聚二甲基硅氧烷-陶瓷复合膜的正己烷-N_2分离性能

挥发性有机物(VOCs)是大气污染物之一,其排放不仅造成资源浪费,还危害环境与人体健康,如何有效回收处理VOCs是当下亟需妥善解决的问题。本文采用膜分离技术,考察聚二甲基硅氧烷(PDMS)-陶瓷复合膜在不同温度、不同浓度、不同进料流量、不同渗透侧压力的条件下对典型医药行业VOCs废气(正己烷-N_2体系)的分离效果。结果表明:PDMS-陶瓷复合膜可有效分离回收摩尔分数为3%正己烷-N_2体系,在进料流速为1.2 m~3/h、进料温度为30℃、真空度为2.5 kPa时,正己烷通量约为12 mol/(h·m~2), N_2通量约为26.5 mol/(h·m~2),选择性约为17。实验进一步研究了复合膜在65 d使用周期内的分离稳定性,结果显示复合膜在正己烷-N_2体系中,通量和选择性没有较大的波动,分离性能稳定,说明PDMS-陶瓷复合膜在VOCs回收利用方面具有较好的工业前景。     

聚二甲基硅氧烷的偶极矩

用拍頻法(频率3500kc)测定了聚甲基硅氧烷在5℃,20℃及-15℃的偶极矩。結果得到在这个溫度范围內μ~2/N的值变化不大,有随溫度而增大的趋向;说明Si-O-Si鏈的内旋轉是接近自由的,但在鏈单元的偶极之間存在着反向耦合作用,溫度升高使耦合程度减小。     

界面性能对层状结构材料力学行为的影响

自然界生物材料(贝壳、骨头、龟壳等)大都具有人工材料不可比拟的优异力学性能,主要由于该类生物材料由大量基本组成单元通过桥联界面构筑而成。为了揭示界面性能对整体材料力学行为的影响,建立了相应的有限元模型,数值模拟了不同界面性质对材料强韧机制的作用,主要考虑了界面强度、界面刚度及界面最大分离位移等影响因素。结果表明,界面性能对材料力学行为有重要影响,当基本组成单元材料性质一定时,根据界面性能的不同,整体材料破坏分为界面失效、界面和组成单元混合失效以及组成单元失效三种形式,进一步对影响整体材料强度和韧性的主要因素进行了讨论。研究结果对设计力学性能优异的层状复合材料具有重要的指导作用。     

铜-聚丙烯复合膜界面结构及界面效应

采用真空蒸发镀膜方法将纯铜淀积在聚丙烯膜上（铜膜厚度约为1.3μm），用X射线衍射及透射电子显微镜研究筒-聚丙烯复合膜的界面结构及界面效应对拉伸屈服强度的影响．实验结果表明，铜-聚丙烯复合膜的屈服强度与聚丙烯膜结晶度、膜表面的洁净度和平滑度有关．同时对屈服强度变化的微观机制进行了讨论．     

聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺平板复合膜CO2/CH4的研究

利用聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺（PDMS/PEI）非对称平板复合膜,以CO2/CH4混合体系作为研究对象,考察了原料气组成、原料气压力、渗余相流量、温度对分离过程的影响。结果表明：随着原料气中CH4组成的提高,CO2渗透速率下降,分离因子先升高,但在CH4体积分数大于0.5时,分离因子开始下降;随着原料气压力的提高,CO2的渗透速率和分离因子均为下降趋势;在不同压力和温度下,随着渗余相流量的增大,CO2渗透速率基本维持稳定,分离因子略有上升,其中在低压或者低温下,CO2分离因子变化不大,在高压或者高温下,CO2分离因子上升明显。     

氧化钼/CPC界面吸附层结构对浮选行为的影响

通过Zeta电位测试、吸附量测量、荧光探针及单矿物浮选研究氯化十六烷基吡啶(CPC)在氧化钼表面吸附过程及吸附层结构和其对矿物浮选行为的影响。研究结果表明:氧化钼在水溶液中的等电点为1.9,在pH 2~12之内荷负电,吡啶阳离子依靠静电作用及疏水缔合作用吸附;CPC的临界胶束浓度(CMC)为9.6×10~(-4) mol/L,吡啶阳离子与氧化钼表面的吸附作用符合四区域模型,在吡啶捕收剂浓度低于临界半胶束浓度(CHC,约6.4×10~(-4) mol/L)时,主要靠静电作用吸附,之后碳链间的疏水缔合起主要作用,且CPC浓度在CHC附近时矿物表面疏水性最强。当吡啶捕收剂浓度过大时确实会导致矿物浮选回收率的下降,临界浓度十分接近吡啶捕收剂CHC。     

TiN/Si3N4界面结构对Ti-Si-N纳米晶复合膜力学性能的影响

采用多层膜模拟的方法研究了Ti-Si-N纳米晶复合膜中Si3N4界面相的存在方式,以探讨纳米晶复合膜的超硬机制。研究结果表明：Si3N4层厚对TiN／Si3N4多层膜的微结构和力学性能有重要影响。当Si3N4层厚小于0．7nm时,因TiN晶体的“模板效应”,原为非晶态的Si3N4晶化,并反过来促进TiN的晶体生长,从而使多层膜呈现TiN层和Si3N4层择优取向的共格外延生长。相应地,多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应,最高硬度和弹性模量分别为34．0GPa和352GPa．当层厚大于1．3nm后,Si3N4呈现非晶态,多层膜中TiN晶体的生长受到Si3N4非晶层的阻碍而形成纳米晶,薄膜的硬度和弹性模量亦随之下降。由此可得,Ti-Si-N纳米晶复合膜的强化与多层膜中2层不同模量调制层共格外延生长产生的超硬效应相同。     

聚吡咯／聚硫橡胶原位复合膜的表面结构研究

聚吡咯／聚硫橡胶导电复合膜采用电化学一步法制备,并运用电导率四探针测试仪、扫描电镜、X－光电子能谱、多重内反射红外光谱等分析技术对复合膜的两个表面进行了研究．分析结果表明,原位复合过程中聚吡咯分子链上的部分氮原子与聚硫橡胶的端基－SH之间发生了化学作用;复合膜的电导率和表面形貌受溶剂、支持电解质等制备条件的影响,且复合膜在脱杂过程中,聚合物的微观结构重新形成了新的形态．     

氧化剂对界面聚合法合成的聚邻甲苯胺结构和性能的影响

采用三种不同氧化剂（FeCl3,(NH4)2S2O8以及由K2S2O8,CuSO4和NaHSO3构成的复合氧化剂）,通过界面聚合法合成了聚邻甲苯胺.利用红外光谱、紫外可见光谱、粘度测定、扫描电镜和循环伏安等测定方法,对聚合物进行了表征,并对聚合物形貌、结构及性能进行了初步探讨.结果表明,界面聚合法合成的聚邻甲苯胺呈现出微米级颗粒状分布,颗粒直径大多在几百纳米范围内.所得聚合物表现出较好的电化学活性.采用FeCl3为氧化剂时,聚合物分子链的共轭程度、分子量以及电化学活性最佳.     

成孔剂的量对多孔氧化铝支撑体孔结构的影响

以氧化铝为骨料,淀粉及其它有机粘结剂为成孔剂制备出管状多孔氧化铝支撑体.系统地考察了成孔剂对多孔氧化铝支撑体孔结构的影响.研究表明当支撑体中成孔剂的质量分数<10%时,支撑体的孔隙率稳定在35%左右.当成孔剂的质量分数在10%～25%之间时,支撑体的孔隙率随成孔剂量的增大而显著增加.当成孔剂的质量分数>25%时,在保证支撑体完整性的前提下,支撑体的孔隙率随成孔剂量的增大变化不大,稳定在45%左右.成孔剂质量分数的增加会使支撑体的平均孔径增大,孔径分布变宽,平均孔径与最可几孔径的差值增大.     

界面层结构对硅灰石填充聚丙烯结晶行为和形态的影响

采用ＤＳＣ和偏光显微镜技术对以硅烷类ＫＨ－５５０，ＫＨ－５７０和钛酸酯类ＮＤＺ－２０１等偶联剂处理的硅灰石填充聚丙烯的结晶行为和形态进行了研究，结果表明，由于偶联剂结构各异，将形成不同的填料与树脂间的界面层结构，产生不同的界面效应，从而影响其结晶成核与生长过程．ＫＨ－５５０提高了硅灰石异相成核的能力，使结晶温度升高，结晶速率加快，晶粒变小，分布变窄；ＮＤＺ－２０１则相反，而ＫＨ－５７０影响不大．     

不同酸对界面聚合法合成聚邻甲苯胺结构和性能的影响

采用界面聚合法以邻甲苯胺为单体合成了硫酸、磷酸和醋酸掺杂态聚邻甲苯胺.通过红外光谱,粘度测定,X-射线粉末衍射,循环伏安,电导率测试等手段对质子酸掺杂聚邻甲苯胺进行了表征,讨论不同强度的酸对聚邻甲苯胺结构和性能的影响.结果表明,硫酸掺杂聚邻甲苯胺的分子量、结晶性、电化学活性和电导率最佳,而磷酸掺杂聚邻甲苯胺的各项性能最差.     

聚磷酸酯阻燃剂对PET结晶行为及形态结构的影响

采用共混法制备了不同磷含量的阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(poly(ethylene terephthalate),PET)样品,差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)和Avrami方法研究了该阻燃体系的等温结晶动力学。原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)、偏光显微镜(polarized optical microscopy,POM)和X射线衍射仪(Xray diffraction,XRD)分析了共混体系的晶体形貌、尺寸和结构。结果表明:阻燃剂的加入没有改变PET的成核机理,其初级结晶均为二维盘状和三维球晶生长;少量阻燃剂的加入可以在PET中起到异相成核作用,晶粒尺寸减小,结晶速率加快。     

聚苯胺/聚硫橡胶复合膜的电化学行为的研究

利用循环伏安、交流阻抗和动电位扫描,研究了聚苯胺／聚硫橡胶复合修饰电极在半胱氨酸的硫酸溶液中对含有S－S键的电化学反应的电催化作用及复合膜对碳钢的防腐作用和它本身的稳定性。研究结果表明：与聚苯胺膜相比,此复合电极对含有S－S键物质的电化学反应具有更高的电催化活性及更好的防腐性和稳定性。     

聚碳酸酯对聚偏氟乙烯结构和结晶行为的影响

通过熔融共混法制备聚偏氟乙烯/聚碳酸酯(PVDF/PC)共混物,采用X线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪 (DSC)表征共混物的结构、熔融和结晶行为.考察不同聚碳酸酯含量对聚偏氟乙烯晶体结构、熔点以及晶体完善程度等的影响.同时通过Avrami方程和结晶速率系数的研究,探讨PC对PVDF非等温结晶动力学的影响.研究结果表明:PC的掺杂没有改变PVDF的晶体结构,但是高PC质量分数(70%以上)却不利于PVDF晶体的生成;随着PC质量分数的增加,生成的PVDF晶体完善程度逐渐降低;当PC质量分数在70%以下时,PC起到类似成核剂作用,提高PVDF结晶速率.     

聚二甲基硅氧烷/聚苯乙烯乳胶IPN的合成

首次合成了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/聚苯乙烯(PS)乳胶IPN.摸索了PDMS/PS乳胶IPN聚合的乳化剂条件,确定了既能使二甲基硅氧烷聚合,又能使苯乙烯聚合的乳化剂和乳化剂的最佳用量.探讨了PDMS/PS乳胶IPN中,交联剂用量改变,组份的变化对乳液成膜性的影响.     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响 I.不同界面处理对界面剪切强度的影响

通过测定,得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素,而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少,用仪器分析证实了酸酐基团与玻璃纤维表面发生化学反应的实质,以及当界面存在改性聚丙烯时,应选择Ａ－１７４ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维,而不是传统的Ａ－１１００ＴＭ硅烷偶联剂。     

Cu_3(BTC)_2提高聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合膜气体分离性能成因的研究

将金属有机骨架化合物Cu3(BTC)2填充到聚二甲基硅氧烷中,制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺改性复合膜,用于气体分离的研究。考察了操作温度和压力对CO2、CH4、O2和N2在改性复合膜中的渗透系数、扩散系数、溶解度系数和分离系数的影响。结果表明,填充Cu3(BTC)2可降低气体的渗透活化能、扩散活化能和膜的压缩效应,进而提高气体的扩散性能和渗透性能;Cu3(BTC)2改性复合膜在低温条件下可得到较高的渗透性能和分离性能,较高压力可在不降低膜分离性能的基础上提高其渗透性能。