磷酸钛铝锂基全固态金属锂电池界面稳定性研究

采用固体电解质代替具有可燃性的液态电解液可有效解决当今锂离子电池的安全问题。然而,固态电池中的电极/电解质的固-固接触通常具有较大的界面阻抗,从而导致电池极化增加。采用聚偏氟乙烯(PVDF)基固体电解质作为正负极界面缓冲层,可有效地解决固体电解质与电极的高界面阻抗问题,使正极界面单位面积阻抗从1 716Ω/cm²降至213Ω/cm²。在负极处,PVDF可提供良好的弹性支撑,使负极界面单位面积阻抗从1 135Ω/cm²降至109Ω/cm²。此外,金属锂对称电池的直流极化测试表明,经过PVDF修饰后负极界面稳定性显著提高。最后,组装的钴酸锂/金属锂软包电池,正负极界面均经PVDF修饰后,电池能量密度可达到336 W·h/kg。1C条件下循环300次后,容量保持率可从30.7%提升至83.3%。     

BPN组分粒径对Slapper-BPN型EFDI发火感度的影响

为了研究硼/硝酸钾(BPN)组分粒径对Slapper-BPN型爆炸箔爆燃点火器(EFDI)发火感度的影响,设计并制备了由不同粒径的硼粉和硝酸钾组成的多个BPN配方,采用激光粒度仪表征了硼粉的粒径,讨论了硼粉粒径数量分布和体积分布的特点;通过扫描电镜(SEM)获得硝酸钾粒径对BPN药剂界面形貌的影响;根据差示扫描量热法(DSC)数据,计算了不同配方BPN的指前因子、表观活化能、最低热解温度和热爆炸临界温度,分析了BPN组分粒径对其动力学性能的影响;根据兰利法获得了不同配方BPN的临界发火电压及标准误差,讨论了BPN动力学性能和药剂界面形貌对其发火感度的影响。结果表明,BPN组分粒径主要从BPN的热分解性能和药柱界面形貌影响EFDI发火感度;BPN组分粒径变大,会使BPN药剂的最低热解温度变高,从而降低了EFDI发火感度;BPN组分粒径变小,改变了BPN药柱界面形貌,会使BPN药柱颗粒堆积更密实,减小药剂颗粒空隙,阻碍BPN的传火传热通道,在低密度装药条件下,会明显降低EFDI发火感度。因此,硼粉粒径一致性对低密度BPN发火感度的标准差具有一定影响。     

原油乳状液稳定性与乳化剂关系研究

分析了油水两相之间的界面张力大小,通过乳化实验测出乳状液的黏度变化和稳定时间,再借助显微镜观察水滴分散程度,最后得出对于酯类和磺酸盐类等大多数乳化剂,疏水基单烷基链越长,在油相中与油相之间交错的程度就会越复杂,配制出的乳状液性能越好;若乳化剂的疏水基团中存在不饱和双键,在空间上限制了烷基碳链在油相中的三维伸展,形成的乳状液乳化效果越差;若乳化剂的疏水基团中存在与烷基主链相同的支链,由于氢键的存在严重限制了疏水基在油相中的分散吸附,同时由于界面膜之间也会产生有一定的角度,使得界面膜的排列紧密程度变弱,导致乳状液性能变差。     

脂肪醇聚氧乙烯醚（EO6）磺酸盐的合成及性能研究

以C14～18的脂肪醇与环氧乙烷反应合成了系列脂肪醇聚氧乙烯醚,再以氢化钠为催化剂、丙烷磺内酯为磺化剂合成了脂肪醇聚氧乙烯醚(EO6)磺酸钠(14AES6,16AES6和18AES6)。通过测定反应时间与磺化率的关系,得到14AES6,16AES6和18AES6较佳的磺化时间;测定了产物在蒸馏水、油田采出水和CaCl2水溶液中的表面活性(cmc及其对应的γcmc);评价了产物与不同碳数烷烃及胜利临盘油田原油的界面张力,确定了原油的等效烷烃碳数。实验结果表明,14AES6,16AES6和18AES6的较佳磺化时间分别为8,12和16 h;3种产物在蒸馏水中的cmc为0.02%,0.01%和0.005%,γcmc分别为30.52,37.55和35.59 mN·m-1;在临盘油田矿化水中的cmc减小了0～0.01%,γcmc降低了0.81～1.38 mN·m-1;在3种不同浓度CaCl2溶液中16AES6的cmc均为0.005%,低于在蒸馏水中的情况,γcmc略有降低;16AES6和18AES6的最小烷烃碳数分别为10和12,通过测试含有助剂的18AES6体系与原油及烷烃间的界面活性得临盘油田原油的等效烷烃碳数为13。     

耐热输送带橡胶-织物界面及橡胶-橡胶界面粘合性能的研究

目前,高温耐热输送带的系列覆盖胶和骨架材料已有广泛的研究成果。覆盖胶由SBR或CR组成,帆布贴胶则由SBR、CR及两者的混合物构成。覆盖胶化合物均以EV体系为主体。要评价混合物在实际应用     

倾斜对管内上升泡状流局部界面参数分布的影响

采用双头光纤探针法研究了倾斜对圆管内(I.D.50 mm)上升泡状流界面参数径向分布的影响。探针测量的局部界面参数包括局部空泡份额、界面面积浓度(IAC)和局部气泡通过频率。实验以空气和水为工质,表观速度分别为0.002~0.037 m·s^-1和0.072~0.569 m·s^-1;倾斜角度为5°、15°和30°。结果表明,竖直条件下界面参数呈核峰型、壁峰型、中间型及过渡型4种典型的分布。倾斜条件下大量气泡向上部聚集,界面参数分布不对称。中间宽峰向通道上部倾斜,且峰值随倾斜角度增加而增大。同时,下壁面附近峰值被削弱,甚至消失,上壁面附近峰值迅速增大。界面参数沿直径从r_i/R=-0.84到上半部分峰值处逐渐增加,且增加速率随倾斜角度增加而增大。倾斜条件下Sauter直径明显比竖直条件下大。     

石墨烯/聚苯胺纳米复合材料界面相互作用的分子动力学模拟

石墨烯具有独特的二维结构和优异的力学、电学性能,将其与聚苯胺复合得到的石墨烯/聚苯胺(Gr/PANI)纳米复合材料在微波吸收、超级电容、电子器件等领域具有广泛的应用前景。为研究Gr/PANI纳米复合材料界面相互作用的微观机理,利用分子动力学方法考察了Gr/PANI体系的相互作用能、相互作用构型以及石墨烯与PANI之间的对关联函数。温度、能量演化曲线和相互作用能分析表明,Gr/PANI体系在较短的时间内达到平衡,Gr/PANI体系为热力学稳定体系。相互作用构型显示PANI分子与石墨烯之间存在较强的相互吸引作用。对关联函数分析表明,Gr/PANI纳米复合材料界面存在近程强非键相互作用,较强的界面相互作用主要源于石墨烯与PANI都具有sp²杂化的π共轭结构。     

材料化学工程科学内涵及方法初探:从介观尺度界面流体行为出发认知材料

作为一门新兴的交叉学科,材料化学工程科学内涵的进一步凝练和方法论的建立显得十分重要和迫切。介观尺度下界面流体的研究对于材料化学工程具有重要意义,材料化学工程的科学内涵在于通过认识介观尺度下界面处流体行为来"认知"材料,以期建立材料结构、性能(应用)与制备(生产)三者之间的关系。其中,弄清介观尺度下复杂作用和复杂结构对界面流体行为的影响,是"认知"材料的关键。分子模拟技术作为单因素遴选介观尺度各影响因素的有效手段,在实际应用中存在两大难点:如何同时获得界面流体反应和传递两个方面的信息;如何实现分子层面认识在材料应用层面的转化。基于此,初步讨论了材料化学工程研究方法的发展趋势。     

聚丙烯/聚苯胺共混材料的界面结构及抗静电性能研究

采用乳液聚合方法,利用聚丙烯(PP)二甲苯溶液为种子对苯胺单体进行了核-壳聚合。利用DSC、高倍显微镜及偏光显微镜等对聚苯胺热稳定性及与PP共混的界面进行了测试分析。聚苯胺(PANI)与聚丙烯(PP)进行共混可以制成抗静电性较高,溶解性和熔融性较好的导电复合材料。     

不同化学助剂对压裂助排剂水溶液表界面张力的影响

采用K100表面张力仪和旋转滴超低界面张力仪,在室温条件下,测试了异丙醇、OP-10、烷基多苷、氟碳表面活性剂和盐等助剂与压裂助排剂复配后溶液的表界面张力。结果表明:不同化学助剂对压裂助排剂溶液的表界面张力影响不同。在0.3%压裂助排剂水溶液中加化学助剂与不加比较,0.4%异丙醇对溶液的界面张力降低了近60%;0.5%OP-10对溶液的界面张力降低了55%;0.3%的烷基多苷对溶液界面张力降低了53%;0.005%氟碳对溶液的界面张力下降了76%;无机盐对溶液表面张力影响不大,对其界面张力影响却不大。由此可见:研究表面活性剂对助排剂溶液的表界面张力影响,对进一步优化助排剂配方和使用效果具有重要的现实意义。