原位增容HDPE/PET共混体系热稳定性能及其动力学的研究

利用热重分析法（TGA）、维卡软化点测试法研究了原位增容HEPE／PETA共昆体系的热稳定性能，并进行了热分解动力学处理。实验结果表明，增容剂EVA、EAA及催化剂有机金属化合物的加入，降低了体系的反应级数和活化能，热稳定性及维卡软化点有所下降，但不影响HDPE／PET的反应挤出过程。     

沥青－重油共炭化制取中间相沥青基炭纤维初探

利用工业重油三线芳烃和煤焦油沥青共炭化改善沥青的炭化性质，调制可纺性中间相沥青。本文主要考察了共炭化反应条件对沥青改性的影响，不同热缩聚条件与所得中间相沥青的软化点，光学各向异性含量和可纺性的关系，并对中间相沥青进行初步熔纺及后处理，制得强度较高的炭纤维，讨论了由此途径制取高性能沥青基炭纤维的工艺特点。     

煤沥青热分解动力学研究

用热分析方法研究了煤沥青于氮和空气下的热行为,用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法确定了煤沥青的分解反应级数和反应活化能,与此同时用同样的方法对标准物质——一水草酸钙的脱水反应级数和活化能进行测定并得到与文献一致的结果,确证由Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法确定煤沥青分解动力学参数是可靠的。     

非等温DSC研究PBT/TDI固化反应动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对PBT [3, 3–双(叠氮甲基)氧杂环丁烷–四氢呋喃共聚醚]/TDI(甲苯二异氰酸酯)反应体系在不同催化剂用量、不同升温速率条件下的固化反应进行了研究,并通过Kissinger-Crane方程求解得到了表观活化能和反应级数等动力学参数。结果表明,催化剂含量不会影响PBT/TDI固化反应级数,但能显著改变固化反应活化能。     

用DSC研究涤纶粘合活化油剂

采用差热扫描量热法 (DSC)对两种涤纶粘合活化油剂试样的表观反应活化能和反应级数进行了测定 ,并利用公式计算出油剂的固化反应表观活化能和反应级数。结果试样 2的表观活化能为 5 2k J/mol,试样 1的表观活化能为 65 k J/mol,故试样 2固化反应较试样 1容易。     

热机械分析确定沥青软化点的试验设计与研究

针对现有沥青软化点测试方法误差大、可测范围窄等问题，研究了基于热机械分析(TMA)确定沥青软化点的试验和方法，探究了旋转薄膜蒸发温度、煅烧温度和沥青平均粒径对软化点测试结果的影响，TMA测试沥青软化点试验的不确定度评定以及沥青分子组成和结构与软化点之间的内在关系。研究结果表明：旋转薄膜蒸发处理温度对沥青软化点的影响最为明显，处理温度越高，沥青软化点越高；TMA测试沥青软化点试验的合成标准不确定度为0.02936,相较于其他方法具有更小的不确定度；MALDI TOF-MS和¹³C-NMR结果展现了平均分子量越大，分子中重组分越多，沥青的软化点越高，并且沥青芳香族组分含量越高，缩聚程度越高，芳香度越大，其软化点越高。     

沥青催化氧化研究

沥青是一种热塑性材料，需要在炭化前进行不熔化处理以便得到性能优异的炭材料前驱体．在300℃条件下分别选择不同的催化剂(硝酸钾、三氯化铝以及对甲苯磺酸)考察了沥青空气催化氧化过程中性质、组成与分子结构的变化．结果表明：沥青空气氧化时其软化点逐渐增加，添加不同催化剂时对氧化沥青软化点的影响不同，且符合一元二次数学模型，即SP=A0 A1θ A2θ^2。沥青空气催化氧化的结果使其甲苯不溶物的含量明显增加，由此认为氧化的结果增加了沥青中高分子量组分的含量．元素分析表明沥青经空气氧化时H／C原子比逐渐减小，氧元素含量逐渐增加，反应的后期变化趋于稳定．IR光谱分析同样反映出沥青经催化氧化后分子结构中侧链减少，芳环上的氢减少，整个芳环的缩合程度增加．因此沥青催化氧化的结果是促进了氧分子在沥青中的传递，并参与分子间的交联反应．     

细镶嵌结构沥青焦的制备与表征

以中温煤焦油沥青为原料,采用空气氧化方法进行热改质,通过对空气流量、反应压力、反应温度和反应时间的优化,制备出软化点为285℃的沥青。将这种沥青在540℃下炭化3 h,得到的生焦在1 400℃焙烧2 h,制备出细镶嵌结构的沥青焦。采用红外光谱对产物沥青和原料沥青进行表征,讨论了它们分子中官能团的差别。由光学显微镜和扫描电子显微镜研究结果表明,氧化改质程度不同的沥青制得的焦炭显微结构有明显差别。将空气量40 L/h、压力0.5 MPa、温度330℃和时间8 h条件下获得的高软化点沥青进行炭化和焙烧,可以得到镶嵌结构单元≤2μm的沥青焦炭。     

乙烯焦油沥青的调制及其熔融纺丝

通过对乙烯焦油的热改性工艺进行研究,经过氧化交联和高温热缩聚两段工艺成功地合成出了一系列软化点不同的纺丝级沥青,并对其纺丝工艺进行研究,得到了细长、均匀的沥青原丝,其单丝长度远远大于目前国内文献记载,并结合试验对沥青调制、纺丝压力、温度、拉伸速率、喷丝孔孔径等影响因素进行了分析。     

大豆油与过氧甲酸的环氧化动力学研究

通过大豆油中的双键与过氧酸发生环氧化反应,合成了环氧大豆油(ESO)。从动力学的角度,对反应过程中的各种影响因素,进行了较详细的研究。得知大豆油与过氧甲酸反应,大豆油的反应级数为1级,过氧甲酸的反应级数为2级,其反应活化能为22.77 kJ/mol。生成的环氧大豆油与体系内的甲酸发生水解开环反应,环氧大豆油的反应级数为0.5级,甲酸的反应级数为1级,该反应活化能为4.91 kJ/mol。通过所得动力学参数设定了无催化剂的环氧大豆油合成工艺,得到了环氧值高达6.85的环氧大豆油。     

煤焦油精制软沥青非等温热转化动力学研究

用热重(TG)-微分热重(DTG)-差热分析(DTα)法分析煤焦油精制软沥青及其族组成在氮气保护下,从室温到800℃的热转化过程。采用Freeman-Carroll的非等温微分法对煤焦油精制软沥青及其族组成的TG-DTG曲线进行处理。煤焦油精制软沥青各族组分的热转化动力学方程证明,自制煤焦油精制软沥青的热转化的三段反应可看成是庚烷可溶族(HS),庚烷不溶甲苯可溶族(HI-TS)和甲苯不溶喹啉可溶族(TI-QS)混合组分的连串反应;HS族段的热转化动力学属二级反应,HI-TS和TI-QS族段都属一级;其活化能和频率因子分别为:48.512,28.575,60.210 kJ/mol和3.110×107,2.328×106,1.483×107。     

煤沥青改性后流变性能的变化分析

为了探讨对苯二甲醛(TPA)对煤沥青改性后流变性能的变化,采用旋转黏度计测定了煤沥青及TPA改性的煤沥青的表观黏度,研究了表观黏度与温度的关系;采用示差扫描量热法研究了煤沥青和TPA改性的煤沥青的热行为。结果表明,TPA改性的煤沥青的黏度与温度的关系曲线呈现W型,在200℃～225℃处于低黏流区,表观黏度值200mPa.s～400mPa.s,可以作为浸渍剂煤沥青使用;TPA改性的煤沥青在高于225℃时,表观黏度值迅速上升;TPA改性的煤沥青在低黏度区域具有较低的活化能,这对煤沥青的浸渍工艺有益。     

大庆某低渗轻质油藏注空气低温氧化反应动力学研究

轻质油藏注空气提高采收率的机理之一是在油藏中发生低温氧化反应,低温氧化反应进行的程度将对油藏注空气开发的可行性产生决定性的影响。通过在RUSKA2370-601PVT筒中进行的大庆某低渗油田原油与空气恒温恒压氧化反应实验数据,获得轻质油藏注空气低温氧化反应动力学参数为:原油氧化反应为零级反应;21 MPa,87℃时氧化反应的速度常数KO2为1.2255×10-4mol/(mL.h),21 MPa,127℃时氧化反应的速度常数KO2为7.0101×10-4mol/(mL.h),原油样品的阿仑尼乌斯活化能Ea为52.1 kJ/mol。     

煤沥青球的氧化不熔化过程特性

氧化不熔化过程是煤沥青基球状活性炭制备中的核心工艺,对其过程特性和动力学机理的认识是实现氧化过程工艺优化的关键。本文以煤沥青萃取球为原料,通过实验研究,重点探讨了粒径范围、升温速率和氧化温度对其氧化不熔化过程的影响,并确定氧化动力学参数及其反应机理函数。结果表明：氧化不熔化过程可分为轻组分热解、初步氧化、氧化增重和恒温氧化失重4个阶段。煤沥青球经过氧化不熔化后,C、H含量减少,O含量增加,表面光滑平整。减小粒径并选取合适的升温速率（0.25～0.5℃·min^-1）以及氧化温度（275～325℃）,更有利于氧化不熔化快速稳定地进行。粒径范围为0.3～0.6 mm的煤沥青球在升温速率为0.5℃·min^-1、氧化温度为300℃的条件下活化能最小,各个阶段的值分别为83.34、293.19、302.25和357.05 kJ·mol^-1。     

纳米氧化铝增强多孔Fe-Cr-Ni基复合材料的高温性能

利用无压反应烧结工艺制备纳米Al2O3颗粒增强多孔Fe–Cr–Ni复合材料,研究成型预压压力和烧结工艺对多孔金属基复合材料的高温弯曲强度和抗氧化性能的影响。结果表明,对于原始粉末的初压成坯,不同的压力导致不同的初坯密度和颗粒与颗粒之间的间隙,烧结后得到的样品含有不同的气孔率和相组成;由于金属基体在实验温度提高时开始软化以及气孔率会降低,在其共同作用下样品的高温强度先降低后缓慢升高;预压压力增加而导致的样品孔隙率较低,说明试样在氧化过程中接触氧的表面积较小,有助于提高复合材料的抗氧化性能。     

表面积效应对不同性质原油热力学行为影响研究

针对轻、重质油油藏注空气开发机理,选取典型轻、重质油样进行热重实验,采用改进的Ozawa-Flynn-Wall等转化率法对比分析了不同性质原油三种氧化阶段的热行为和动力学特征,同时探讨了表面积效应对轻、重质原油氧化反应的影响。研究表明：①各氧化阶段之间存在过渡区域,转化率的准确选取对动力学参数至关重要。②轻、重质原油不同氧化阶段的氧化特征存在明显差异,轻质油以低温氧化为主,燃料沉积和高温氧化不显著,且低温氧化、燃料沉积、高温氧化阶段的起始温度更低,更易诱发氧化反应;重质油燃料沉积和高温氧化显著,氧化反应速度更快。③表面积效应导致轻质油低温氧化活化能降低15%以上,峰值温度降低7~17℃。重质油燃料沉积和高温氧化显著增强,燃尽温度下降10~17℃。     

飞机燃油抗氧剂膦化物的氧化反应的热力学研究

膦化物为高性能飞机燃油潜在的抗氧剂,能显著地改善飞机燃油的高温稳定性能。实验结果表明,在自由基抑制剂存在下,膦化物的氧化反应(>120℃)是通过膦化物与氧气的直接作用而进行,实验的热力学数据表明,膦化物的氧化反应是通过磷原子与氧气中氧原子间电荷部分转移形成过渡态而进行的;极性溶剂可降低反应的活化能,取代基则对活化能的影响较小。     

添加MgB2对镁碳耐火材料抗氧化性能的影响

以MgB2作为抗氧化剂应用于镁碳耐火材料,分别在埋碳和空气气氛下煅烧,利用热重分析(TG-DSC)研究了MgB2在空气气氛下的反应行为,用X射线衍射分析(XRD)研究了埋碳条件各温度下的物相组成,用扫描电子显微镜( SEM)结合能谱分析仪(EDX)观察了试样的显微组织结构,并与Al、Si、B4C、Al+B4C、A1+ MgB2对比评价了MgB2的抗氧化性能.结果表明:MgB2在温度高于1000℃与CO反应,生成MgO、B2 O3和C,MsO与B2O3进一步反应生成Mg3B2O6;当温度高于1340℃,Mg3 B2O6熔化成为液相,填充在MgO骨料与基质周围,使得镁碳耐火材料结构致密,对抗氧化起到重要作用;B2O3 (1)蒸发与MgO反应生成Mg3 B2O6在镁碳耐火材料表面形成致密层;MgB2抗氧化效果次于B4C,优于Al粉,Si粉,镁碳耐火材料中MgB2的合理添加量约为3％;实验中还发现添加Al+ 10％MgB2的镁碳耐火材料取得了较好的抗氧化效果.     

溴化丁基橡胶液体抗氧剂的热分析研究

用热失重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)分别测定了添加4种新型液体抗氧剂的溴化丁基橡胶(BIIR)的热失重温度、氧化诱导时间和氧化诱导温度,综合考察了4种抗氧剂的热稳定性和抗氧化性能,评选出性能最好的抗氧剂及其最佳添加量,并分别计算了BIIR的等温和非等温(动态)热氧化反应的活化能。结果表明,4种抗氧剂的热稳定性和抗氧化效果差异较大,但均能不同程度改善BIIR热氧化稳定性。等温热氧化动力学实验结果表明,BIIR热氧化反应符合阿伦尼乌斯方程,抗氧剂添加前后BIIR等温氧化反应活化能分别为131.14kJ/mol、150.25kJ/mol;动态热氧化动力学实验得到抗氧剂加入前后BIIR的非等温氧化反应活化能分别为86.23kJ/mol和108.49kJ/mol。