金属离子对聚丙烯腈纤维预氧化过程的影响

采用浸渍的方法将不同种类金属离子Na、Ca、Fe引入聚丙烯腈(PAN)纤维,并将PAN纤维在空气中进行预氧化处理。借助于原子吸收光谱(AAS)、元素分析(EA)研究了PAN预氧化纤维的组成;通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、热失重(TG)等多种表征手段,研究了PAN预氧化纤维的结晶结构、化学反应及热性能,从而研究了金属离子对聚丙烯腈纤维预氧化过程的影响。从多种表征手段的研究结果表明,金属离子影响了PAN纤维预氧化进程,具体表现为添加金属离子后,PAN预氧化纤维组成改变,密度降低,代表分子环化反应所产生的六元环特征衍射峰增长缓慢,代表原丝结晶结构的特征衍射峰消失迟缓,代表环构化的官能团较少,含有金属离子的PAN预氧化纤维由于预氧化不足导致在氮气气氛下放热量增加,热失重增加。     

分析测试

TQ 340.720132230熔纺时X-射线在线表征纤维结构Ellison Michael S.…;Journal of Engineered Fibersand Fabrics,2008,3(3)(英)聚合物性能受其形态的影响很大。在半结晶聚合物纤维情况下,包括结晶度、结晶区的间距和排列以及聚合物链在无定形区的分子取向。从X-射线分析能获取结晶和取向的信息。在熔纺过程中,聚合物X-射线在线表征是材料特点和加工条件沿纺丝线上的结构变化及最终结构和产品的性能影响的主要信息来源。已经设计并安置一台X-射线系统,能在聚合物熔纺时作在线分析。就目前所知,该系     

聚丙烯腈纤维预氧化工艺条件对孔隙结构的影响

借助场发射扫描电镜和小角X-射线散射对聚丙烯腈纤维的孔隙结构进行了研究。结果表明,聚丙烯腈纤维中的孔洞多为长条形且具有取向性的微孔。在预氧化温度区域,孔隙结构参数(平均孔径和孔隙率)变化不明显;但随着拉伸比的增大,其均呈下降趋势。因此,对聚丙烯腈纤维孔隙结构在预氧化过程中演变情况的研究,为进一步探讨孔隙结构对预氧化过程的影响奠定了基础。     

焙烧气氛对丙烷氨氧化Mo-V-Te-Nb-O催化剂性能的影响

采用不同气氛焙烧共沉淀方法制备MoV0.31Te0.23Nb0.24氧化物催化剂,考察焙烧气氛对该催化剂结构及其催化丙烷氨氧化反应性能的影响,并采用X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对所制备的催化剂进行表征。结果表明:采用惰性的氮气气氛焙烧的MoV0.31Te0.23Nb0.24氧化物催化剂具有良好的丙烷氨氧化反应性能。在氮气气氛下焙烧的催化剂,构成催化剂的各种元素在焙烧过程中形成了价态分布合理的活性相M1和M2,用于催化丙烷氨氧化反应,丙烷转化率可达58.7%,丙烯腈收率为35.0%;在空气和氧气气氛下焙烧的催化剂,其组成中各元素以高价态的单一氧化物形式存在,不利于丙烷选择性氧化生成丙烯腈。     

一种新型氧化还原活性的配体合成、表征及电化学性质

具有氧化还原活性的配体可提高分子催化剂的催化性能,开发新型具有氧化还原活性的配体具有非常重要的研究意义。本文成功的合成了2-(6-甲氧基吡啶-2-基)-1-((6-甲氧基吡啶-2-基)甲基)-6-硝基-1H-苯并[d]咪唑,并通过~1H NMR、元素分析、粉末X-射线衍射分析、单晶X-射线衍射分析表征其结构,电化学性质表明其具有良好的氧化还原活性,DFT理论计算进一步证明配体L可以进行电子储存,是一种非常有前景的分子催化剂前驱体。     

张力对PAN预氧化纤维结构和性能的影响

在预氧化过程中通过施加不同张力制备了四组PAN预氧化纤维,并利用单纤维强力测试仪、元素分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对PAN基碳纤维原丝及预氧化纤维的力学性能、微观结构和表面形貌进行了研究。结果表明,热处理过程中负载张力的增加会引起预氧化纤维表面形貌发生明显变化,预氧化纤维表面整体更加光滑,其(002)晶面的晶粒尺寸变大,微晶择优取向程度增加,预氧化纤维中C元素含量逐渐降低,O元素含量逐渐增加,预氧化纤维的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率都呈现逐渐降低的趋势。     

阳极氧化及上浆过程中PAN基碳纤维表面形态结构的演变

采用阳极氧化法对PAN基碳纤维的表面进行改性,然后使用上浆剂对纤维表面进行上浆处理。使用扫描电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪等分析了处理过程中碳纤维表面形态结构的变化,研究了阳极氧化及上浆处理对碳纤维的拉伸强度及其与环氧树脂间界面剪切强度(IFSS)的影响。结果表明:阳极氧化处理后,碳纤维表面平均粗糙度从48.0 nm增大到90.5 nm,而上浆后碳纤维平均粗糙度下降到32.3nm;经阳极氧化处理后,碳纤维表面碳(C)元素含量降低,氧(O)、氮(N)元素含量增加,—OH基团含量由14.43%增加到39.32%,而上浆后纤维表面—OH基团含量变化不大;在阳极氧化过程中随着氧化程度的提高,碳纤维的拉伸强度逐渐降低,但其IFSS逐渐升高;上浆对碳纤维拉伸强度影响不大,但上浆剂中较高的活性基团使得其IFSS进一步提高。     

PAN预氧化纤维结构与热处理温度的关系

在空气气氛中不同温度下对聚丙烯腈(PAN)原丝热处理8 h,制得PAN预氧化纤维。借助差示扫描量热分析、红外吸收光谱、X射线衍射、固体核磁等测试手段,表征了不同温度处理的PAN纤维的预氧化程度,研究了PAN预氧化纤维的结构特点。结果表明:不同温度下PAN纤维的预氧化程度不同,随着温度的提高而提高;PAN纤维预氧化程度不同,缘于不同温度下预氧化反应差异造成的预氧化结构的不同;预氧化温度越高,未环化的C≡N结构中共轭的C≡N结构相对含量越多,不利于进一步环化;环化反应在190~220℃较剧烈,在220℃以后反应趋于缓和;脱氢反应在190~210℃比较缓慢,在温度高于220℃开始剧烈进行;190℃以上发生氧化反应。     

在氮气中处理聚丙烯腈纤维的不熔化工艺

聚丙烯腈纤维不熔化过程的前期(220℃)在氮气中热处理,后期(220℃)在空气中热处理,与常规全程空气中热处理进行对比,希望能够降低不熔化处理的成本。借助元素分析(EA)、热重分析仪(TGA)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、力学性能分析等表征手段,研究了不同热处理方法对PAN不熔化纤维的氧化程度和皮芯结构影响以及碳化收率和碳纤维的力学性能。结果发现,与全程空气处理相比,经过氮气气氛处理后的不熔化纤维在后续处理过程中最终不熔化温度可以降低20℃,900℃碳化后的收率增加了3.8%,碳纤维的强度相当,初步估算节能8.7%。     

中间相沥青纤维氧化及炭化的研究

以石油系催化裂化渣油为原料，调制出可纺性的中间相沥青，并纺出均匀的中间相沥青纤维。用热分析法和元素分析法，确定了最佳氧化条件。利用X-射线衍射技术（XRD）及透射电镜（TEM）对中间相沥青炭纤维进行了表征，求得了结构参数、并研究了炭化过程中，结构、性能与温度的依存关系。     

煅烧温度对天然水硬石灰物理力学特性影响研究

研究了900~1 150 ℃煅烧温度对寒武纪灰岩制备的天然水硬石灰物理力学特性的影响。利用XRD谱、SEM照片和消化速率表征煅烧产物特性,风吹成粉后检测天然水硬石灰凝结时间和抗折抗压强度。研究表明900~1 150 ℃煅烧温度范围内,煅烧产物主要成分均为游离CaO和β-Ca₂SiO₄,28 d抗压强度均达到天然水硬石灰NHL2的要求。煅烧产物游离CaO含量和消化速率随煅烧温度升高先增大后减小,其中950 ℃时达到峰值。天然水硬石灰凝结时间随煅烧温度升高逐渐缩短,但950 ℃时较1 000 ℃时有明显减少,抗折、抗压强度随煅烧温度变化无明显规律,1 150℃时28 d强度最高。     

(Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C高熵陶瓷的制备、力学性能及氧化行为研究

本文通过对碳化物粉末进行放电等离子烧结(SPS),成功制备了(Ti_0.25Zr_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C高熵陶瓷(HECs),系统研究了HECs的微观结构演变、力学性能和氧化行为。结果表明,单相HECs的形成温度为1 800 ℃,低于已报道的HECs烧结温度。1 900 ℃烧结的陶瓷晶粒细小,平均晶粒尺寸约7.5 μm,元素分布均匀,相对密度高达99.2%。1 800 ℃和1 900 ℃烧结的HECs的室温显微硬度值分别为30.9 GPa和33.2 GPa,断裂韧性值分别为(4.6±0.24) MPa·m^1/2和(4.5±0.31) MPa·m^1/2,高于大多数已报道的HECs。原位高温纳米压痕试验结果表明,HECs的硬度随温度的升高而降低,当温度达到500 ℃时,1 800 ℃和1 900 ℃烧结的陶瓷硬度分别下降到21.9 GPa和22.2 GPa,具有突出的高温稳定性。此外,HECs在温度低于500 ℃时无明显氧化,当温度超过650 ℃时会发生明显氧化,氧化速率随温度升高而增加。     

反气相色谱法研究增塑剂-探针分子的热力学性能

利用凝胶色谱(GPC)、热重分析(TGA)、表面张力仪和差示扫描量热(DSC)法等对增塑剂环烷油的分子结构及其基本性能进行了表征。以不同种类的溶剂作为探针分子,采用反气相色谱(IGC)法对增塑剂的热力学性能进行了研究。结果表明:在试验温度(50～80℃)范围内,正戊烷、正己烷、正庚烷、环己烷、氯仿、苯和乙醚是环烷油的良溶剂,甲醇和丙酮是环烷油的不良溶剂;IGC法测得随着温度的升高,环烷油的溶度参数从50℃的13.94(J/cm3)1/2逐渐降至80℃的13.21(J/cm3)1/2;利用相互作用参数与温度的关系,采用外推法可得到25℃时环烷油的溶度参数为14.38(J/cm3)1/2,这与14.50(J/cm3)1/2(根据表面张力-溶度参数关系式计算而得)基本一致。     

丙烯海松酸聚乙二醇酯的合成及聚集行为

以松香和丙烯酸为单体合成了丙烯海松酸,利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对合成的丙烯海松酸进行了表征。以丙烯海松酸和聚乙二醇2000为单体采用条件温和的steglich酯化法合成了两亲性的丙烯海松酸聚乙二醇酯,并应用红外（FT-IR）、凝胶渗透色谱（GPC）和热重（TG）研究了该物质的结构和性能。结果表明：丙烯海松酸聚乙二醇酯数均相对分子质量为4 700,多分散系数为1.2,分解温度在308~410℃范围内。采用表面张力和芘稳态荧光法测定了该物质的临界胶束质量浓度（CMC）,其CMC为1 g/L。用共振光散射（RLS）、动态光散射（DLS）和扫描电镜（SEM）法研究了丙烯海松酸聚乙二醇酯水溶液的聚集行为,结果表明：1 g/L的丙烯海松酸聚乙二醇酯水溶液在高于聚集温度74℃时胶束聚集,随着溶液的质量浓度由1 g/L增加到1.5 g/L时,聚集温度由74℃降低到65℃;1 g/L丙烯海松酸聚乙二醇酯水溶液的温度由25℃升高到85℃时,水合粒子平均直径（D_h）由295 nm增加到1 056 nm。     

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（T_g）几乎没有影响,但对其反玻璃化转变温度（T_d）和反玻璃化结晶焓（H_Td）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0.37 μm·s^-1,75℃等温时则为2.19 μm·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1.72 μm·s^-1增大到3.54 μm·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1.04 μm·s^-1和2.31 μm·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0.62 μm·s^-1,而-75℃等温时则达到了6.25 μm·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。     

Infrared thin layer drying of saffron (Crocus sativus L.) stigmas: Mass transfer parameters and quality assessment

Saffron is the most precious and expensive agricultural product. A dehydration treatment is necessary to convert Crocus sativus L. stigmas into saffron spice. To the best of our knowledge, no information on mass transfer parameters of saffron stigmas is available in the literature. This study aimed at investigating the moisture transfer parameters and quality attributes of saffron stigmas under infrared treatment at different temperatures(60,70, …, 110 °C). It was observed that the dehydration process of the samples occurred in a short accelerating rate period at the start followed by a falling rate period. The effective moisture diffusivity and convective mass transfer coefficient were determined by using the Dincer and Dost model. The diffusivity values varied from1.1103 × 10~(-10)m~2·s~(-1)to 4.1397 × 10~(-10)m~2·s~(-1) and mass transfer coefficient varied in the range of 2.6433 × 10~(-7)–8.7203 × 10~(-7)m·s~(-1). The activation energy was obtained to be 27.86 k J·mol~(-1). The quality assessment results showed that the total crocin content increased, when the temperature increased up to90 °C but, in higher temperatures, the amount of crocin decreased slightly. The total safranal content of the samples decreased slightly when drying temperature increased from 60 °C to 70 °C and then continuously increased up to 110 °C. Also, the amount of picrocrocin increased from 83.1 to 93.3 as the drying temperature increased from 60 °C to 100 °C.     

双缸滚动转子式压缩机采暖热泵低温制热性能

对双缸滚动转子式压缩机采暖热泵在环境温度（T_od）为-30～0℃,出水温度（T_wo）为41～50℃范围内的制热进行测试。研究表明：外界环境温度对排气温度、蒸发温度影响很大,对冷凝温度影响很小;热水出水温度对冷凝温度影响很大,对排气温度、蒸发温度影响很小。随着外界环境温度的降低,采暖热泵的制热量急剧下降,当T_wo=41℃时,T_od从0℃下降到-30℃,制热量的降幅达62.16%;随着出水温度的升高,采暖热泵的制热量下降缓慢,当T_od=0℃时,T_wo从41℃上升到45℃,制热量降幅仅为5.61%;外界环境温度对COP_h值的影响也显著,当T_wo=41℃时,T_od从0℃下降到-30℃,COP_h值从2.94下降到1.38,降幅达53.06%。双缸滚动转子式压缩机采暖热泵应用于-30～0℃的低温工况下,具有良好的实用价值。     

MA型苯并恶嗪树脂流变特性及其固化动力学

采用粘度测试和动态DSC分析研究了MA型苯并恶嗪树脂体系的流变特性及不同工艺条件下的固化反应过程。结果表明:95～115℃时,树脂体系粘度500 mPa.s的时间可达350 min;树脂体系的凝胶温度为185℃,固化温度为213℃,后处理温度为248℃;根据Arrhenius公式求得体系的表观反应活化能为87.5 kJ/mol;树脂体系的固化工艺为130℃/3 h+140℃/1 h+150℃/1 h+160℃/1 h+170℃/1 h+180℃/2 h+210℃/2 h,后处理工艺为250℃/2 h。     

Enhanced cold active lipase production by metagenomic library recombinant clone CALIP3 with a step-wise temperature and dissolved oxygen level control strategy

A metagenomic library recombinant clone CAPL3, an Escherichia coli strain generated by transformed with metagenomic library from deep-sea sediments, can efficiently produce cold active lipase. The effects of both temperature and dissolved oxygen(DO) on cold active lipase production by batch culture of metagenomic library recombinant clone(CAPL3) from deep-sea sediment were investigated. First, a two-stage temperature control strategy was developed, in which the temperature was kept at 34 °C for the first 15 h, and then switched to30 °C. The cold active lipase activity and productivity reached 315.2 U·ml~(-1)and 8.08 U·ml~(-1)·h~(-1), respectively,increased by both 14.5% compared to the results obtained with temperature controlled at 30°C. In addition, different DO control modes were conducted, based on the data obtained from the different DO control strategies and analysis of kinetics parameters at different DO levels. A step-wise temperature and DO control strategy were developed to improve lipase production, i.e., temperature and DO level were controlled at 34 °C, 30% during 0–15 h;30 °C, 30% during 15–18 h, and 30 °C, 20% during 18–39 h. With this strategy, the maximum lipase activity reached 354.6 U·ml~(-1)at 39 h, which was 28.8% higher than that achieved without temperature and DO control(275.3 U·ml~(-1)).     

MC尼龙6/纳米ZnO复合材料热稳定性的原位XRD法研究

采用原位聚合反应制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料. 动态高温XRD(20~210℃)分析表明,随着温度的升高,MC尼龙6的α1(200)晶面和α2(002+202)晶面分别发生了收缩和膨胀,纯MC尼龙6和MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的α1和α2晶面热膨胀系数分别为aTα1=-8.8×10-5 ℃-1, aTα2=1.6×10-4 ℃-1和aTα1=-1.7×10-4 ℃-1, aTα2=3.4×10-4 ℃-1. 随着温度的升高,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料相对结晶度逐渐降低,在熔融温度附近结晶结构基本被破坏,在达到升温高点后的降温过程中产生了重结晶,在20~210℃之间的结构变化基本是可逆的. 加入纳米ZnO提高了MC尼龙6的热稳定性,随着纳米材料含量的增加,复合材料的热稳定性呈上升趋势,分散得越好,热稳定性越强;加入纳米ZnO使MC尼龙6的起始降解温度提高1~9℃,最大失重速率时的温度提高.