交联葡聚糖凝胶微珠的制备——Ⅰ.微珠表面形态的影响因素与控制

葡聚糖凝胶微珠表面形态存在粒子凝集和表面粗糙两种不良情况。粒子凝集的原因是分散剂聚醋酸乙烯酯(PVAc)在碱性条件下水解导致亲水性增强,以及交联反应的中间产物具有絮凝作用。另外,交联后粒子粘度增大也可导致凝集。葡聚糖微珠表面粗糙是由于后处理时PVAc的微小附着物没有从微珠表面完全除去而造成的。作者采取低温分散、交联,分步加入交联剂和调节搅拌速度等控制手段,有效地解决了上述问题。     

搅拌釜内液滴直径的新关联式

基于搅拌釜内非各向同性湍流的现象,本文提出了可用于预测粘性分散相液-液系的液滴平均直径的新半理论性关联式: d_(32)/L=A(L/T)~nWe~(-1)(1+BVi) 其中,A、B、n均为经验常数。     

螺带-螺杆搅拌槽内流动与剪切特性的数值模拟

以高黏物系混合为背景,采用数值模拟方法,选用高黏强剪切稀化流体为研究对象,考察了桨叶几何结构对螺带-螺杆搅拌槽内的流场及剪切特性的影响,研究内容包括流场精细结构(轴向速度及剪切速率分布)及搅拌槽宏观特性参数(轴向循环流量及体积平均剪切速率).计算发现,对搅拌槽内轴向速度影响最为显著的几何结构参数为螺带宽度(w_(HR)),随着w_(HR)/d_(HR)由0.05增大至0.20,最大向下无量纲轴向速度(u_z/u_(tip))_(maxD)由0.09增大至0.34;w_(HR)/d_(HR)=0.13时,搅拌槽内轴向循环流量Qz达到最大;搅拌槽内剪切速率与桨叶宽度及直径成正比,与螺距成反比;壁区影响最为敏感的为桨叶直径;s_(HR)/d_(HR)=0.4时,搅拌槽内体积平均剪切速率最高.最后,综合考虑搅拌槽内流场及剪切特性的几何效应,给出了螺带-螺杆搅拌桨设计建议.     

空心玻璃微珠填充环氧树脂的性能与结构研究

研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的密度、压缩强度及破坏形式,并利用SEM定性和定量地分析了微珠在树脂基体中的分散效果.结果表明,玻璃微珠的加入,能有效降低材料的密度,提高材料的比压缩强度,当空心玻璃微珠体积分数在55%左右时,材料的比压缩强度最大,玻璃微珠表面与树脂基体间界面粘结状况最好,此时玻璃微珠在树脂基体中均匀分散.     

生物搅拌槽中挡板结构对搅拌效果的影响

利用Fluent软件,对无挡板搅拌槽和有挡板搅拌槽的搅拌效果进行了对比。基于有限体积法,采用RANS（Reynolds-averaged Navier-Stokes）模型对搅拌槽中的流场进行了模拟仿真,获得了搅拌过程中湍流的流速分布、压力分布和湍动能,对流场的结构形态进行了分析。结果表明：在搅拌槽中设置的挡板宽度越大,流场内的速度值波动就越大,速度矢量变化就越大,湍动能随之变大,有利于提高搅拌槽的搅拌效果;从压力分布上看搅拌槽中的最小压力均出现在距离搅拌槽底面0.12 m处;带档板结构搅拌槽的最小压力低于不带挡板的情况;搅拌槽中的挡板会导致流场中的速度矢量具有较强的旋流效应,流场内速度梯度变化较大,形成较强的涡流,有利于搅拌过程中发生更强烈的化学反应。     

纳米Al2O3/PVAc复合材料的制备与表征

用硝酸铝和碳酸铵为原料,以聚乙二醇为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米Al2O3溶胶.用液-液混合分散法将制得的纳米Al2O3溶胶分散于聚醋酸乙烯酯(PVAc)的丙酮溶液中,得到无色透明的纳米Al2O3/PVAc复合溶胶,将溶胶刮涂制膜,得无色透明的Al2O3/PVAc复合膜.用透射电子显微镜和拉曼光谱对复合材料进行了表征.激光粒度分析仪分析表明,Al2O3在PVAc粒径在30～35 nm范围内,平均密度31.2 nm、体积平均27.5 nm、数均25.3 nm .Zeta电位值为-42.5 mV.并对Al2O3/PVAc复合溶胶进行紫外吸收测试,结果显示,与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰蓝移10.4 nm,且吸光度增加2.3倍.     

挡板改善KR法脱硫搅拌效果的数值分析

为了改善KR法脱硫搅拌效果,本文在铁水罐内添加控流装置,并应用Fluent软件,采用VOF模型对罐内的搅拌流场进行了数值分析,研究了挡板的布置方式、数量与宽度对流场特性的影响。结果表明,铁水罐内设置挡板能够抑制中心漩涡的形成,扩大脱硫剂颗粒在罐内的分散区域;布置4块高度为铁水罐高度1/2、宽度为铁水罐直径1/10的短挡板时,罐内的强制涡流区基本消除,铁水罐底部仍保持较快的流场速度,搅拌效果最佳。     

TiO2 /PVAc纳米杂化材料的制备和表征

以钛酸正丁酯为原料,通过水解法制备TiO2醇溶胶,将TiO2醇溶胶分散于聚醋酸乙烯酯(PVAc)-丙酮溶液中,得无色透明的纳米TiO2/PVAc复合溶胶,将溶胶刮涂制膜,得无色透明的TiO2/PVAc复合膜.用透射电镜观察,TiO2颗粒在PVAc中分布均匀,形态一致.激光粒度分析仪分析表明,TiO2颗粒在PVAc中粒径在25～30 nm范围内,密度平均31.3 nm、体积平均27.5 nm、数均25.3 nm .Zeta电位值为-55.1 mV.X-射线衍射分析表明,复合膜中2θ为10°～20°和20°30°出现两个宽峰,为无定型的特征.拉曼光谱在631.85 cm-1、522.56 cm-1、393.70 cm-1等处出现TiO2的特征峰.并对TiO2/PVAc复合溶胶进行紫外吸收测试,结果显示,与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰发生蓝移5.4 nm,且吸光度增大了2.75倍.     

高能固体推进剂药浆流动性的研究

采用测定浓悬浮体系稳态粘度的方法,研究了固体氧化剂HMX粒度级配和金属燃烧剂铝粉球形化对高能固体推进剂药浆流动性的影响,在固体含量为73％～75％的配方中,保持AP,Al含量及粒度分布不变,随着粗/细HMX比例的增加,体系的表观粘度下降,药浆流动性改善,在保持HMX和AP含量及粒度分布不变的情况下,用球形铝粉代替粒状铝粉,同样起到降低药浆表观粘度的作用,且中位径d_(50)越小越明显.同时观察到加入的燃速催化剂具有催化固化反应进行,使推进剂药浆的表观粘度不断增加的作用.进一步证实所加入的燃速催化剂与固化催化剂之间具有交互作用。     

玻化微珠对纳米保温混凝土抗压强度分布特征影响

通过使用太原理工大学实验室的DYE—2000数字压力试验机对294块立方体试块做抗压强度试验,主要研究了玻化微珠含量分别为30%、70%、130%(体积分数)的纳米玻化微珠保温承重混凝土抗压强度及概率分布特征。根据试验数据,得到了不同玻化微珠含量的纳米玻化微珠保温承重混凝土抗压强度的均值、标准差以及变异系数;同时通过正态分布模型对纳米玻化微珠保温承重混凝土的抗压强度的分布进行了检验;研究表明,不同玻化微珠含量对纳米玻化微珠保温承重混凝土抗压强度的变异系数影响不大;当显著性水平α=0.05时,可以用正态分布模型描述不同玻化微珠含量的纳米玻化微珠保温承重混凝土抗压强度的概率分布规律;最后根据统计分析和Bayes估计的结果,对C30纳米玻化微珠保温承重混凝土抗压强度的标准差给出了建议取值。     

葡萄糖还原Cu(Ⅱ)制备超细Cu_2O

研究了液相法中葡萄糖还原Cu(Ⅱ)制备Cu2O的反应条件及其优化,结果表明:影响Cu2O粒度和质量的主要因素依次为NaOH用量、反应温度、搅拌速度、反应时间和葡萄糖用量;在优化的反应条件下,制备了粒度小、粒度分布范围窄的超细Cu2O,即平均粒度D﹙v,0.5﹚为2.865μm、[D(v,0.9)-D(v,0.5)]为1.202μm的超细Cu2O.     

用粒度分布法评价聚合醇抑制剂的方法研究

使用激光粒度仪对聚合醇钻井液处理剂抑制黏土水化分散的性能进行了研究 ,较好地解决了页岩膨胀法和岩屑回收率法不能评价该处理剂抑制性的问题 .在评价实验中 ,选用安丘伊利石和高岭土为评价用土 ,在固定的搅拌速度和搅拌时间下 ,测定了该土在清水中分散后的粒径分布 ,得出5μm以细的粒子含量及粒径中值 .制定了测定粒度分布的实验步骤及聚合醇钻井液性能指标要求 :5 μm以细的粒子含量≤ 2 0 .0 % ,粒径中值≥ 1 2 .0 μm.     

铜配位聚醋酸乙烯酯的制备

研究了以水合肼为还原剂,液相化学还原法制备铜配位聚醋酸乙烯酯(Cu/PVAc)的过程.分析了温度、pH、助剂对铜配位聚醋酸乙烯酯的影响,并用透射电镜和X射线衍射仪对粒子进行了表征.结果显示,在助剂的PVP的作用下,可以得到分散效果较好,平均粒度为25 nm的Cu/PVAc颗粒.     

搅拌槽内轴向对流循环的试验

以搅拌槽内单相湍流流场为研究对象,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对MK和ZHX搅拌器进行流场测试,得到不同几何参数的搅拌器在不同工况下的时均速度场分布.在此基础上计算挡板前轴向速度梯度的分布,由速度梯度的衰减确定搅拌槽内轴向对流循环的有效作用范围,并考察桨型、叶轮离底间隙和叶轮转速对轴向对流循环有效作用范围的影响.试验结果表明,在液面高度等于槽径时,轴流桨搅拌槽内轴向对流循环的有效作用范围与桨型、叶轮离底间隙和叶轮转速无关,高度为槽径的2/3.     

物料粘度对多级搅拌釜混合特性的影响

在直径为 0.476m的间歇操作的搅拌釜中，用隔盘、环板将搅拌釜隔为两级，利用酸碱中和法测定水及甘油 (粘度分别为 0.072、0.111、0.522Pa·s)体系的混匀时间，并比较了粘度不同的物系对搅拌釜内级间轴向返混特性。结果表明：相同搅拌转速下，物料粘度增加，搅拌釜内级间返混减小；但搅拌雷诺数相同时，物料粘度变化对多级连续搅拌釜内级间的返混程度没有影响。此规律对多级搅拌釜的工业设计具有重要的指导意义。     

用粒度分布法评价聚合醇抑制剂的方法研究

使用激光粒度仪对聚合醇钻井液处理剂抑制黏土水化分散的性能进行了研究，较好地解决了页岩膨胀法和岩屑回收率法不能评价该处理剂抑制性的问题。在评价实验中，选用安丘伊利石和高岭土为评价用土，在固定的搅拌速度和搅拌时间下，测定了该土在清水中分散后的粒径分布，得出5μm以细的粒子含量及粒径中值。制定了测定粒度分布的实验步骤及聚合醇钻井液性能指标要求：5μm以细的粒子含量≤20．0％，粒么或值≥12．0μm。     

软岩的旋转触探诸参数间的内在关系

为经济快速合理地确定不同地层的旋转触探运行参数,及进一步研究通过触探诸参数确定岩石力学参数的方法,必须明确旋转触探软岩样时探头上的负荷、扭矩与探头的转速、钻进速度之间的内在关系.在理论研究分析的基础上,用角片式探头在笔者研制的"旋进式触探机"上系统地进行砌块的旋转触探试验,且结合已报道的对石灰岩和砂岩用PDC钻头在室内进行的钻进试验数据分析验证了触探岩土体时探头上的负荷、扭矩和其钻进参数间内在关系的正确性.得到了以下结论:当探头的转速不变,则扭矩和负荷与钻进速度呈线性关系;当探头的钻进速度不变时,负荷和扭矩与转速呈-1次曲线关系;当探头的钻进速度和转速不变时,扭矩与负荷间呈线性变化关系:当探头上的扭矩与负荷不变时,转速与钻进速度呈正比关系.     

行星式搅拌釜混合性能的数值模拟

使用Fluent软件数值模拟行星式搅拌釜高黏熔体中固液混合过程,研究搅拌桨自转速度和安装高度对搅拌釜混合性能的影响.采用欧拉模型、动网格技术和用户自定义函数,在搅拌桨不同自转速度和安装高度下,数值计算了搅拌釜内固液两相流的流场、混合时间和搅拌桨的扭矩,用搅拌功率和单位体积混合能评价搅拌釜的混合效率.计算结果表明,搅拌桨自转速度从20r/mim提高到60r/min,物料混合时间缩短,搅拌功率和单位体积混合能增大,混合效率降低;搅拌桨安装高度从20mm增加到60mm,物料混合时间缩短,搅拌功率变化不大,单位体积混合能减小,混合效率提高.     

“牛角管”式组合桨釜内中药膏剂的流动传热特性

为解决高粘度中药膏剂在搅拌釜内受热不均,混合效率低下等问题,本文设计了新型“牛角管”式组合桨。基于计算流体力学(CFD)中的瞬态滑移网格法,对内盘管加热下搅拌釜流场进行数值模拟研究并对其中一种工况进行了普适性的实验验证,探究搅拌釜内中药膏剂的流场情况及温度分布规律,分析了同一组合桨不同转速下以及同一转速下不同组合桨对流场情况的影响。结果表明:新型组合桨在转速N=300r/min时釜内温度以及流场混合效率最高,在该转速下,将新型组合桨与传统组合桨进行对比,“涡轮叶片”式组合桨对釜内温度分布影响能力弱,不适用于工业生产,“大叶片”式组合桨机械搅拌功耗和釜内温差均大于新型组合桨,使得新型组合桨在多方面优于传统组合桨。为工业生产提供参考。     

丙烯酸酯共聚物载体的研究

利用乳液聚合反应制备了载体.研究了PST,PMMA,PVAc,PBA 4种均聚物的粒度分布,其中PBA的数均粒径59.7 nm、半峰宽11.5 nm,最小且最均匀;通过MMA BA二元交联共聚,制得了半峰宽仅为4.6 nm的更加均匀的载体.原子力显微镜观察丙烯酸酯共聚物载体为单分散球形,稀释2 000倍后稳定性良好;凝胶色谱研究表明,控制乳化剂量10 %～15 %,可得到分子量3万左右的载体.