聚合物合成工艺设计教学思考与建议

介绍了《聚合物合成工艺设计》课程的特点和作用,并结合课程存在的问题,阐述了积极丰富教学内容,更新教学方法,培养具有探索精神和创新意识的卓越工程技术人才的重要性。     

聚羧酸超塑化剂的性能研究

研究了含有亲水性羧基、酸酐基团、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的三种羧酸类共聚物对水泥浆体流变性能和水泥粒子表面Zeta电位的影响,并与萘系高效减水剂进行了对比.在改善水泥浆体的流变性能方面,三种聚羧酸超塑化剂的最佳掺量和饱和掺量均为0.3%～0.45%;对水泥粒子表面Zeta电位的影响方面聚羧酸超塑化剂远小于萘系高效减水剂,证实了两类减水剂的分散作用机理的区别.     

羧酸型减水剂与水泥的相容性研究

选用含有亲水性羧基、酸酐基、磺酸基、聚环氧乙烷侧链的单体共聚合成了3种羧酸型减水剂,针对4种不同产地的P.O 42.5水泥,测定了在较低水灰比(mw/mc=0.29)下水泥净浆流动度及30 min经时变化,混凝土坍落度及180 min经时变化.净浆流动度30 min损失小于13.8%,混凝土坍落度60 min损失小于15%.3种羧酸型减水剂与不同水泥均具有良好的相容性.     

4,4′-二羟基二苯硫醚环氧树脂的合成与表征

以4,4′-二羟基二苯硫醚、环氧氯丙烷为原料,四正丁基溴化铵为催化剂,合成了4,4′-二羟基二苯硫醚环氧树脂,通过核磁共振氢谱、碳谱、傅立叶变换红外光谱表征了产物的结构.利用正交实验法研究了反应温度、醚化时间、闭环时间、原料配比对合成反应的影响,优化后的反应条件为:4,4′-二羟基二苯硫醚与环氧氯丙烷、四正丁基溴化铵的摩尔比为1∶10∶0.02,反应温度90℃,醚化时间4h,闭环时间2h,氢氧化钠与4,4′-二羟基二苯硫醚的摩尔比为1.2∶1.优化反应得到产物的环氧值为4.599mmol/g,产率为87.79%.通过对产物的结构表征,验证了两步法合成工艺路线的可行性.     

筒式光催化反应器降解养殖废水研究

以柔性纤维负载Ti O2为光催化剂,自制筒式光催化反应器,进行光催化模拟水产养殖废水实验,考察了曝气量、p H值、催化剂投加量与初始浓度等因素对氨氮去除率的影响。结果表明,在曝气量为1.0 L/min,催化剂用量12.5 g,碱性条件及初始浓度在90 mg/L时,氨氮降解率最高为85.3%。不同初始浓度氨氮的光催化降解速率符合准一级动力学模型,模拟养殖箱连续运行15 d表明,氨氮浓度降低,可满足水产养殖废水标准。     

聚硅酸硫酸铝絮凝剂处理炼油废水的研究

用自制的聚硅酸硫酸铝处理炼油废水,效果优于传统使用的聚合氯化铝,采用两次投加(100mg/L和50mg/L)既可减少絮凝剂用量,处理后又可达到国家一级排放标准,其中pH范围为7.0～8.0,沉淀时间为30min。若采用一次投加絮凝后砂滤,效果更佳,也简化了处理工艺流程。     

羧酸型高效减水剂对水泥凝结时间及水化热的影响

研究了2种合成的羧酸型高效减水剂对水泥凝结时间和水泥水化热的影响,探讨了羧酸型减水剂的保塑机理,并与萘系高效减水剂进行了对比。掺入高效减水剂的水泥净浆及混凝土都出现了一定程度的缓凝,掺加羧酸型减水剂的水泥初凝与终凝时间间隔要小于掺加萘系减水剂的相应的时间间隔;羧酸型减水剂使水泥浆体水化的诱导期比空白水泥浆体延长约2~4 h,第二放热峰出现的时间大大推后,这是羧酸型减水剂具有良好的保塑性能的主要原因。     

基于桐油的环氧沥青增容剂的合成与表征

以桐油和环氧树脂为原料,通过皂化、酯化和环氧化三步反应制备了环氧沥青增容剂。研究了反应温度、反应时间、催化剂用量和反应物投料比等对各步反应的影响。结果表明:当皂化温度为70 ℃,回流时间为2 h,桐油与氢氧化钠的摩尔比为1∶3.6时,桐油反应转化率为76.3%;当反应温度为100 ℃,反应时间为5 h,环氧树脂与桐油酸的摩尔比为1∶2,环氧树脂与甲苯的质量比为1∶2时,四正丁基溴化铵用量为反应物质量的2.5%时,酯化产物具有较低的环氧值0.544 mol/100 g;环氧化反应的最优工艺条件为:反应温度 60 ℃,反应时间45 min,双氧水与甲酸、桐油酸酯树脂的摩尔比为3∶1∶1,硫酸的用量为桐油酸酯质量分数的1.5%。通过傅立叶变换红外光谱分析并确认了各步目标产物的结构。     

高折射率环氧树脂的研究进展

高折射率环氧光学树脂设计制备方法主要包括三类:通过有机或无机化合物在环氧光学树脂中引入硫、卤素等高折光指数原子;在环氧光学树脂中引入芳环等高折光指数化学基团;由两种或两种以上的环氧树脂混合固化来制备复合型环氧光学树脂.现有的环氧光学树脂具有收缩率低、化学性质稳定、尺寸稳定性高等优点,但耐候性差,在紫外光的照射下会发黄降解,韧性差而易断裂,硬度不佳在树脂表面易产生划痕等缺点制约了其在更先进领域的应用.制约环氧光学树脂发展的主要因素为材料结构与性能之间的关系不够明确,制备方法不够经济环保以及过于关注材料的折光指数而对其他性能研究较少.进一步明确材料结构与性能之间的关系,在保证高折射率的前提下,平衡材料的其他光学和力学性能是未来研究的重点.     

PP/LDPE化学交联发泡的研究

聚丙烯(PP)熔融黏度较低,发泡过程中气泡容易从熔体中溢出。在PP中加入低密度聚乙烯(LDPE)和偶氮二异丙苯(DCP),提高PP交联度,从而大大提高PP的熔融黏度。研究了共混聚合物组分的种类和含量对PP交联度的影响。结果表明,在共混过程中,部分PP和LDPE分子在热作用下相互促进,产生了接枝交联;共混物比纯PP的泡孔结构优且发泡效果佳,当LDPE为70%,发泡剂为5%,DCP为0.36%时,PP的发泡效果最好。解决了PP发泡过程中出现的气孔塌陷现象。