环氧大豆油对聚苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯结构与性能的影响

系统研究了环保型增塑剂环氧大豆油(ESO)对聚苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)进行改性后的结构与性能。红外光谱结果表明,9 phr环氧大豆油添加到SEBS中,会在1750 cm~(-1)处出现新的特征吸收峰,但不会改变SEBS的链结构;小角X射线散射结果表明,环氧大豆油与SEBS相互作用会影响聚集态结构,体现在SEBS相间距由56.07 nm增加到59.25 nm,微相尺寸分布增宽,导致SEBS改性后的黏度显著降低,体现在200℃时黏度由19186.8 Pa·s降低到8111.5 Pa·s;同时起始分解温度从389℃降低到354℃,玻璃化转变温度从-29.6℃降低到-34.4℃,SEBS热稳定性降低,分子链柔性增加,结晶度降低,拉伸强度从22.4 MPa降低到20.6 MPa。     

充油SEBS的热稳定性及耐紫外老化性能

采用热重分析(TGA)研究了充油SEBS体系的热稳定性,通过分析拉伸强度变化研究了共混体系的耐紫外性能,并用红外光谱(FT-IR)研究了经紫外辐照后体系的化学结构变化。TGA结果表明,白油的加入导致SEBS热稳定性下降,15#、26#和32#白油构成的SEBS(YH-602)填充体系的起始失重温度由纯SEBS的413.8℃分别下降到184.4℃、218.7℃和238.5℃,最大失重速率温度由441.2℃分别下降到436.4℃、434.7℃和436.0℃。充油SEBS的耐紫外性能随白油用量的增加而降低,70phr 15#、26#和32#白油填充SEBS(YH-602)的拉伸强度保留率分别为84.34%、70.07%和97.35%,而190phr的分别为68.55%、65%和77.24%。经紫外辐照后试样表面的FT-IR谱图在3300 cm-1、1720 cm-1和1164 cm-1附近出现吸收峰,显示老化降解后新增基团主要为羧酸类和脂肪族酯类。     

充油SEEPS/SEBS的力学性能和动态力学性能与结构的关系

对具有代表性的多种SEEPS和SEBS进行了结构分析和相对分子质量检测,筛选出化学结构不同但苯乙烯含量相同且相对分子质量接近而具有可比性的SEEPS Kuraray-4055和SEBS YH-502T。通过小角X射线散射、透射电镜和原子力显微镜表征了充油SEEPS与SEBS体系的微观结构,显示SEEPS体系的相尺寸(49.1 nm)和相间距(47.9 nm)比SEBS体系的相尺寸(38.3 nm)和相间距(38.1 nm)大,前者具有更完整的微相分离;结合核磁共振氢谱的结果,发现这是由于SEEPS软段中氢化异戊二烯链段单元的存在使其链段柔顺性高于SEBS所致。根据Instron万能材料试验机和动态力学性能分析结果可知,相同条件下微相分离程度更高的SEEPS体系所具有的力学性能和储能模量均大于SEBS体系。研究结果表明,SEEPS/SEBS的分子结构是影响其充油体系微观结构、力学性能及动态力学性能的主要因素。     

高剪切应力对PS/SEBS/CaCO3材料力学性能影响

采用在材料熔融挤出共混过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了较高螺杆转速条件下双螺杆挤出机的高剪切应力对PS/SEBS/CaCO3共混材料力学性能的影响。结果表明,双螺杆挤出机的高剪切应力可促进SEBS橡胶颗粒和碳酸钙颗粒聚集体的分散、引发聚苯乙烯(PS)、SEBS分子链的断链反应、形成大分子自由基、产生原位增容作用,并引起共混材料力学性能的明显改善。在220℃的挤出温度下,当螺杆转速由120 r/min提高至960 r/min时,其PS/SEBS/CaCO3共混材料的缺口冲击强度将由5.7 kJ/m2提高至11.0 kJ/m2,同时共混材料的拉伸强度和弯曲强度也获得一定的增加。双螺杆挤出机的熔融挤出温度对PS/SEBS/CaCO3共混材料力学性能的影响存在最佳值。     

EVA-g-MAH聚合物降凝剂的制备及性能

为减少原油运输的能耗，结合大庆高蜡原油的特点，以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，采用溶液接枝方法将马来酸酐(MAH)接枝到乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)上，制备出EVA-g-MAH(EVAM)聚合物降凝剂,探究了不同条件下合成的EVAM聚合物降凝剂对模拟油凝点和黏度的影响。研究结果表明，选用VA质量分数为33%的EVA,AIBN含量为单体质量的0.3%,m_EVA:m_MAH=1:5，反应温度在60℃，反应时间为5.5 h时，模拟油凝点可以从34℃降至17℃，32℃时黏度由2399 mPa·s降至4.8 m Pa·s;20℃时，添加600 mg/kg EVAM的模拟油黏度仅为837.4 mPa·s，相较于添加相同剂量EVA(w_VA=33%)的模拟油黏度进一步降低了67.86%。结合偏光显微镜分析表明，EVAM降凝剂的添加干扰了模拟油中蜡晶的生长方向，进一步提高了蜡晶之间的分散性，使其不易形成三维网状结构，改善了模拟油在低温的时流动性。     

壳层厚度对核-壳结构PS-SiO_2杂化颗粒压缩弹性模量的影响

基于正负电荷间的静电作用制备了具有核-壳结构的聚苯乙烯-氧化硅(PS-SiO2)杂化颗粒,通过调节正硅酸乙酯的用量对样品的SiO2壳层厚度进行控制。利用原子力显微镜(AFM)在微观尺度上测定杂化颗粒的力-位移曲线,根据Hertz接触模型和Sneddon接触模型,考查了SiO2壳层厚度对样品压缩弹性模量的影响。扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,杂化颗粒中PS内核尺寸为(197±9)nm,壳层由SiO2纳米颗粒组成,在本试验范围内杂化颗粒样品的壳厚为11~16nm。在Hertz接触模型条件下,PS微球的弹性模量为(2.2±0.5)GPa,其数值略低于PS块体材料。当SiO2壳厚由11nm增至16nm时,杂化颗粒的弹性模量从(4.4±0.6)GPa增至(10.2±1.1)GPa,其数值明显低于纯SiO2,且更接近于PS内核。     

TPU/SEBS-g-MAH/SEBS共混材料的性能

采用SEBS与TPU共混的方法,将SEBS的良好柔顺性与TPU的高极性相结合,得到了可以作为极性工程塑料包覆料使用的共混型热塑性弹性体。通过高压毛细管的测试,评价了充油SEBS与TPU的温度敏感行为;示差扫描量热仪的测试结果表明,随着充油量的增加,SEBS共混材料的Tg逐渐降低,直到充油量达到100%后,Tg稳定在-64℃左右;随着SEBS-g-M AH含量增加,共混物的100%、300%定伸应力逐渐增加,断裂伸长率、断裂应力的变化相同。随着TPU含量的增加,共混材料100%的定伸应力保持不变,而300%定伸应力、断裂伸长率下降,断裂应力却逐渐增加。     

聚萘醌电流变液体的性能研究

以聚萘醌为分散相 ,对溴二苯甲烷和二甲基硅油为分散介质 ,聚硅氧烷侧链高分子液晶为添加剂 ,配制成电流变液体 (ER液体 ) ,应用德国RV2 0电流变仪测试性能 ,研究其ER效应 ,以求获得高性能的ER液体。结果表明 ,该ER液体有很强的ER效应。 77℃ ,电场强度 (E)由 0增至DC2 0 0 0V/nm ,剪切速率为 30 0s- 1时 ,剪切应力由 30Pa增至 90 0 0Pa ,表观粘度由 4 0mPa·s增至 30 0 0 0mPa·s ;剪切速率为 5 0 0s- 1时 ,剪切应力由 30Pa增至 15 0 0 0Pa ,表观粘度由 4 0mPa·s增至2 35 0 0mPa·s。 4 4℃ ,同样条件下 ,剪切速率为 6 0s- 1时 ,剪切应力由 2Pa增至 2 4 0 0 0Pa ,表观粘度由 4 5mPa·s增至 2 2 0 0 0mPa·s     

空气过滤用静电纺聚苯乙烯/碳纳米管复合纤维膜的制备

采用静电纺丝技术制备聚苯乙烯(PS)超细纤维、PS/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合纳米纤维,并对其纤维形态结构、直径大小及空气过滤性能进行了表征。通过PS纺丝溶液浓度变化调控制备纯PS纤维多孔膜,并通过在PS纺丝液中添加不同含量MWCNTs调控纤维形态结构。SEM分析结果表明PS/MWCNTs复合纤维表面形成"褶皱"型和"山峰"型纳米级突起,复合纤维表面的粗糙度明显增加,且纤维直径明显减小。空气过滤性能测试结果发现这种多级结构使复合膜的过滤效率相比光滑的纯PS纳米纤维膜大幅提高,过滤性能得到明显改善。在85L/min气流速度下,PS/MWCNTs复合膜过滤效率高达99.95%,空气阻力为374.6Pa。选择尺寸较粗的微米级PS纤维(~2μm)和相对较细的纳米级PS/MWCNTs复合纤维(~800nm)进行混纺,调节复合膜堆积密度可使得混纺膜空气阻力降低到235.4Pa,仍能保持高的过滤效率(99.68%)。     

EPDM/PS交替多层复合材料的力学性能分析

用自行设计的微纳多层共挤出体系制备了三元乙丙橡胶/聚苯乙烯(EPDM/PS)交替多层复合材料。偏光显微镜和扫描电镜分析表明, 所制备的复合材料具有规则层状交替结构。与同组分的一般共混样品相比, 64层EPDM/PS交替复合材料表现出不同的拉伸断裂行为: 初期的PS断裂行为和后期的EPDM拉伸行为。EPDM和PS层保持了较好的连续性, 且EPDM层阻止了PS层裂纹向相邻PS层的发展, 使64层样品与同组分的一般共混样品相比具有较高的拉伸强度和杨氏模量。讨论了在PS相中加入相容剂苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)对64层EPDM/PS交替复合材料力学性能的影响, 发现SEBS的加入提高了PS相的韧性, 并且改善了EPDM层与PS层界面的相互作用。      

充氟油器件检漏设备的研制

针对充氟油器件泄漏介质为氟油的检漏需求,研制了一套四极质谱计检漏设备,该设备由四极质谱计和取样系统组成,使用累积法对充氟油器件进行检漏。文中介绍了系统的组成与原理,设备的校准,给出并讨论了实验结果。实验结果及用户的实际使用情况表明:充氟油器件检漏设备方法可行、性能可靠,相对误差在10%以内。     

香蕉冻干过程中有效导热系数实验研究

为实现对冻干工艺的精准热控制,提高冻干产品品质,本文以香蕉为研究对象,利用稳态热流法研究了在真空环境下压强(10、30、50 Pa)和干燥温度(-20、-30℃)对香蕉切块整个冻干过程中有效导热系数的影响。借助微CT扫描,观察分析了香蕉内部的升华过程,深入探讨了冻干过程孔隙率和有效导热系数的关系。结果表明:当压强由10 Pa增至50 Pa,对应的有效导热系数由0.036 W/(m·K)增至0.072 W/(m·K);升华干燥温度由-30℃增至-20℃,对应的有效导热系数由0.084 W/(m·K)降至0.058 W/(m·K);微CT在冻干过程(30 Pa,-20℃)中,升华界面逐渐向切块中心移动,孔隙率由最初的0.059增至0.252,对应的有效导热系数由0.695 W/(m·K)减小至0.123 W/(m·K)。     

HTPB/RDX/Al/DOA复合体系流变特性研究

为研究剪切速率对端羟基聚丁二烯(HTPB)/黑索金(RDX)/铝粉(Al)/己二酸二辛酯(DOA)即(HTPB/RDX/Al/DOA)复合体系流变特性的影响,在50℃和60℃、不同剪切速率条件下,对固体组分(由RDX和Al不同配合比组成)不同用量制得的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系进行流变测量。研究表明,对固体组分用量小于60%的复合体系,流变特性表现为牛顿流体特性,随着固体组分用量的增大,零剪切速率的表观黏度依次增大,非牛顿流体特性依次增强,固体组分用量为90%制得的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系,在60℃条件下,零剪切速率对应的表观黏度为82.7Pa·s,剪切速率为200s-1的表观黏度为1.9Pa·s。对于70%、80%、90%的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系,存在一个黏度转变的临界剪切速率,在剪切黏度小于该临界剪切速率条件下,体系黏度不变。     

直流磁控溅射铝纳米颗粒膜的微结构及电学特性

采用直流磁控溅射法,以高纯铝(99.99%)为靶材,高纯氩气(99.999%)为起辉气体,在经机械抛光的单晶Si衬底上制备铝纳米颗粒薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、光学薄膜测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪分别测试了铝纳米颗粒薄膜的晶相结构、薄膜厚度、表面形貌及电阻率。XRD衍射图谱表明此薄膜为面心立方的多晶结构,择优取向为Al(111)晶面。随溅射功率由30 W增至300 W,铝纳米颗粒薄膜的沉积速率由3.03 nm/min增加至20.03 nm/min;而随溅射压强由1 Pa增加至3 Pa,沉积速率由2.95 nm/min降低到1.66 nm/min。在溅射功率为150 W,溅射压强为1.0 Pa条件下制备的样品具有良好的晶粒分布。随溅射功率从80 W增大到160 W,样品电阻率由4.0×10-7Ω·m逐渐减小到1.9×10-7Ω·m;而随溅射压强从1 Pa增至3 Pa,样品电阻率由1.9×10-7Ω·m增加到7.1×10-7Ω·m。     

冷冻机油与制冷剂的溶解特性研究

介绍冷冻机油的基本要求及特点,研究冷冻机油与制冷剂混合介质的溶解特性,利用溶解特性检测装置,分析二层分离温度、溶解度及溶解黏度对压缩机及空调系统的影响。由于溶解特性的差异,虽然各频率下压缩机的性能系数相当,但是长期可靠性测试后,充注运动黏度(40℃,1 MPa)为4.82×10~(-6) m~2/s的冷冻机油,滚动转子式压缩机性能系统数最大降幅达17.8%(与充注运动黏度为7.47×10~(-6) m~2/s的冷冻机油相比),且泵体出现磨损。该实例表明,溶解黏度对压缩机的可靠性至关重要。     

种子乳液法制备OVPOSS/PS复合材料及其热性能

以工业级的乙烯基三甲氧基硅烷为原料,通过硅烷水解法合成出低成本的八乙烯基笼形倍半硅氧烷(OVPOSS),并采用种子乳液聚合法成功地制备了OVPOSS/聚苯乙烯(PS)复合材料。采用傅立叶转变红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和X射线衍射(XRD)等对OVPOSS和OVPOSS/PS复合材料的化学组成和结构进行了表征。透射电镜(TEM)观察到OVPOSS/PS复合粒子微球粒径约为300nm,而且POSS分子在聚苯乙烯基体中分散性较好。此外,差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)测试结果表明,由于POSS的引入,形成的交联网络结构的OVPOSS/PS复合材料的初始分解温度比纯PS的提高了40℃、玻璃化转变温度提高14℃。     

典型生物质热解油理化性质与化学成分对比研究

对3种典型生物质原料(针叶材落叶松、阔叶材鹅掌楸及草本植物玉米秸秆)热解油的基本理化性质和化学成分进行了对比研究。理化性质分析表明,3种热解油中玉米秸秆热解油的含水率最高(27.55%),但具有较高的pH值(3.55),较低的固体含量(0.12%,质量分数)及较小的运动黏度(4.93mm2/s)。化学成分分析表明,3种生物质原料热解油化学物质种类相似,均由酚类、酮类、醛类、酸类、糖类和酯类等含氧化合物组成,但相对含量存在一定差别,落叶松和鹅掌楸热解油中含有较多的酚类和酮类,而醇类、酯类物质含量较少,落叶松热解油中醚溶相(酸、醛、酮)和二氯甲烷溶相(酚类)含量最高(分别为23%,20%)。     

串/并联全热回收风冷式冷(热)水系统的性能分析

对串/并联全热回收风冷式冷(热)水系统的性能进行试验研究,分析制冷剂充注量、热回收侧进水温度、环境温度对两种系统性能的影响。试验结果表明:为了达到理想的运行状态,串联全热回收系统的制冷剂充注量(10 kg)比并联全热回收系统(5.6 kg)增加78%;随着热回收侧进水温度的升高,两种系统的制冷量和热回收量均降低;环境温度对并联全热回收系统制冷量和热回收量基本没有影响,环境温度由45℃降至30℃时,串联全热回收系统制冷量增加3.8%,热回收量基本不变。     

反置结构ZnO微米级圆晶的制备和性能研究

利用全自动化功能磁控溅射技术在硅/PS(聚苯乙烯)胶体球模板上制备了具有室温铁磁性和紫外发光特性的两种ZnO微米级圆晶。采用SEM、XRD、PL和VSM对样品进行了表征。结果表明:在PS胶体球去除方法上采用略有不同工艺制备的六边形和反置六边形结构ZnO微米级圆晶均具有(002)择优取向,晶粒大小分别为21.7nm和26.5nm,应力分别为3.26×109 Pa和-1.21×109 Pa,均出现361nm和444nm两个发光峰。两种结构ZnO阵列的铁磁性有所不同,可能是缺陷不同引起的。     

纳米级TiO_2中空球的制备

以聚苯乙烯(PS)乳液为模板,首先合成了PS/TiO_2复合微球,采用回流溶解出PS模板的方法,制备出纳米级TiO_2中空球。探讨了不同单体浓度、引发剂用量、乳化剂用量以及反应温度对聚苯乙烯乳液的影响。利用XRD、TG、BET、IR和UV-Vis手段对合成的纳米颗粒进行了表征。研究发现80℃下,单体浓度占总质量的20%、引发剂和乳化剂分别为单体质量的0.3%和3%、回流时间为12h时,可以得到外径为180nm、比表面积为283.4m2/g的TiO_2中空球,且中空球的壳层由大量粒径为8~10nm的TiO_2颗粒紧密堆积而成。