预聚物分子量对立体复合聚乳酸固相缩聚产物结构和性质的影响

采用乳酸作为引发剂、辛酸亚锡作为催化剂,引发丙交酯开环聚合制得分子量不同的具备缩聚活性的预聚物L-聚乳酸(PLLA)和D-聚乳酸(PDLA),将重均分子量(Mw)相近的预聚物熔融共混后制成前体进行固相缩聚。采用核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析了固相缩聚产物的链结构、分子量、热性能及晶体结构。结果表明,固相缩聚产物具有立体嵌段结构。预聚物的分子量大小将影响固相缩聚前体中均相晶体和立体复合晶体的相对含量,进而影响固相缩聚产物的结构。当预聚物PLLA和PDLA的Mw≈5×104时,固相缩聚产物重均分子量的涨幅最大,最终达到1.83×105。因此,采用Mw≈5×104的预聚物进行固相缩聚有利于产物中立体复合晶体结晶度的提高。     

稀土荧光聚酰胺6固相缩聚前后的等温结晶动力学研究

通过原位聚合制备稀土荧光聚酰胺6(PA6)预聚体,再通过固相缩聚进一步提高其相对分子质量,利用示差扫描量热仪(DSC)对固相缩聚前后的样品进行等温结晶动力学研究.结果表明稀土荧光PA6的结晶速率随相对分子质量的增加而减小.而荧光粉在PA6等温结晶过程中,荧光粉起到了异相成核的作用,使得PA6的结晶速率增加.通过Arrhenius方程求得PA6和稀土荧光PA6的活化能.发现由于固相缩聚后样品的相对分子质量变大,分子问的作用力增大.固相缩聚前样品的活化能要比固相缩聚后的活化能高.而荧光粉限制了PA6大分子链的运动,稀土荧光PA6的结晶活化能要比PA6的活化能高.     

全芳液晶聚酯固相缩聚及其性能的研究

研完了用固相缩聚方法提高全芳液晶聚酯的分子量。以2,6-萘二甲酸,对/间羟基苯甲酸、双酚类单体为原料,经熔融酯交换合成低聚物,再以固相反应制备共聚酯。通过对共聚酯熔融指数的变化,探讨固相缩聚中反应时间和反应温度的效应,共聚酯分子结构和聚集态结构与固相缩聚反应速率的关系;并通过X-射线衍射分析,考察固相缩聚对聚酯结晶性的影响。得出全芳聚酯固相缩聚过程是一个由化学反应为主要控制,继而转化到物理扩散为主要控制的过程。     

废旧尼龙6纺织品的磷钨酸催化亚临界水解研究

为研究废旧尼龙6纺织品在亚临界水中的催化水解反应，以磷钨酸(HPW)作为催化剂，对解聚后的固相剩余物和液相产物进行表征与分析，阐述了水解产物的组成和水解机理，并研究了反应温度及催化剂HPW对废旧尼龙6纺织品水解效果的影响。结果表明：水解产物主要有固相剩余物即未完全分解的尼龙6与液相产物即己内酰胺(CPL),以及—(CH₂)₅—NH—CO—链段的重复数目为1～5的环状、线型低聚物；在水解反应中，提高温度和添加HPW都有利于解聚程度的提高，其中在260～270℃时加入HPW可以大幅度提高尼龙6的解聚度和CPL产率，使整个体系反应温度降低了10℃,缓和了反应条件。     

60PHB/PET共聚酯的固相缩聚反应动力学研究

本文研究了摩尔比为60:40的对羟基苯甲酸和PET的热致性液晶共聚酯(60PHB/PET)的固相缩聚动力学,建立了反应动力学模型,求出反应活化能E为89.6kJ/mol;探讨了在不同温度区域影响60PHB/PET共聚酯固相缩聚反应速度的主要影响因素,认为在较低反应温度(180—220℃),反应速度主要由化学反应速度控制;在较高反应温度(220—230℃)则由小分子扩散速度控制。因此,共聚酯经溶解沉淀处理再进行固相缩聚可提高反应速度。     

水平管入口段内水煤浆流动特性数值模拟

以Eulerian多相流方法为基础建立了水煤浆流动的液固两相流体动力学模型,并对水平管入口段内水煤浆流动进行了模拟.模型采用颗粒动理学理论求解固相本构方程,采用RNGk-ε湍流混合模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动.针对水煤浆中煤粉颗粒的双峰分布特性,将煤粉看作2种大小不同的固相,同时考虑固相与液相、固相与固相之间的动量交换.模型有效性通过Kaushal等试验结果和水煤浆的压降试验验证.通过模拟考察了入口段内速度及浓度分布过程和入口段长度的变化规律.结果表明:重力和颗粒间的相互作用对浓度和速度分布过程具有重要影响;固相体积分数在30%~49.5%范围内,入口段长度随浓度的增加而减小,随平均流速(0.2~5.0m/s)先增加后减小.     

生物降解材料聚乳酸的合成与表征

以乳酸(LA)为原料,采用直接熔融法和固相缩聚法,通过优选催化剂、分步除水、连续通氮气和高真空缩合等工艺,直接缩聚合成可用于改性的聚乳酸(PLA).研究了直接熔融法和固相缩聚法的聚合时间、体系真空度、聚合工艺等对聚乳酸分子量的影响.通过用酸值变化来监测反应的进程,用粘度法测定了产物的粘均分子量,并以红外光谱对产物进行了表征.结果表明,熔融法的最佳工艺为:辛酸亚锡为催化剂(0.5 wt%),聚合温度175℃,聚合时间12 h,体系真空度30 Pa;固相缩聚法的最佳工艺:辛酸亚锡为催化剂(0.5 wt%)、体系真空度60 Pa、聚合温度150℃、聚合时间10 h.     

PET固相缩聚前后的结晶行为

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)固相缩聚过程存在聚合反应与结晶偶合的现象。利用自制的固相缩聚实验装置结合差示扫描量热法(DSC)对PET固相缩聚反应中的结晶行为进行了研究。结果表明:DSC升温速率增加使PET冷结晶峰温度明显升高,结晶峰面积减小,而熔融峰温度和面积随升温速率的变化很小;等温结晶时不同结晶温度的结晶形态存在差异,结晶形态取决于温度和结晶历史;PET固相缩聚过程中结晶度随反应温度和反应时间的增加而增加,并且缩聚反应的进程促进新结晶体的生成。     

前混合水射流喷丸喷嘴内流数值模拟

为研究弹丸在前混合水射流喷丸喷嘴内的运动特性,应用FLUENT软件对前混合水射流出口带圆柱段和扩散段的圆锥收敛形喷嘴内液固湍流进行了数值模拟。控制方程为连续相采用三维不可压缩稳态雷诺时均N-S方程,湍流模型采用k-ε模型,离散相采用拉格朗日模型。分析了喷嘴出口圆柱段长度、圆锥收敛角和出口扩散段对内流特性的影响。结果表明,出口圆柱段长度为30 mm、圆锥收敛角为13°时,连续相可以获得最大的轴向速度,且离散相的加速效果也最佳;出口带扩散段的喷嘴使得连续相和离散相的出口速度均会下降,但会增大喷丸的覆盖率,提高喷丸工作效率。     

稀相气固两相垂直管流内的固相浓度和粘度

在忽略径向惯性力和粘性项的条件下，建立了稀相气固两相垂直管流内充分发展段的固相浓度分布模型，并在对模型进行分析的基础上，得出了浓度分布模式的成立条件．运用Ｈｉｎｚｅ－Ｔｃｈｅｎ公式及混合长理论得到固相湍流粘度的计算模型，通过计算得到固相湍流交换系数随Ｒｅｇ、ｄｐ／Ｄ及等数的变化规律．     

二羟基二过碘酸合镍(Ⅳ)钾氧化还原引发丙烯酸甲酯在尼龙6上的接枝共聚合反应

二羟基二过碘酸合镍(Ⅳ)钾(简称Ni(Ⅳ))为氧化剂,尼龙6为还原剂,二者组成氧化还原引发体系,于碱性介质中,在尼龙6表面引发丙烯酸甲酯接枝共聚合反应,测定了各种因素对接枝参数的影响,得到了高接枝效率的接枝共聚物.用X光衍射、红外光谱(IR)等方法对共聚物结构进行了表征,并探讨了引发机理.     

CMIP6多模式在青藏高原的适应性评估及未来气候变化预估

随着CMIP6（coupled model intercomparison project phase 6）计划进行,新一代大气环流模式（general circulation model, GCM）输出结果陆续发布,及时探究在新模式新情景下青藏高原未来降水及气温的变化规律至关重要．在对CMIP6多模式进行适应性评估的基础上,运用DM（direct method）统计降尺度方法,以1979—2014年为基准期,预估青藏高原未来近期（2031—2050年）、远期（2061—2080年）在共享社会经济路径与典型浓度路径组合情景（shared socioeconomic pathways and the representative concentration pathways, SSP)包括低强迫情景(SSP126)、中等强迫情景（SSP245）、中等至高强迫情景（SSP370）、高强迫情景（SSP585）下的降水、平均气温、最低气温、最高气温的时空演变规律．结果表明:相较于基准期,不同GCM对青藏高原未来降水的预估总体呈现增加趋势,近期降水较基准期变幅为?3%~16%,远期变幅为?1%~21%．未来平均气温、最低气温和最高气温均呈现一致的增温趋势,且增幅较为一致．相较于基准期,近期气温变化范围为0.9~2.3 ℃,远期气温变化范围为1.01~4.6 ℃．随着排放强度的增加,三者升温趋势愈加显著,即升温趋势由强至弱排序为SSP585、SSP370、SSP245、SSP126．此外,青藏高原气温变化在海拔高度上具有显著的依赖性,整体表现为青藏高原北部高海拔地区增温高于青藏高原东南部低海拔地区．研究结果可为揭示气候变化对高寒区水循环的影响机制提供科学依据．      

碳纤维/MC尼龙6原位复合材料的制备与表征

提出一种表面接枝尼龙6的碳纤维/MC尼龙6原位复合材料的制备方法并加以表征.通过对碳纤维表面的-COOH和-OH官能团进行异氰酸酯化并用己内酰胺稳定化,再将碳纤维加入到己内酰胺单体融体中,采用阴离子聚合方法制得表面接枝尼龙6的碳纤维/MC尼龙6原位复合材料.红外和热重分析都表明,碳纤维表面已接枝上异氰酸酯和己内酰胺.热重分析计算得接枝率为2.69%.用DSC研究复合材料的非等温结晶和熔融行为,结果表明碳纤维对基体尼龙6具有异相成核作用,并且结晶速度提高;碳纤维表面接枝的尼龙6在结晶前期对晶体生长有诱导和促进作用,而在结晶后期有位阻作用,使晶体的粒度变小,结晶的完善程度降低.拉伸实验表明,碳纤维/MC尼龙6原位复合材料的拉伸强度与MC尼龙6相近.     

固定床中PET固相聚合的研究

本文利用固定床反应器对N_2保护下的PET固相聚合反应进行研究,在低于粘结点温度下预聚合之后再实施高温聚合,可消除切片粘结,提高反应速率及产品质量。建立了化学反应和扩散过程共同控制下的动力学模型,其计算结果表明从粒子中心到表面,固相聚合表现反应速率和分子量随副产物小分子(乙二醇和水)的浓度减小而增大,并且描述了反应温度、载气中小分子含量和预聚体切片粒径对反应的影响,为优化工艺操作,提高产品质量提供了理论依据。     

氧化石墨增强高分子材料热电性能的初步研究

分别以尼龙6和聚吡咯为基体，氧化石墨为填料，通过原位聚合反应制备了尼龙6-氧化石墨及聚吡咯-氧化石墨复合材料。两种复合材料的热电性能测试数据表明：氧化石墨在尼龙6基体中被同步还原为导电填料，尼龙6从绝缘体转变为半导体，热电性能大大增强，最大热电优值为9.45×10^-6；氧化石墨在吡咯聚合过程中扮演着模板的角色，促成聚吡咯分子链有序排列及堆积，热电性能增强，且复合材料的电导率和Seebeck系数的最大值分别达到6056S/m和9.85μV/K^-1，对应的热电优值为6.89×10^-4。     

NiFe2O4尖晶石粒度级配对振实效率的影响

根据Furnas模型及线性堆积理论,研究了两种粒径颗粒的级配及细颗粒体积分数对NiFe2O4尖晶石基料振实堆积效率及空隙率的影响,发现随着粗细颗粒粒径比(R)的增大,NiFe2O4尖晶石基料振实堆积效率(E)也相应增大,空隙率减小,且当细颗粒体积分数为30%～40%时,体系的振实堆积效率最大·将粒度分布最宽即粗颗粒尺寸为1 00～0 85mm的试验结果与理论计算值相比较,发现当R≤5时,Furnas模型适用于该体系,但当R≥7时,Furnas模型中的参数C2为6时更适合·     

Simulation of jet-flow solid fraction during spray forming

A numerical model was developed to simulate the jet-flow solid fraction of W18Cr4V high-speed steel during spray forming. The whole model comprises two submodels:one is an individual droplet model, which describes the motion and thermal behaviors of individual droplets on the basis of Newton's laws of motion and the convection heat transfer mechanism; the other is a droplet distribution model, which is used to calculate the droplet size distribution. After being verified, the model was used to analyze the effects of parameters, including the initial gas velocity, deposition distance, superheat degree, and the ratio of gas-to-metal mass flow rates, on the jet-flow solid fraction. Finally, an equation to predict the jet-flow solid fraction directly and conveniently according to the parameters was presented. The values predicted by the equation show good agreement with those calculated by the numerical model.     

双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽气液分散特性的数值模拟

采用基于气泡聚并和破碎机理的群体平衡（PBM-MUSIG）模型,对双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽内的气液分散特性进行了数值模拟;考察了不同通气量和操作转速下气液搅拌槽内流体流动,局部气含率和气泡尺寸的分布规律。模拟结果表明：通气工况下搅拌槽内的液相流场具有双循环流动形式;采用PBM-MUSIG模型预测的局部气含率分布与文献实验数据吻合较好;搅拌槽内气泡尺寸随转速增加而减小,随气量增加而增大;桨叶排出流区域内气泡尺寸较小,近壁区和循环区内气泡尺寸较大。     

多层桨气-液搅拌反应器内局部特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,应用Euler双流体模型、标准的k-ε双方程湍流模型及多重参考系法,并与综合考虑了气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型(PBM)相结合,对多层桨搅拌槽内气-液两相的流场、局部气含率分布、气泡尺寸分布以及局部容积传质系数分布进行了数值模拟。结果表明:在搅拌槽内顶桨与底桨上方靠近壁面处存在气含率和气泡尺寸分布的极大值,与实验结果相吻合;容积传质系数的模拟结果与实验值的相对误差为15%。     

聚酰胺纤维的磨损与冲击角度之间关系的研究

介绍了聚酰胺纤维在受到高速气流的冲击磨损时,气流的冲击角度与纤维受磨损程度之间的关系。设计了一套测试系统,其原理是利用磨损前后纤维的力学性能变化来间接地表示纤维的受磨损程度,通过在不同冲击角度(15°,30°,45°,60°,75°和90°)下的研究测试,找出了冲击角度与受磨损程度之间的变化关系。利用电子显微镜对磨损前后的纤维外观进行了拍照,结合测试数据和照片对纤维的磨损破坏进行了研究讨论。