丙烯酸酯结构胶粘剂固化过程的热分析研究

利用同步热分析仪,在恒温条件下,测量了双主剂型丙烯酸酯结构胶粘剂(AB胶)固化过程中其热量、温度、质量随时间的变化关系.实验结果表明:(1)AB胶的固化反应是一个放热过程,放热速率随时间延长而快速减小,约10min后不再放热和吸热,即AB胶中化学反应约至10min时基本结束,且放出的总热量AQ≡114J/g; (2)整个测量过程中,AB胶的温度变化较小,约在0.5℃范围内；(3)AB胶在整个固化过程中,质量变化不大,说明在化学反应过程中并未生成容易挥发的物质.上述结果也表明,在液态簧振动力学谱对AB胶固化过程的测量中,样品复杨氏模量随时间t的变化与其中化学反应有关,而不是样品温度、质量变化引起的.因此,此研究可以为AB胶改性与应用以及液态簧振动力学谱在化学反应过程检测的应用探索上提供参考.     

液态簧振动力学谱在蛋白质水凝胶-脂肪溶胶复合体系脱水变性的应用研究

本课题组首次用液态簧振动力学谱(RMS-L)方法对天然蛋白质水凝胶鸡蛋清的脱水过程进行了测量与分析,初步表明该方法对蛋白质变性检测是可行、有效的.进一步用RMS-L对天然蛋白质水凝胶(protein hydrogel)-脂肪溶胶(fat sol)复合体系(这里简称为PH-FS)鸡蛋黄的脱水变性过程进行了测量与分析.结果表明,随含水量的降低,PH-FS至少存在4个力学谱的显著变化过程.基于此结果并结合相关分析,推测随含水量的降低,PH-FS至少依次存在下述4个状态:(1)Ⅰ-状态,类体水的PH-FS态;(2) Ⅱ-状态,键合水的PH-FS态;(3)Ⅲ-状态,键合水和键合蛋白质以及脂肪颗粒的混合态;(4)ⅣV-状态,键合蛋白质-脂肪颗粒凝聚态.蛋白质的空间构型(spatial configuration)转变即变性,主要发生在拥有键合永的蛋白质通过失水向键合蛋白质转变的混合态.这表明RMS-L对鸡蛋黄脱水变性过程的检测是有效的,即进一步验证了RMS-L对蛋白质脱水变性过程检测的有效性.     

液态簧振动力学谱仪测量重复性的实验验证

首先拟定了液态簧振动力学谱仪（RMS-L）测量液态复杨氏模量重复性的验证方案，即选取甘油作为验证材料，验证参量为对应于甘油液体的仪一弛豫过程的复杨氏模量．然后，选取了16个甘油样品，并分别对每一个样品进行一次从室温至-120K的降温和升温循环测量．实验结果表明，16个甘油样品的α-弛豫过程所对应的储能和损耗模量相差较小，16个甘油样品中，对应于α-弛豫过程的损耗模量峰的半高宽的相对标准偏差仅为4％，样品最大相对偏差也只有6％，表明本课题组自制的RMS-L测量的重复性相当好．另外，在本文所用2．42-4．36mg质量范围内，并未发现损耗模量峰的半高宽与样品质量有明确的依赖性．值得指出的是，在238K附近，还发现一个微妙的新过程，其储能模量的变化为α-弛豫的-5％，其物理起源仍不清楚．     

液体簧振动力学谱仪的自制控温系统测温重复性的实验校验

基于液态簧振动力学谱的测量原理,首先拟定了校验RMS-L仪自制的控测温模块测温重复性的方案,温度范围为室温至液氮温度的低温区.具体方案为,选择甘油作为校验材料,校验参量为甘油的损耗模量的α-弛豫的峰温.然后,用18个甘油样品,并分别对每一个样品,进行一次从室温至～80K的降温和升温循环测量.实验结果表明,18个甘油样品的损耗模量的α-弛豫的峰温的标准偏差和最大偏差仅仅为0.5K和-1K,峰温与样品质量也没有系统的依赖性,表明自制的控测温模块的测温重复性相当好.     

典型自触发无序材料玻璃化转变的液态簧振动力学谱研究

用最近发明的液态簧振动力学谱方法对典型自触发无序材料(邻苯二甲酸二脂系列样品)进行了测量,验证了该方法的可信性与有效性,并且表明它能够提供物质变化的丰富信息.研究结果还表明,随着分子内部自由度的增加,邻苯二甲酸二脂系列材料的玻璃化转变温度表现出先减小然后又增加,但脆性是先增加后减小的有趣又难以理解的反常趋势.实验中,还发现了一种有趣的现象,即样品在低温的Crack效应.     

酚醛环氧树脂固化动力学研究

实验先合成酚醛树脂，接着配制酚醛环氧树脂，并用热重分析法（TG）和差示扫描量法（DSC）对酚醛环氧树脂的固化过程进行了动力学研究，得出了该体系的动力学参数，其反应级数n=0．87、活化能E=49．18kJ／mol；同时分析验证了固化过程缩聚反应的存在，并给出了相关的工艺参数（固化工艺温度170℃，烘焙温度120℃）．     

肾上腺素的单扫描示波极谱滴定及Cu~（2＋）和肾上腺素的化学反应动力学研究

利用单扫描示波极谱法研究了不同条件下Ｃｕ（２＋）与肾上腺素间的化学反应。基于其络合反应建立了肾上腺素的示波极谱滴定法；基子Ｚｎ（２＋）存在与下Ｃｕ（２＋）与肾上腺素的氧化还原反应，测定了有关的动力学参数，提出了可能的反应机理和速率表达式。     

醋酸体系中 Mn(Ⅱ)在铂电极上的阳极氧化

采用稳态极化曲线和电势扫描方法探讨了醋酸－醋酐有机体系中Ｍｎ（Ⅲ）在铂电极上阳极氧化生成Ｍｎ（Ⅲ）的电化学动力学和电化学反应机理。结果表明，当Ｍｎ（Ⅲ）主要以Ｍｎ（ＯＡｃ）２形式存在时，Ｍｎ（ＯＡｃ）２在铂电极上阳极氧化生成Ｍｎ（ＯＡｃ）３；电化学反应的特点是低电流密度为电化学反应步骤所控制，而高电流密度为混合过程所控制。     

耦合详细化学动力学的HCCI发动机工作过程三维数值模拟

将详细化学动力学的HCCI单区模型嵌入三维流体力学程序中，取代传统内燃机三维数值模拟中简化燃烧模型，利用详细化学反应动力学计算三维燃烧过程，建立三维CFD耦合详细化学反应动力学模型.生成了带复杂进气道的实际燃烧系统的贴体计算网格，建立了缸内直喷HCCI燃烧系统进气-喷雾-混合气形成-压缩-燃烧工作过程的模型.为满足模拟整个HCCI发动机物理化学过程（包括进气，压缩，喷雾，燃烧和排放）执行时间的要求，提出了一套能使计算工作量大为减少的详细化学反应动力学与三维CFD耦合的模拟策略，利用试验方法确定计算边界条件，预测了进气-喷雾-燃烧-排放的HCCI发动机工作过程，通过发动机台架试验对比验证了模型的准确性.     

碳纤维用环氧树脂上胶剂的改性研究

在环氧树脂乳液中分别加入了3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二环己基甲烷（DMDC）和7k型水溶性胺类固化剂，以提高碳纤维上胶剂的集束性。研究了固化剂用量、种类对上胶剂稳定性、集束性及复合材料界面粘接性能的影响。采用离心沉降法评价了上胶剂的稳定性，通过傅立叶红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）分析了上胶剂的化学结构和复合材料的破坏断口。结果显示，7k型水溶性固化剂可以提高环氧树脂乳液的稳定性，明显改善碳纤维的集束性，同时提高碳纤维与环氧648基体树脂间的界面粘接性能，使复合材料的层间剪切强度（ILSS）从77MPa提高到86.5MPa。     

添加剂对高铋电解铜体系中铜沉积过程的影响

用稳态法研究了添加剂Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ对高铋电解铜体系阴极铜沉积反应的影响。用ＡＡ、ＳＥＭ、ＸＲＤ等仪器研究了添加剂对阴极铜沉积的组成和晶面取向的影响。结果表明：Ｃｌ－对铜沉积反应起去极化作用。ｇｌｕｅ对铜沉积反应起强极化作用。（ＮＨ２）２ＣＳ能改变铜沉积过程的电化学反应机理,使铜沉积反应出现由扩散控制的极限电流。当Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ共存于电解液中时,既对铜沉积反应起强极化作用,又使铜沉积过程的极限电流降低。以低电流密度（２００Ａ·ｍ－２）电解,添加剂存在时可使阴极铜沉积中铋含量从０．０１３％降至０．００２１％,但添加剂不影响铜沉积的晶面择优取向（２２０）。以高电流密度（１５００Ａ·ｍ－２）电解时,添加剂的存在,会改变铜沉积的晶面择优取向。     

间苯二胺固化环氧树脂凝胶现象研究

环氧树脂凝胶固化是一个复杂的化学过程,树脂的凝胶时间是影响其固化特性能的重要因素之一,将Ｆｌｏｒｙ凝胶点理论与固化反应动力学相结合,实现了对树脂凝胶时间的预测,实验结果与理论预测相当吻合,固化剂的结构和活性对树脂的凝胶固化起着重要作用,间苯二胺与树脂等比配制,所得固化环氧 脂的玻璃化温度最高,并运用差示扫描量热仪和红外光谱对固化脂进行了分析。     

环氧丙烯酸酯/蒙脱土插层材料的研究

通过溶液的方法实现了环氧丙烯酸酯和蒙脱土的插层,并在紫外光作用下利用光固化反应制备了环氧丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料.利用X-衍射对材料样品进行了插层表征,对有机蒙脱土的流变性进行了测试,对样品的力学性能(拉伸强度?冲击强度)进行了测试.结果表明:有机化的蒙脱土具有一定的触变性;插层后有机蒙脱土的片层被撑开剥离;少量的有机化蒙脱土的加入可较大提高材料的性能.     

环氧丙烯酸酯树脂的制备及其聚氨酯改性

采用丙烯酸对环氧树脂进行改性制备环氧丙烯酸酯,通过单因素实验考察催化剂种类对改性工艺条件的影响;设计正交实验探讨反应温度、催化剂用量及阻聚剂用量对改性工艺条件的影响。采用自制的聚氨酯预聚体对环氧丙烯酸酯进行改性研究,考察聚氨酯预聚体的添加及环氧树脂种类对复合材料性能的影响。研究结果表明:制备环氧丙烯酸酯的最佳反应条件为:以N,N-二甲基苯胺为催化剂,反应温度110℃,w(催化剂)=2%,w(阻聚剂)=0.1%;FT-IR表征说明得到目标产物。同时,聚氨酯进行改性明显改善材料的力学性能,聚氨酯预聚体(n(—NCO):n(—OH)=2:1)添加量为25%时,材料的抗压强度提高59.33%,抗拉剪切强度增加3.7倍,材料断面的SEM图表明改性后材料出现韧性材料特征。另外,由双酚F型环氧树脂制备的复合材料的性能明显优于由双酚A型环氧树脂制备的材料性能。     

水性环氧树脂与水性胺加聚过程流变行为及性能研究

以R/S PLUS黏度计研究了水性环氧树脂/水性胺加聚过程的流变性能,讨论了水性胺(HF或HG)、温度和时间对流变行为的影响.结果表明,HF和HG能有效地与水性环氧树脂产生加聚反应.升高温度,初期30 min的黏度是先降而后快速上升;延长时间黏度先升而后趋于一平衡值.水性环氧树脂、水性胺及加聚产物都是非牛顿流体,其流变行为随温度、时间和剪切速率的变化而变化,且符合Herschel Bulkley和Casson流变模型.并用动态力学热分析和热重分析研究了固化膜的热稳定性.     

一种新型阳离子沥青乳化剂的合成及在线红外光谱的研究

以十八烷基二甲基叔胺、环氧氯丙烷经一步反应合成出一种新型阳离子沥青乳化剂N,N-二甲基-N-(环氧乙烷-2-亚甲基)十八烷基-1-氯化铵.确定了该反应的最佳反应条件,在最佳反应条件下反应的产率和环氧值分别为98.0%和41.8%.利用红外光谱、1H NMR和元素分析对产物结构进行了表征,利用在线红外光谱技术对该反应进行了追踪分析,检测到副产物.基于以上实验数据,提出了合理的反应机理.该乳化剂对沥青具有很好的乳化能力,制备的乳化沥青储存稳定性良好,属于中裂型沥青乳化剂.     

超高相对分子质量聚乙烯纤维的表面粘结性能研究

在萃取阶段用表面改性剂溶液对超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）冻胶纤维进行表面处理，然后经过多级热拉伸制得改性纤维。对萃取液进行了紫外吸光度分析，并对改性前后纤维的表面化学结构、力学性能和表面粘结性能进行了比较。结果表明；经表面处理的纤维表面引入许多极性基团，纤维粘结强度随拉伸倍数增加而提高，纤维粘结性能得到较大改善；表面处理对纤维的力学性能影响不大。其中EVA的改性效果最为明显，3级拉伸后纤维的粘结强度提高了100％．     

偶联剂对PBO纤维/树脂界面粘接性能的影响

研究了5种偶联剂及其中的最佳偶联剂的质量分数对聚苯撑苯并二口亚唑（PBO）纤维/树脂复合材料界面粘接性能的影响，研究结果表明，PBO纤维经偶联剂处理后，与树脂/基体间的相容性和化学反应活性得到改善，从而提高了PBO纤维/树脂复合材料界面的粘接强度，其提高的幅度与偶联剂的极性、化学结构及质量分数无有关，最高可达61.3%。     

聚(异氰脲酸酯-噁唑烷酮)改性硬质聚氨酯泡沫的反应机理及其耐热性能研究

用一步法制备出聚异氰脲酸酯-噁唑烷酮改性硬质聚氨酯泡沫（PISOX-RPUF），使用FT-IR对反应历程进行定性与半定量研究，并运用DMA、TG表征了PISOX-RPUF的耐高温性能。结果表明，在一定的条件下，体系首先生成氨基甲酸酯与异氰脲酸酯六元环（IS）结构，然后它们再分别与环氧树脂反应生成噁唑烷酮（OX）结构；泡沫中IS环与OX环结构的引入，显著提高了PISOX-RPUF的玻璃化转变温度和热稳定性。     

改性环氧树脂三元聚合物的合成研究

由甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和二甲基二氯硅烷(DMS)与环氧树脂接枝共聚,得到一种有机硅-丙烯酸-环氧树脂三元聚合物的改性环氧树脂.通过红外光谱对改性环氧树脂进行表征,结果表明合成了预期结构;热重分析结果表明改性环氧树脂提高了耐热性;通过检测,制作的复合材料的力学性能均有不同程度的提高.