辐射接枝法制备长余辉发光织物

本研究利用辐射接枝技术,在棉布上接枝硅烷偶联剂,然后与长余辉纳米粒子进行反应键合,制备得到了一种具有高强度长余辉发光能力的改性棉织物。采用全反射红外光谱、热重分析、X射线衍射和扫描电镜等表征方法,研究了长余辉纳米粒子的附载情况,并结合光学性能表征证明其具有良好的光学性能。结果表明:该长余辉发光织物具有充能快、亮度高等特点,持续发光时间可长达10h以上,而且循环性能和再加工性能均可满足实际使用的需要。本工作制备工艺简单,原料易得,所得织物具有良好的发光能力和稳定性,在装饰、应急救援等领域具有潜在的应用前景。本研究也可为新型无机纳米粒子附载型功能织物的制备提供新思路。

多氨基协效的偕胺肟基吸附材料制备及其铀吸附性能

海水中的有机物易于与铀酰离子络合成稳定的化合物,从而影响铀吸附材料的吸附性能。本研究使用聚丙烯/聚乙烯无纺布(PP/PESNW)为基材,通过辐射诱导接枝聚合(RIGP)在基材表面引入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体后,分别与三亚乙基四胺(TETA)、四亚乙基五胺(TEPA)以及五乙烯基六胺(PEHA)进行开环反应引入氨基,与丙烯腈进行加成反应后,再进行胺肟化反应制备出具有多氨基协效官能团的偕胺肟基(AO)吸附材料P-TETA-AO、P-TEPA-AO、P-PEHA-AO。对制得的材料进行了结构表征、吸附性能探究以及吸附机理分析。实验结果表明:成功在基材表面修饰了3种不同链长功能高分子链,制备出目标偕胺肟基吸附材料;3种材料P-TETA-AO、P-TEPA-AO、P-PEHA-AO的铀吸附行为均符合准二级动力学模型以及Langmuir等温吸附模型;24 h内3种材料对铀的吸附容量分别为66.1 mg/g、63.22 mg/g、65.62 mg/g,在pH为5~9范围内表现出良好的吸附性能;5次吸附-解吸实验中材料的铀吸附率仅下降6%,解吸率维持在95%以上,具有良好的可再生性;模拟海水吸附实验中3种材料的铀去除率分别为72.94%、79.97%、87.78%,并且材料吸附性能随着接枝链的增长而上升;XPS结果表明,3种吸附材料在吸附铀的过程中,氨基与偕胺肟基均参与了与铀酰离子的配位,具有协效作用。

电子束辐射固化制备织物基柔性电路

本研究以聚酯织物作为基材,利用辐射固化和化学镀铜方法制备织物基柔性电路。探讨了柔性电路的微观形貌、元素分布、耐久性及稳定性。实验采用工业级电子加速器配合具有电路结构的钢板“胶片”模具实现电子束选择性辐照,进而在织物上形成与设计电路图完全对应的涂料固化区(含Ag/Fe_(3)O_(4)催化剂),再通过化学镀原位沉积金属层构建织物基柔性电路。扫描电子显微镜(SEM)、能谱元素分析(EDS)和X射线衍射(XRD)结果表明:制备的织物柔性电路结构清晰,导电铜层结晶性高。织物基柔性电路在弯折测试15 000次中,电阻变化率变化低于16%,且在15~55℃的变温实验中电阻变化率未超过5%,说明其具有良好的耐久性和稳定性。本研究的织物基柔性电路为智能织物产品的开发提供了新的研究思路。

胍基抗菌型超高分子量聚乙烯纤维海水提铀吸附材料的制备及其性能

吸附纤维是最具经济性的海水提铀材料之一,海洋中的微生物易附着在吸附纤维上,严重影响纤维的吸附性能。本研究采用辐射诱导接枝聚合技术在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维上同时引入胍基和偕胺肟基,制备了一种新型抗菌海水提铀材料(UHMWPE-g-GEAO)。胍基的引入赋予纤维材料良好的抗生物污损能力,使其能够杀灭99.9%的大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)。UHMWPE-g-GEAO纤维表现出较快的铀吸附速率和较高的吸附容量,在水溶液中的铀吸附容量可达到156.00 mg/g,14 d内在真实加标海水中的吸附容量达到1.39 mg/g。此外,经过5次吸附-脱附循环后,该材料仍能保持94.5%以上的吸附效率和96.2%以上的脱附效率,表现出良好的可重复使用性。本工作开发了一种可重复使用的UHMWPE抗菌吸附纤维,该纤维在海水提铀中具有良好的应用潜力。

低剂量电子束辐射改性线性低密度乙烯/三元共聚聚丙烯及其性能

本文探究了低剂量电子束辐照对线性低密度聚乙烯(LLDPE)、三元共聚聚丙烯(co-PP)及共混体系的结构-性能影响。研究了吸收剂量对不同比例LLDPE与co-PP共混聚烯烃的流变性能、结晶行为、晶体结构、力学性能的影响。结果表明:当LLDPE∶co-PP为3∶1和1∶1时,共混聚烯烃随着吸收剂量增加,熔融指数降低,支化程度增加,当LLDPE∶co-PP为1∶3,支化程度随吸收剂量增加而降低。聚烯烃的晶体结构和结晶行为受吸收剂量的影响不明显,但不同比例共混后LLDPE与co-PP结晶相互影响。当LLDPE与co-PP添加比例为1∶1时,吸收剂量大于2 kGy时断裂伸长率大于890%,拉伸强度大于25.4 MPa,高于LLDPE和co-PP,同时应力-应变曲线说明辐射改善了LLDPE与co-PP相容性。本文LLDPE/co-PP的低剂量辐照为聚烯烃产品开发提供了新思路。

箱装烟梗开袋机落料装置的设计与应用

为解决液压翻转投料装置所需操作人员多、人车区域重叠和杂物风险等问题,开发了箱装烟梗去包装作业的自动化投料流程和设备,通过对开袋机关键部件落料装置的设计,研究具有一级翻架和二级翻板的两级翻转机构并验证其结构参数,在Solidworks中对一级翻架建模并测算转动惯量来完成摆动气缸的选型,在Ansys Workbench中进行了静力学分析,设计了两级翻转机构翻转流程。以液压翻转投料装置和徐州众凯机电设备制造有限公司生产的ZKSP1207型开袋机为对象进行测试,结果表明:与液压翻转投料装置相比,箱装烟梗去包装作业的自动化投料设备的操作人数由4人降为1人,薄膜袋扯破数由4.2个∙批^(-1)降为0,单箱投料完成时间由4.13min∙箱^(-1)降为2.16min∙箱^(-1),缩短47.71%,人工干预和杂物风险大为减少,有效支撑了箱装烟梗自动化投料的实现。

辐射法制备淀粉基超级吸水材料及其性能

本文以淀粉与丙烯酸单体为主要原料,采用钴-60γ射线共辐射法制得淀粉基超级吸水材料(Super absorbent polymer,SAP)。通过傅里叶变换红外光谱对SAP进行化学结构表征。扫描电镜图显示,SAP颗粒表面含有大量中孔结构。热重分析测试结果表明,SAP较原始淀粉样品的热稳定性有明显提升。吸收剂量、丙烯酸与淀粉的投料比显著影响SAP的吸水性能。通过筛选反应条件,SAP的吸水(去离子水)倍率可达到532 g/g(吸收剂量:20 kGy;交联剂:80 mg/L;淀粉与丙烯酸投料比:1/2)。将SAP负载硝酸钾和磷酸钠,结果表明,SAP能够高效释放负载的离子,磷酸根离子释放率为80%,钾离子为82%。

两种共聚单体对淀粉/聚丙烯酸钠超级吸水材料耐盐性能的影响

利用γ射线共辐照法,制备了由两种共聚单体接枝交联而成的淀粉基超级吸水材料(Super absorbent polymer,SAP)。傅里叶变换红外光谱证明了丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸(AMPS)分别被引入到淀粉/聚丙烯酸钠(Starch-g-PAA)SAP中。采用热重分析法研究了SAP的热分解行为。通过引入AM和AMPS单体,SAP的耐盐性得到显著提升,引入AMPS的SAP在生理盐水中的吸液倍率从46 g/g(未添加AMPS)提高至81 g/g(AA∶AMPS=3∶1)。

辐射法制备环氧功能化聚乙烯-辛烯及在尼龙6增韧改性中的应用

利用60Coγ射线辐射接枝法制备环氧功能化的乙烯-辛烯共聚物(POE-g-PGMA),并且采用双螺杆熔融挤出法制备添加POE-g-PGMA的尼龙6/聚乙烯-辛烯(PA6/POE)合金。研究了添加POE-g-PGMA对PA6/POE合金力学性能、热性能、表面形貌、界面相容性和吸水特性的影响。结果表明:γ射线引发了GMA在POE上的接枝聚合反应,PA6/POE合金断面的SEM照片显示添加POE-g-PGMA后POE分散相粒径显著减小,表明POE-gPGMA起到增容剂的作用;Molau试验的结果证实了POE-g-PGMA与PA6之间的增容反应;热分析表明,分散相POE及POE-g-PGMA的加入对PA6的熔融行为影响不大,但在降温结晶过程中结晶温度提前约18°C,结晶度提升约为4.5%。此外,与未增容PA6/POE合金相比,增容PA6/POE合金的缺口冲击强度显著提高,在本实验条件下,POE-g-PGMA添加量为3%时缺口冲击强度最高值为纯PA6的2.75倍。

辐射接枝改性制备功能无纺布用于酸性溶液中Au(Ⅲ)的选择性吸附

为实现酸性溶液中Au(Ⅲ)的选择性回收,本研究以聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)皮芯结构无纺布为基材,通过丙烯腈与丙烯酸的辐射接枝以及硫化钠改性制备得到含硫代酰胺基和羧基的双官能化无纺布吸附材料。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜、能谱分析、接触角测定、X射线光电子能谱和X射线衍射等测试对改性无纺布的结构与性能进行表征。通过批量吸附试验对改性无纺布的吸附性能进行测定。结果表明:改性无纺布在较宽pH范围(2~7)内具有良好的Au(Ⅲ)吸附能力;在共存金属离子体系中具备良好的Au(Ⅲ)选择性,选择系数介于55.00~2429.17,金回收率可达98.5%;改性无纺布的饱和Au(Ⅲ)吸附容量为133.91 mg/g,吸附行为符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型;Au(Ⅲ)在吸附中可被还原为以晶体形式存在的Au(0);通过对吸附后样品的简单高温处理可去除吸附材料,实现金的回收。

衣康酸和辐照改性对聚丙烯腈环化反应的协同作用

以衣康酸(IA)作为第二单体,采用水相沉淀聚合法制备出IA含量不同的聚丙烯腈(PAN)粉末,在室温及空气气氛中对衣康酸丙烯腈共聚物(P(AN-co-IA))粉末进行电子束辐照(EB)处理,吸收剂量为25~200 kGy。通过傅里叶红外光谱仪对P(AN-co-IA)进行化学结构表征,通过差示扫描量热仪及热失重分析仪研究IA含量对PAN环化的影响,及辐照对P(AN-co-IA)粉末热性能的影响。结果表明,EB改性通过自由基机制促进了PAN的环化反应,使其在较低温度下发生;引入IA改性PAN则通过离子机制引发环化反应。两种改性方法对环化的促进作用可以叠加,有协同作用,但随着吸收剂量和IA含量的增加,这种协同作用效果逐渐减小。定义吸收剂量每增加10 kGy,P(AN-co-IA)放热焓的减少量为影响系数,吸收剂量小于100 kGy时,电子束辐照对P(AN-co-IA)放热焓的减少有显著影响,但其影响随着吸收剂量的增加而快速减小,超过100 kGy后,影响系数的减小趋势开始变缓和。

埋地输油管道泄漏污染物地表运移特征

输油管道泄漏受到人们广泛的关注,泄漏污染物地面特征是输油管道泄漏检测技术应用的基础。建立了埋地输油管道泄漏二维模型,模拟埋地输油管道泄漏污染物地表运移过程,研究不同泄漏孔径和位置对埋地输油管道泄漏污染物地表运移特征的影响。结果发现:泄漏初期,污染物所受阻力均匀,向四周均匀迁移,而且迁移速度前期快,后期逐渐减小;泄漏孔径越大、泄漏孔位置越靠近地表,石油污染物到达地表的时间越短,水平最大位移量越大,地表特征越明显。

微波法测量原油含水率计算公式的推导

基于微波双参数法测量原油含水率的基本原理,通过建立油气水三相混合流体的复介电常数模型,研究了储能因子和损耗因子与混合流体密度的关系,给出了消除混合流体密度影响的原油含水率微波测量方法,推导了原油含水率与微波测量参数的函数表达式。

红外成像技术在管道防盗检测中的应用可行性

介绍了红外成像技术的工作原理和发展史,讨论了该项技术在油气管道防盗应用中的原理与物理前提。分析了该项技术的应用潜力与局限性,指出成像条件是油气管道防盗调查成败的关键,分析结果可为红外成像技术在油田管道防盗领域的应用提供理论依据。

设备巡检系统中数据采集软件的开发与应用

为了防止巡检工作的疏漏和提高设备巡检数据利用率,开发了条形码数据采集软件.该软件利用palm操作系统的开发工具CodeWarrior,用C语言进行编程,采用了解释型编程方法.提出了用双条形码方法来建立防止巡检人员失职的互锁监督机制.该软件的实际应用不仅减少了巡检工作量,而且有效地提高了巡检到位率,从而减少了因巡检疏漏所引发的故障,并且有效地防止了巡检人员的玩忽职守现象.

中空玻璃多场耦合传热过程数值模拟

根据计算流体力学与传热学理论,建立中空玻璃多场(导热、自然对流和辐射)耦合传热过程的物理模型和数学模型,对中空玻璃内空气的流动特性进行数值模拟,分别比较导热、自然对流和辐射及其耦合传热过程对中空玻璃传热系数的影响.结果表明,考虑中空玻璃内腔导热、自然对流、辐射及耦合换热条件,与仅考虑其导热过程相比,中空玻璃内腔空气辐射对传热系数影响最大,对流影响次之.

埋地输油管道热力计算数值求解结果分析

在油田现场 ,埋地输油管道在输油工程中得到非常普遍的应用。埋设管道存在许多传热问题 ,如由于埋设深度不同 ,造成管道散热损失不同 ,不同保温层厚度也会影响管道散热量 ,另外当环境温度发生变化时 ,管内介质散热情况也随之发生变化。能够全面、详实地得到这些传热关系 ,对于指导输油生产、管道安全运行具有重要意义。将大地半无限大区域简化为有界的矩形区域 ,建立数学计算模型 ,并采用数值求解方法对该数学模型进行求解。通过对数值求解结果进行定性的分析 ,给出不同管径、不同敷设条件下 ,管道散热损失变化情况。

多孔介质内油水流动阻力系数实验分析

基于多孔介质油水迁移的阻力系数测量装置,以水和油为工质,测量了其在近似均匀、混合粒径玻璃球通道内的流动阻力特性,并拟合了速度-压降的曲线关系表达式,计算得到了黏性、惯性阻力系数。研究结果表明:单相介质在通过均匀粒径多孔介质区域时受到的惯性阻力影响比通过混合粒径时受到的惯性阻力影响明显小;黏性阻力影响比通过混合粒径时受到的黏性阻力影响明显大;多相介质在通过均匀粒径多孔介质区域时受到的惯性、黏性阻力影响均比通过混合粒径时小;在粒径条件相同时,单相介质受到的惯性阻力影响明显比多相介质小,其黏性阻力影响明显比多相介质大。

结垢对管壳式换热器流动换热影响研究

针对管壳式换热器结垢中涉及到的传热问题,建立了管壳式换热器三维的简化数理模型,采用有限体积法结合壁面函数法对管壳式换热器内流动传热过程进行数值模拟。研究结果表明,污垢量对管壳式换热器内流动传热过程影响较大,结垢量增加,结垢侧进出口压降增加,换热性能降低。

开放光路TDLAS气体检测系统光学接收组件设计

针对开放光路TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱技术)气体检测系统中,由于角反射器在生产及使用过程中表面光洁度下降及大气传输扰动造成回波信号入射方向与接收透镜光轴非严格平行,从而导致系统探测灵敏度下降的问题,分析回波信号与菲涅尔透镜光轴夹角不同时的汇聚点偏移量,设计了由圆锥体反射器和抛物面反射器组成的二次光学元件,并运用TracePro光学软件对其参数进行优化。在回波光线-6°~6°入射角偏差范围条件下对优化设计的光学接收组件进行聚光特性模拟。模拟结果表明:优化设计的光学接收组件接收角为4.9°,光学效率为78.24%,与单独菲涅尔透镜及菲涅尔透镜-复合抛物面聚光器(CPC)光学接收组件相比聚光性能明显提高,适用于实际检测过程。