异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体性能的影响

分别以5种异氰酸酯为硬段,聚己二酸1,4-丁二醇酯二醇(PBA)为软段,制备了不同异氰酸酯型的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR),差示扫描量热(DSC)和电子拉伸等测试对其结构和性能进行表征,探究了异氰酸酯类型对热塑性聚氨酯弹性体的软硬段相互作用、PBA结晶性和机械性能的影响。结果表明,HDI-TPU氨基氢键化程度最高,HMDI-TPU的硬段间氢键化程度、软段结晶度最高,IPDI-TPU的氢键化程度、软段结晶度最低。在制备的5种异氰酸酯型TPU中,HDI-TPU的拉伸强度为29.47 MPa,断裂伸长率874%,邵D硬度44,综合机械性能最佳。     

乙烯脲改性水性聚氨酯脲的制备与性能

采用一种新型的扩链剂乙烯脲(EU),在聚氨酯硬段引入具有刚性环状二取代脲基团,通过控制脲含量、交联度以及软段相对分子质量来制备一系列的EU改性水性聚氨酯脲(PUU-EU),并利用透射电镜(TEM)、广角X射线衍射(WAXD)、动态力学机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)等测试方法,系统地研究PUU-EU微观结构与氢键化程度、微相分离、耐热性、力学强度的关系,并与1,4-丁二醇(BDO)扩链制备的水性聚氨酯(WPU)进行对比。结果表明,在一定范围内,PUU-EU随脲含量增加,其氢键化程度愈发完善,微相分离程度随之增加,力学强度逐步提高。     

基于氢键的阴离子比色探针的合成和性质研究

以5-溴水杨醛和4-苯基-3-氨基硫脲合成了一种新型希夫碱类阴离子比色探针,研究了该探针对常见阴离子的比色响应特性。结果表明,在DMSO体系中加入氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子后,探针的最大吸波长从352 nm红移到398 nm,肉眼可观察到溶液的颜色从淡黄色变成了黄色,而其它的阴离子如氯离子、溴离子和碘离子的加入基本不引起溶液紫外-可见吸收波长的任何变化。因此,这种探针可以用来识别氟离子、乙酸根离子和磷酸二氢根离子。     

多水体系单核Mn(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和氢键研究

采用缓慢蒸发溶剂的方法,在去离子水中合成了单核Mn(Ⅱ)配合物[Mn(phen)2(H2O)2]·(H2O)6·SO4(phen=1,10-邻菲罗啉)。利用X射线单晶衍射和元素分析等表征手段确定了其结构和组成。该配合物属于三斜晶系,空间群为P-1。该配合物的中心离子为Mn(Ⅱ),中心离子与两个1,10-邻菲罗啉和两个水分子配位,在晶胞中还有六个未配位的水分子和一个自由的硫酸根离子。配合物中存在多种结构的氢键,包括平面三角形、四面体形、四边形、五边形和六边形。     

配合物[Cu_2(phen)_4(pta)](fba)_2·8H_2O的合成及其晶体结构

采用室温溶液法合成标题配合物,并通过X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析等方法对其表征。标题配合物中对苯二甲酸连接两个Cu(phen)2单元形成双核阳离子[Cu2(phen)4(pta)]2+,抗衡阴离子对甲醛苯甲酸根与水分子通过氢键形成游离[(fba)2·8H2O]2-单元,两者通过O—H…O氢键沿a方向延伸为一维链结构。相邻两个双核铜单元借助phen间的π-π堆积作用形成三维超分子网络结构。     

弹性聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的研究

在简单而温和的条件下制备出聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料,并利用XRD、IR等研究聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的微观结构,并通过万能拉伸机对此材料的力学性能进行测试。实验结果表明,蒙脱土片层在聚氨酯基体中完全剥离,同时蒙脱土片层表面的氧或羟基与聚氨酯的-NH-形成了氢键,大大提高了其力学性能。     

聚氨酯/氨基乙酸-溴化钙半有机晶体复合材料的制备与性能

采用水溶液蒸发法合成氨基乙酸-溴化钙（GCB）半有机晶体,以聚己内酯、甲苯二异氰酸酯为原料,二甲硫基甲苯二胺为扩链剂,GCB为分散粒子,通过预聚法制备了不同扩链系数的聚氨酯（PU）/GCB复合材料,并考察了其性能。结果表明,与PU相比,PU/GCB复合材料的微相分离程度明显提高;GCB使PU中氨酯羰基的氢键化程度有较大提高;GCB的加入对PU的耐热性能没有明显作用;GCB的加入使复合材料的拉伸强度和撕裂强度均有所提高,扯断伸长率呈现先减小后增大的趋势,当扩链系数为0.95、GCB质量分数为2%时,复合材料的拉伸强度和撕裂强度达到最大值,比纯PU分别提高了14%和24%。     

稠油破乳作用机理的量子化学和分子力学研究

 采用半经验量子化学和分子力学方法，全优化计算了稠油中胶质模型化合物(SG)、双层结构胶质模型化合物 (DG)和含磺酸基团的破乳剂分子插入双层胶质形成的超分子模型(DGHB)的结构，探讨了破乳作用机理。结果表明， DG模型化合物分子间存在氢键，其作用能为 22.8416kJ/mol；含磺酸基团的破乳剂插入胶质双层结构后，破坏了胶质分子间的氢键。计算结果预示，含有强亲水基团的磺酸盐和带支链烷基的破乳剂可破坏稠油中胶质分子间的氢键，起到稠油破乳之功效。     

溶液共混中TPU/PA12相容性的研究

本研究采用了不同温度下溶液共混的方式研究热塑性聚氨酯(TPU)与聚酰胺12(PA12)的相容性,通过差示扫描量热(DSC)、调制模式下的差示扫描量热(MDSC)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析(ATR-FTIR)等进行相结构表征。结果表明,PA12引入能够破坏TPU硬段相的聚集结构,同时又能够有效“屏蔽”TPU软硬段之间的相互作用;计算机辅助模拟的计算结果也进一步证明了这一猜想。同时发现,150℃的温度下,TPU与PA12之间具有更好的相容性,这是因为在此温度下,接近TPU的熔点,TPU的硬段很大程度地被破坏,PA12的引入让体系中的氢键发生了重排,促进了二者之间的相容。     

适用油基钻井液新型环境的堵漏凝胶研制与评价

在钻遇断层、溶洞、恶性裂缝时,有很大概率发生失返性漏失,导致钻井液大量漏入地层,既损害环境,又大大增加钻井成本。对此类恶性漏失的封堵,凝胶堵漏是一个好的选择,要实现较好的封堵效果,对凝胶的各项物理性能有一定要求,目前大多数凝胶多用于水基钻井液堵漏,对油基钻井液的抗侵污能力较差。因此,室内开发了一套堵漏凝胶体系,对凝胶体系的稠化时间、凝胶强度、抗侵污能力进行了评价,并进行了模拟堵漏评价。结果表明,凝胶的强度可达20 N,强度远大于多数堵漏用水凝胶;pH值为10左右,满足入井流体的pH值条件;凝胶的成胶时间可控制在2～4 h,提供了足够的安全施工时间;在油基钻井液浸污达到30%的条件下依然可以形成凝胶,有较好的抗侵污能力。凝胶体系的各项性能指标表明其可用于裂缝及溶洞等恶性漏失的堵漏。现场应用了2口井,均体现出较好的封堵效果。