辐射合成含β—环糊精主体分子的聚丙烯酰胺水凝胶及其体积相变研究

用６０Ｃｏ－γ射线辐射合成聚丙烯酰胺和含β－环糊精主体分子的聚丙烯酰胺水凝胶，并通过碱性水解得到不同水解程度的水凝胶各样品，用元素分析和红外光谱表征水凝胶聚合物的组成，测定和水凝胶样品在不同浓度的丙酮－水溶液中的体积相变，并根据Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ混凝状态方程定性地解释由于水凝胶聚合物网络上主体分子β－环糊精的引入，导致其发生体积相变时临界丙酮浓度的变化规律。     

羧甲基纤维素接枝二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物的合成

以羧甲基纤维素(carboxy methyl cellulose，简称CMC)为基材，石蜡为油相，二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺(AM)为共聚单体．在反相乳液中合成羧甲基纤维素．二甲基二烯丙基氯化铵．丙烯酰胺接枝共聚物(CMC-g-DMDAAC-AM)。考察了乳化剂、引发剂、油水体积比和单体配比对接枝共聚反应的影响，得到合成CMC-g-DMDAAC-AM的最佳条件为：W(total monomers)=35％，m(DMDAAC)：m(AM)=1：1．75，w(Span-80)=6％．引发剂c[(NH2)4S208]=0．055mol／L，油水体积比V(油)：V(水)=1．2：1，θ=48℃．t=4h。     

高强度P(AA-co-AM)水凝胶的合成及性能优化

以相对分子质量较大的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)为交联剂,研究P(AA-co-AM)水凝胶的制备,以提高其机械强度.通过单因素实验,考察AA中和度、单体比例等因素对P(AA-co-AM)水凝胶强度和吸水倍率的影响.研究结果表明,当丙烯酸中和度为80％、n(AM)/n(AA)为2.5、引发剂用量为0.5％、n[(NH4)2S2O8]/n[Na2SO3]为1.0、反应温度为50℃、交联剂用量为0.6％时,水凝胶的强度及吸水倍率最好.     

羧甲基纤维素--丙烯酰胺接枝共聚反应研究

研究了羧甲基纤维素-丙烯酰胺接枝共聚反应,对初始pH值、引发剂用量、单体浓度、初始温度等因素对反应的影响进行了探讨,得到了最佳反应条件：单体浓度为20％,引发剂用量为300mg／L,初始温度为40℃,初始pH值为8,其影响作用的大小依次为：初始pH值、引发剂用量、单体浓度、初始温度。     

聚吡咯/纤维素水凝胶的制备及其太阳能驱动水蒸发性能

使用化学氧化法合成光热转换材料聚吡咯(PPy),通过化学交联制备聚吡咯/纤维素复合水凝胶(PCG)作为太阳能蒸发器。PCG具有优异的光吸收性能,当纤维素质量分数为3%、m(PPy)/m(纤维素)为0.3∶1时,蒸发速率最高,在一个太阳光强下可达到1.86 kg/(m²·h),经过20次循环测试后蒸发速率保持稳定,表现出优异的循环稳定性。此外,PCG在海水脱盐与印染废水处理方面有巨大的应用价值。     

聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶与甲壳素纤维共混体系的制备与性能

以甲壳素纤维为填充材料,采用自由基聚合法制备聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)/甲壳素纤维复合水凝胶,研究了甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散程度以及该复合水凝胶的力学性能和溶胀性能.结果表明:甲壳素纤维在复合水凝胶中的分散性与其长度和含量有关.甲壳素纤维的加入可改善PNIPAAm水凝胶的力学性能,对水凝胶体系的早期溶胀速率也有一定的促进作用.     

羧甲基纤维素接枝二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物的合成

以羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose,简称CMC)为基材,石蜡为油相,二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺(AM)为共聚单体,在反相乳液中合成羧甲基纤维素 二甲基二烯丙基氯化铵 丙烯酰胺接枝共聚物(CMC g DMDAAC AM)。考察了乳化剂、引发剂、油水体积比和单体配比对接枝共聚反应的影响,得到合成CMC g DMDAAC AM的最佳条件为:w(totalmonomers)=35%,m(DMDAAC)∶m(AM)=1∶1.75,w(Span 80)=6%,引发剂c[(NH2)4S2O8]=0.055mol/L,油水体积比V(油)∶V(水)=1.2∶1,θ=48℃,t=4h。     

复合聚丙烯酰胺凝胶体系的研究

通过大量实验室静态试验，研究了以聚丙烯酰胺／乳酸铬为主体的复合凝胶体系，考察了阴、阳离子聚丙烯酰胺浓度、两性聚丙烯酰胺浓度、交联剂浓度、体系PH值、温度各项实验条件下体系的成胶情况，通过对成胶时间和凝胶强度的比较选择出本复合凝胶体的配方和条件。     

复合聚丙烯酰胺凝胶性能的研究

通过大量的实验室静态实验,研究了用阴离子聚丙烯酰胺与阳离子聚合物在抗沉淀剂存在条件下的复合凝胶体系。考察了聚合物浓度、交联剂浓度和体系pH值对凝胶性能的影响。该凝胶体系的成胶时间在不同的条件下从几小时至几十小时的范围内变化。可用于油田大剂量的深度调剂作业。     

天然植物秸秆 SE 改性及其羧甲基化研究

通过蒸气闪爆、化学提纯、物理改性等纯化技术对麦秆进行预处理,其目的是为了得到较高α-纤维素含量的、结构疏松且化学反应活性高的麦秆基纤维素.处理后的麦秆基纤维素经碱化、醚化合成适度取代的麦秆基羧甲基纤维素.研究结果表明:蒸气闪爆预处理技术非常有效,天然植物秸秆可以代替棉纤维合成羧甲基纤维素.     

纤维素纤维增强高韧性水泥基复合材料的拉伸力学性能

研究了3种纤维掺量UF纤维素纤维增强水泥基复合材料(UF-ECC)的单轴拉伸性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC的拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维体积掺量由0.3%提高到0.6%时,UF-ECC的最大拉应变提高183%,断裂能提高419%,特征长度提高281%.ECC复合材料的最大拉应变是聚丙烯纤维混凝土的8~20倍.UF纤维素纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹初裂.     

聚衣康酸/聚N-异丙基丙烯酰胺IPN水凝胶的研究

以具有pH敏感性的聚衣康酸网络为基础，利用分步互穿聚合物网络（IPN）技术引入了另一具有温度敏感性的聚N-异丙基丙烯酰胺网络，制得了一种新的全IPN型水凝胶，对其溶胀性能进行研究，发现其在25～45℃的温度区域表现出明显的收缩特性，且随着pH增加，凝胶的溶胀率变大。这表明聚衣康酸／聚N-异丙基丙烯酰胺互穿网络水凝胶具有温度及pH双重敏感特性。     

聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶机械性能的研究

研究了聚乙烯醇与壳聚糖质量比、溶剂醋酸溶液体积、交联剂戊二醛浓度等对聚乙烯醇—壳聚糖水凝胶机械性能的影响,正交实验的结果表明当m(聚乙烯醇):m(壳聚糖)=4:1、溶剂醋酸体积为80 mL、交联剂戊二醛的浓度为0.213 mol/L时凝胶硬度最大;当m(聚乙烯醇):m(壳聚糖)=6:1、溶剂醋酸体积为100 mL、交联剂戊二醛的浓度为0.213 mol/L时凝胶破裂强度最大.     

pH/温度双重敏感高分子水凝胶的合成及性能

选用具有优良pH敏感的丙烯酸(AAc)及温敏性的N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为基本原料,制备了pH/温度双重敏感水凝胶,系统研究了丙烯酸系水凝胶的基本物理性能(密度、平均分子量、交联密度、平衡态水含量、固定电荷密度等),表征了水凝胶在不同离子强度下的溶胀、退溶胀性能,并对其响应机理进行了探讨,同时对水凝胶的机械性能进行测试。结果表明:pH/温度双重敏感水凝胶的溶胀情况受pH值和温度2个因素控制,在同一温度下,pH值越高,溶胀率越高;在同一pH值下,温度越高,溶胀率越低。     

刺槐豆胶改良黏土强度抗压抗拉力学特性试验研究

为了研究刺槐豆胶改良黏土强度的效果,对不同养护龄期、刺槐豆胶掺量的改良黏土分别进行无侧限抗压强度试验以及抗拉试验研究。结果表明:刺槐豆胶的掺入可以显著改善黏土的抗压和抗拉性能。当养护龄期一定时,随着刺槐豆胶掺量的增加,改良黏土的抗压和抗拉强度均呈增长趋势,通过对比可知,刺槐豆胶的最优掺量为2%,试样的抗压和抗拉强度的最大值分别提升至425.74及234.61 kPa,与素土相比均提高约1.8倍;当刺槐豆胶掺量一定时,养护龄期对改良黏土的抗压、抗拉强度也有一定的影响。在刺槐豆胶掺量相同的条件下,养护龄期为7 d时,试样抗压、抗拉强度提升量最大,最大提升量分别为68.12 和34.39 kPa。刺槐豆胶在土体表层形成一层胶质薄膜,并利用自身延展性填充土颗粒间孔隙,改善了土体的粒间结构,增强土体的稳定性,从而提升黏土的强度特性。随着养护龄期的增加,胶质薄膜逐渐收缩,使土体颗粒排列更加紧密,进而提高改良黏土体的无侧限抗压强度及抗拉强度。     

高韧性纤维增强水泥基复合材料的单轴拉伸力学性能

试验研究了3种纤维掺量聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)的单轴拉伸力学性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维掺量由0.308%提高到0.462%时,PVA-ECC的断裂能提高128%,特征长度提高146%,最大拉应变提高128%.PVA-ECC的断裂能和最大拉应变比聚丙烯纤维混凝土分别提高209%和3 614%.表明PVA纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的抗裂性能和变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹开裂.     

聚丙烯纤维超高强石渣混凝土的力学性能研究

低碳聚丙烯纤维超高强石渣混凝土是利用地方原材料自主研发的强度高达134．9MPa、水泥消耗量低至350kgm-3且具有优异抗火性能的新型环境友好型混凝土。文章进行了11组立方体试件和8组棱柱体试件的抗压试验、9组劈拉试验和8组抗折试验,初步研究了聚丙烯纤维超高强石渣混凝土的力学性能。试验结果表明,在试验参数范围内,聚丙烯纤维超高强石渣混凝土与超高强石渣混凝土的力学特性有其相似之处,也有其自身的特点：在受压变形过程中,泊桑比几乎保持不变,由于聚丙烯纤维的阻裂效应,泊桑比小于超高强石渣混凝土,为0．244;拉压比在1／10．3—1／17．8之间;折压比为1／9．9—1／15．5;变形模量与超高强石渣混凝土相近,在14461MPa-16339MPa之间,小于超高强混凝土数值。     

Experimental Study on Common and Steel Fiber Reinforced Concrete Under Dynamic Tensile Stress

Split Hopkinson technique has been developed to test the strength of common concrete and steel fiber reinforced concrete under dynamic tensile stress. Two types of test methods are considered, the splitting tensile test and a modified spalling test in which a specimen is loaded under uniaxial stress. The result shows that the dynamic strength enhancement of concrete is remarkable by using the reinforcing fiber. But for the common concrete, the base of compressive strength seems to show little effect on the tensile strength under dynamic loading. The experimental results also show that the resistance to tensile fracture of the steel fiber reinforced concrete for C100-mix is higher than those of CAO-mix.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。