丝素蛋白/聚氨酯两性水凝胶的制备及性能研究

采用2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和N-甲基二乙醇胺(MEDA)分别作为阴、阳离子型扩链剂,在聚氨酯(PU)预聚体结构上先后引入两种离子型的亲水基团,再将制得的聚氨酯预聚体与丝素蛋白(SF)水溶液混合交联,得到SF/PU两性水凝胶.通过衰减全反射(ATR)、扫描电子显微镜(SEM)表征其结构、微观形貌及多孔结构.结果表明:制备出的SF/PU两性水凝胶具有明显的孔洞结构,孔径分布在15μm左右.通过测试在不同条件下的吸水溶胀比(SR)和平衡溶胀含水量(EWC),分析了两性水凝胶的溶胀动力学机理.通过万能实验拉力机测试了两性水凝胶的机械性能,当SF/PU比例为65/35时,水凝胶材料的压缩强度达到最大值,为0.577 MPa;当SF/PU为50/50时水凝胶有着最大变形率,为85.8%.     

填充型聚氨酯弹性体的合成及性能研究

以聚醚N210、甲苯二异氰酸酯(TDI-80)为原料,MOCA为扩链剂,分别添加无机填料(石英粉、玻璃粉、煤沥青)和有机填料(环氧树脂、聚酰亚胺、羟基氯醋)合成填充型聚氨酯弹性体,考察了不同填料与不同添加量对聚氨酯弹性体的黏度、力学性能、热性能的影响。结果表明:填料的加入可在一定程度上提高体系的热稳定性;添加质量分数5%的环氧树脂所合成的聚氨酯弹性体,其力学性能提高最为明显。     

纺丝溶液的挤出对聚丙烯腈初生纤维表面形态的影响

采用旋转流变仪并结合Tanner黏弹性流体挤出胀大方程研究了剪切对聚丙烯腈/二甲基亚砜(PAN/DMSO)溶液挤出胀大的影响,用原子力显微镜(AFM)研究了挤出速度对PAN初生纤维表面粗糙度的影响规律。结果表明：随着挤出速度的增大,体系的挤出胀大比逐渐增大,当挤出速度大于90m/h时,挤出胀大比的变化出现拐点,增大的趋势变缓;聚合物大分子链的回复是初生纤维表面形貌形成的主要原因,湿法纺丝过程中,挤出速度低于90m/h时初生纤维表面粗糙度随着挤出速度增加而减少,在较高挤出速度时,随着挤出速度增加而增加;干湿法纺丝初生纤维的表面粗糙度明显低于湿法纺丝,并且随挤出速度的增加而增大。     

可膨胀石墨填充高回弹聚氨酯泡沫塑料的热性能

在原料中添加可膨胀石墨(EG),一步法合成高回弹聚氨酯泡沫(PUF).热导率试验表明,随着PUF内EG质量分数的增大,PUF的热导率呈现上升趋势.热重分析(TGA)试验表明,EG的膨胀与PUF的第一步热分解同时发生,EG使得PUF的两步热解略微延迟,但加速了PUF的热解速率,EG未参与PUF的热分解.差示扫描量热法(DSC)研究表明,EG膨胀之前其较小影响PUF吸热,但此后膨胀炭层延缓了PUF分解时热量的释放.利用动态热力学分析(DMA)研究了添加EG前后PUF的储能模量、损耗模量和损耗因子随温度变化情况,结果表明适量添加EG可提高PUF的阻尼性能.在750℃时高温裂解PUF,经气相色谱-质谱分析表明,添加EG前后的PUF分解产物的种类和质量分数相似.     

P110油管用钢液固两相流体冲蚀实验研究

在油气井压裂改造过程中,高速含砂流体引起的冲蚀是油管失效的重要原因之一。利用自制的喷射式冲蚀实验装置,以3.5wt%NaCl含砂流体为介质,研究了油井管常用的P110油管用钢冲蚀速率随冲蚀时间、介质流速和含砂量的影响。研究结果表明,在冲蚀时间60~90 min时,P110钢材的冲蚀速率趋于稳定;在传统的纯冲刷磨损公式E=KVn基础上,增加了腐蚀因子M对公式进行修正,与实验数据尤其是低流速时的实验数据拟合误差减小;砂含量在25 kg/m3时,冲蚀速率达到最大;继续增加含砂量时,颗粒之间碰撞消耗的动能使得冲蚀速率先减小,然后缓慢增加。实验结果为P110油管在新型储层改造中的应用提供了一定参考。     

化学溶液法制备BiVO4纳米晶及其结构、形貌及光谱性质研究

采用安全、绿色、节能的化学溶液法合成了BiVO_4纳米晶.通过改变反应体系的pH值,来调控纳米晶生长的动力学因素,探索不同结构、形貌和尺寸的纳米晶的形成机制及光谱性质的变化规律.结果表明,在酸性条件,四方相BiVO_4为热稳定相.但在弱碱条件,由于热动力学,反应趋向于形成单斜相BiVO_4.在强碱条件,单斜相BiVO_4的特征衍射峰强度降低.在不同pH值条件下合成的BiVO_4纳米晶的晶粒尺寸均处于纳米量级.在化学合成过程中,体系的pH值对样品形貌的形成起着十分关键的作用.由于Bi~(3+)离子的水解作用,使其可以在不同的pH值条件下以不同的形式存在,导致在合成BiVO_4过程中具有不同的合成路径,进而使得在不同pH值条件下合成的BiVO_4样品具有不同的形貌特征.采用Raman光谱研究了不同BiVO_4纳米晶的局部结构,在326和363cm~(-1)的峰对应于VO_4~(3-)四面体的反对称和对称弯曲振动,在712和828cm~(-1)的峰对应于V-O的对称和反对称拉伸振动.不同BiVO_4纳米晶在紫外和可见光区均有明显吸收,而其吸收边界的急剧下降推断是由于半导体的带间跃迁造成的.不同晶相BiVO_4纳米晶的吸收带边有明显的不同,表明随着晶相的改变,样品内部电子结构发生了变化.在pH=3时合成的BiVO_4纳米晶的发光峰强度最低,表明该复合催化剂的电子空穴复合效率最低,暗示其光催化活性较高.     

聚氨酯硬段堆叠结构的再发现：类结晶行为

利用傅里叶变换红外技术（FT-IR）首先阐明了本文工作中的聚氨酯氢键缔合程度或微相分离程度与热历史无关,只与样品所处温度有关。其次,利用差示扫描量热法（DSC）探究了升降温过程中出现的热效应,发现热效应所对应的硬段缔合结构与聚合物结晶行为非常相似,例如有缔合核存在下的快速生长、硬段较多时的快速生长、等温退火后生成特定的缔合结构等。综合以上实验结果可以发现,这些缔合结构的行为非常类似于高分子晶体。但与传统观点不同的是,微相分离与这些潜在的类结晶行为是两个独立的过程。     

还原性物质对低浓度PHPAM溶液性能的影响

针对聚合物驱油体系中聚合物黏度损失严重的问题,研究了对苯二酚、三乙胺、亚铁离子、硫离子以及硫酸盐还原菌等还原性物质对低浓度PHPAM溶液黏度的影响。结果表明,除低浓度的三乙胺可以使PHPAM溶液黏度上升之外,其余物质都能在短时间内使PHPAM稀溶液降解,溶液黏度迅速下降。对于对苯二酚、三乙胺、亚铁离子、硫离子以及硫酸盐还原菌等还原性物质对低浓度PHPAM溶液的降解机理给出解释,其研究结果将为油田聚合物采油技术提供了理论和技术支持。     

水性聚氨酯的制备与应用进展

聚氨酯独特的微相结构,具有优异的弹性、耐磨性、抗冲击和拉伸等性能。相对于溶剂,以水为聚氨酯的连续相,具有环境友好,节约资源等宝贵特点。对水性聚氨酯的制备方法和应用领域做了分析和总结。     

具有内皮祖细胞捕获功能的聚氨酯的合成与研究

以聚碳酸酯二元醇(PCDL)为软段,1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段,二羟甲基丙酸(bis-MPA)为扩链剂合成了一种侧链含有羧基官能团的聚碳酸酯型聚氨酯材料。将氨基封端的四代树枝状聚酯大分子共价接枝到聚氨酯的侧链上,脱除树枝状分子表面缩酮保护基后得到了一种新型的侧链树枝化多羟基聚氨酯材料。此聚合物能有效黏附CD133抗体,黏附了抗体的材料可大大提高CD133内皮祖细胞的黏附。这一结果为通过加速血液接触材料表面内皮化来提高其血液相容性提供了可能。