇酮物质的量比、催化剂质量和反应时间等因素对产品收率的影响。 实验结果表明,Fe₂(SO₄)₃/SiO₂ 固体酸是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的理想催化剂,较适宜的反应条件为:催化 剂的焙烧温度300℃、Fe₂(SO₄)₃ 在SiO₂ 上的负载量20%、环己酮与1,2-丙二醇的物质的量比1∶1、催化剂质量 分数5%和反应时间70min。在此条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮收率达到98.21%。Fe₂(SO₄)₃/SiO₂催化剂具 有良好的稳定性,重复使用5次后环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率为88.90%。     

差示扫描量热法研究环氧端基酚酞聚芳醚酮的固化特性

为了提高环氧树脂的力学性能和耐热性能,制备了环氧端基酚酞聚芳醚酮,并研究其固化反应.由酚酞和4,4,-二氟二苯酮经芳香亲核缩聚反应,制得了含酚氧钾端基的聚芳醚酮低聚物.将其与环氧氯丙烷反应得到环氧值为0.13、数均分子量为1 540的含环氧端基聚芳醚酮.利用差示扫描量热法研究了以4,4＇-二氨基二苯醚为固化剂制备的环氧封端酚酞聚芳醚酮的固化反应和反应动力学特征.结果表明,固化反应为复杂反应,反应过程中体系放热,反应放热峰的起始温度和峰顶温度随着升温速率的增加而升高;该环氧体系的最低固化反应温度和固化反应峰顶温度为120.6℃和146.8℃,固化反应表观活化能和固化反应级数分别为68.21 kJ/mol和0.91.     

两种新MOFs的合成、表征及光催化性质

以4,4’-二咪唑亚甲基联苯（BBPTZ）, 4-硝基苯甲酸 （p-NBH） 和1, 3,5-三咪唑亚甲基苯 （TIMB） 为配体,通过水热法分别合成了配合物 1｛［Zn₂（p-NBH）₄ （BBPTZ）₂］·H₂O｝n、2 ［Zn₃（TIMB）₂Cl₂］_n。利用傅里叶变换红外光谱、X-射线单晶衍射、热重分析、价带-X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱等技术对配合物的结构与性质进行了表征。单晶衍射结果显示配合物 1、 2 均属于三斜晶系 P-1 空间群,且均具有三维空间构型。为进一步研究金属有机框架（MOFs）在光催化领域的应用,将这两种 MOFs 作为光催化剂在紫外光下降解亚甲基蓝,并研究了催化剂用量、体系酸碱度等因素对其光催化性能的影响。结果表明:两种MOFs 材料在紫外光下均对亚甲基蓝表现出良好的光催化降解活性和稳定性,在碱性条件下其光降解效率提升明显。本研究为 MOFs 基光催化剂的设计提供了新的思路。     

高钛型高炉渣硅热还原捕集有价金属元素的热力学计算和实验研究

为了探索攀枝花地区高钛型高炉渣综合利用新途径,以攀枝花地区的高钛型高炉渣为研究对象,开展了高钛型高炉渣硅热制备高硅Ti-Si合金的实验研究.首先从热力学角度计算了高钛型高炉渣硅热还原有价金属氧化物的热力学条件;从还原后的合金成分调控和渣金高效分离等角度开展硅热还原的配料计算;以热力学和配料计算结果为依据,在高温箱式电阻炉内开展了高钛型高炉渣硅热还原的实验研究,探究了不同保温时间下的渣金分离效果和还原后合金组成物相.研究结果发现：高钛型高炉渣在1 600℃经硅热还原保温2 h后能够获得较好的渣金分离效果;渣金分离后获得的合金中主要物相为Si、TiSi₂、TiFeSi₂和TiMnSi₂,但是微观组织结构中发现TiMnSi₂相并不单独存在,而是与TiFeSi₂和TiSi₂形成三相固熔体.     

高温镍基合金烟气侧腐蚀机理研究

Inconel 740H合金作为700℃级超超临界锅炉管材的主要候选材料,对其耐腐蚀性能进行研究具有重要意义。为探究合金烟气侧腐蚀机理,本研究首先利用Fluent软件,采用非结构化网格,RNG k-ε湍流模型,对所用的气体混合器以及管式炉内的气体流动进行了模拟,研究发现N₂和CO₂在下、O₂和SO₂在上的进气方式气体混合更加均匀,对于管式炉内的石英舟,将垂直石英管方向上的两个壁面去掉,气流可与合金试样充分接触。基于模拟结果条件,本研究进一步采用涂盐法与失重法进行实验,绘制腐蚀动力学曲线分析腐蚀速率,使用XRD、EDS分析实验样品。结果表明,涂灰组合金在实验中出现了显著的腐蚀失重,而不涂灰组合金则是轻微的腐蚀增重,涂抹的合成煤灰对合金的热腐蚀具有明显的加速作用,合金表面生成的Fe₂O₃、Cr₂O₃对腐蚀有抑制作用,而涂盐组所含有的Na₂SO₄以及NaCl等物质能够破坏表面...     

新型环氧树脂固化剂的性能

采用亲核取代反应合成了新型含有醚酮键的芳香胺固化剂(BADK),并对其结构进行了表征。选用BADK作为固化剂,对含有联苯结构的环氧树脂和通用型环氧树脂E-51的固化条件、固化物耐热性和吸湿性进行了研究。实验结果表明:新型固化剂的使用提高了通用型环氧树脂E-51的热性能;含联苯结构的环氧树脂固化物与E-51相比,无论是热性能还是耐湿性都有很大的提高。     

新疆西准噶尔成矿流体中还原性气体形成机理

西准噶尔是新疆重要的矿产开发区域,成矿潜力巨大,矿床类型丰富,主要包括斑岩型铜矿、斑岩型钼矿和造山带型金矿。区域上矿床成矿流体中普遍存在CH₄等还原性气体,明显区别于典型的斑岩型矿床和造山带型金矿。通过对已发表的气相成分及碳同位素数据综合分析,结合地质作用中CH₄等还原性气体的主要来源,认为新疆西准噶尔矿床中普遍存在的还原性气体与围岩中的含碳质地层密切相关,CH₄等还原性气体主要来源于有机质热分解,也有少量还原性气体可能来源于深部岩浆或为非生物成因。由于还原性气体形成于岩浆上升末期或热液阶段,且斑岩型矿床成矿岩浆具有较高的氧逸度(高于镍-氧化镍(NNO)),所以西准噶尔在寻找斑岩型铜矿方面具有很大的潜力。