有机前驱体法制备氮化硼纤维的研究

氮化硼(BN)纤维是一种耐热和介电性能优异的陶瓷纤维,目前的主要合成方法为有机前驱体转化法。以聚三甲胺基环硼氮烷为前驱体,通过熔融纺丝、不熔化和力热耦合热解处理,制备出直径均匀的BN纤维。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、BET比表面积等手段对BN纤维的微观结构、结晶性能、元素组成以及孔隙率进行详细表征。结果表明:1600℃热处理得到的BN纤维,表面光滑,织态结构完整,拉伸强度可达640.3MPa,而1000℃热处理得到的BN纤维,孔隙率高,比表面积最大,比表面积可达362.64m^(2)/g。

前驱体法制备六方氮化硼颗粒及高温精制

以三聚氰胺和硼酸为原料,通过共沉淀法合成了二硼酸-三聚氰胺,在最佳工艺条件下以二硼酸-三聚氰胺为前驱体在氨气气氛中烧结制得六方氮化硼颗粒。采用IR、XRD、TG、SEM等测试方法对中间物和产物进行了表征,确定了中间物及产物的组成、物相、粒度及形貌。研究结果表明:以二硼酸-三聚氰胺为前驱体在1200℃烧结4h,可制得高纯度、晶型好的六方氮化硼。经过高温精制后的六方氮化硼颗粒具有较高的结晶度和致密度,其粒径可以达到20μm以上,纯度为98.5%。

以三乙醇胺硼酸酯为前驱体制备大颗粒六方氮化硼

以三乙醇胺和硼酸为原料,甲苯为带水剂,合成了三乙醇胺硼酸酯;以三乙醇胺硼酸酯为前驱体在氨气气氛中烧结制得六方氮化硼颗粒。采用FTIR、XRD、SEM、NMR对中间产物和最终产物进行了表征。结果表明:以三乙醇胺硼酸酯为前驱体,在1 200℃下烧结4 h,可制得质量分数为94.3%、六方晶型良好,粒径达17.52μm的六方氮化硼颗粒;经过2 000℃高温精制后的六方氮化硼颗粒具有较高的结晶度和致密度,质量分数可达到98.5%,粒径可达到30μm以上。

离子液体改性石墨烯的制备及其对ABS复合材料导热性的影响

通过绿色直接机械球磨法,将石墨粉(G粉)与1-己基-3-氨乙基咪唑四氟硼酸盐离子液体([HAIM]BF4)相结合,制备了离子液体功能改性石墨烯(G@ILs)。将G@ILs和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)采用熔融共混法制备了G@ILs/ABS复合材料。通过FTIR、XPS、XRD、拉曼光谱、SEM、TEM和EDS对G@ILs进行表征,对ABS复合材料的性能和形貌进行了测试和表征。结果表明,[HAIM]BF4通过阳离子-π相互作用对石墨烯进行了有效修饰,保持了石墨烯的结构完整性。G@ILs的引入使G@ILs/ABS复合材料的力学性能得到了显著改善。G@ILs质量分数为1.0%时,制备的G@ILs/ABS复合材料(记为1.0%G@ILs/ABS,下同)的拉伸强度和弯曲模量为42.4 MPa和2145.1 MPa,分别比ABS提高了8.36%和12.76%。此外,1.0%G@ILs/ABS的导热系数为0.249W/(m·K),比ABS提高了21.5%。

烟叶中茄尼醇的溶剂萃取工艺研究

以乙酸乙酯为提取液提取烟叶中的有效成分茄尼醇,采用紫外分光光度计(UV)测定烟叶中茄尼醇的含量。通过响应面分析法分析了各影响因素的交互影响关系。得到最佳工艺条件为:固液比1:30 g/mL,提取温度50℃,提取时间26 h,提取3次,烟叶中茄尼醇的提取率达45.21 mg/g,与预测值接近。

三元共聚聚酰亚胺薄膜的制备与性能

以4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、均苯四甲酸酐(PMDA)为原料,通过改变DDM和ODA的物质的量比,制备了DDM含量(占整个二胺单体物质的量分数)分别为0%,25%,50%,75%的三元共聚聚酰亚胺薄膜,探究不同含量DDM的引入对聚酰亚胺薄膜物理力学性能的综合影响。结果表明,合成的聚酰亚胺材料已经完全亚胺化;随着DDM含量从0%增加到75%,质量损失5%时分解温度从357.6℃升高至531.2℃;引入DDM单体后聚酰亚胺薄膜在可见光(400~800 nm)范围内透过率均达到85%以上,此外由于DDM中亚甲基这一非极性基团的引入,使得聚酰亚胺薄膜的疏水性增强,接触角由未加DDM时的66.9°最高上升至92.1°;DDM的引入使得聚酰亚胺薄膜分子链中氢键的相互作用增强,在第三单体DDM含量为50%的条件下,薄膜的拉伸性能和导热性能最好,拉伸强度为192.46 MPa,断裂伸长率为10.23%,拉伸弹性模量为3.83 GPa,热导率由未加DDM时的0.348 W/(m·K)升高至0.399 W/(m·K),相比未加入DDM的聚酰亚胺分别提高了48%,42%,56%和15%。综上分析,该三元共聚聚酰亚胺薄膜在力学、导热性和透明度等性能方面具有良好表现,可广泛应用于电子元件的散热与航天器防护等领域。

多孔氮化硼材料的制备及其吸附性能研究

以二甲胺、三氯化硼、氨气和甲胺为原料,通过多步反应得到氮化硼前驱体三(甲胺基)环硼氮烷,经高温烧结后得到多孔氮化硼材料。通过FTIR、NMR对氮化硼前驱体中间体二氯(二甲胺基)硼烷和三(二甲胺基)环硼氮烷以及前驱体三(甲胺基)环硼氮烷的结构进行表征。利用XRD和SEM对多孔氮化硼结构和形貌进行表征。结果表明:通过反应合成前驱体中间物,最终能够合成出含碳量较低的氮化硼前驱体三(甲胺基)环硼氮烷。研究了多孔氮化硼材料对重金属离子的吸附能力,确定了多孔氮化硼材料对各种金属离子的吸附能力。研究发现:利用前驱体中间物制备出的多孔氮化硼具有较高的比表面积,吸附性能优异,能够有效的去除掉溶液中的重金属离子。使用有机前驱体法制备氮化硼弥补了无机制备中元素分布不均,易吸潮,易粉化的缺点。

高模量树脂改性沥青混合料的性能研究

将高模量树脂添加到沥青混合料中,制备高模量树脂改性沥青,通过对试样的车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔以及疲劳试验的研究,讨论2种不同掺量的高模量树脂对沥青混合料性能的影响。结果表明:随着高模量剂掺量的增加,当高模量剂的掺量为0.6%时,沥青混合料的车辙性能和抗水损害能力表现出更优越的效果。这是因为高模量树脂的加入使沥青混合料的整体结构更加紧凑,矿粉、集料与沥青间的胶结更紧密,增强了路面的弹性模量和抗剪切性能,防止路面受到水分侵蚀而产生龟裂、脱落等损害,从而增强了路面的耐水性能和抗车辙性能。

一种可降解PBAT复合材料相容剂的合成及应用

以扩链剂ADR4370S和硅烷偶联剂KH550为原料,合成了一种含硅相容剂K-ADR,将其应用于滑石粉增强聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)中,通过转矩流变仪制备了PBAT复合材料。采用FTIR、^(1)HNMR、TG对K-ADR进行了表征,对PBAT复合材料的流变性能、力学性能、冲击断面微观形貌和元素分布进行了测试。结果表明,当K-ADR的加入量为PBAT和滑石粉质量的0.6%时,PBAT复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲模量分别为19.11 MPa、67.68 kJ/m^(2)和378.36 MPa,比纯PBAT滑石粉体系分别提高了20.9%、9.9%和58.0%。PBAT复合材料薄膜的水蒸气透过系数为5.70×10^(-12)g·cm/(cm^(2)·s·Pa),氧气透过系数为3.17×10^(-13)cm^(3)·cm/(cm^(2)·s·Pa),分别约为PBAT薄膜的2.1%和1.0%。

聚合型无卤阻燃剂研究进展

无卤、无毒聚合型阻燃剂已成为阻燃剂发展的一个新方向,其中磷系、氮系、磷-氮系聚合型阻燃剂是目前最常用的环保无卤阻燃剂。介绍了国内外磷系、氮系以及磷-氮、磷-硫、磷-硅聚合型阻燃剂的研究应用情况,并对不同聚合型阻燃剂的力学及热性能进行了详细介绍。

添加型磷系阻燃剂的合成及其对聚对苯二甲酸丁酯性能的影响

以三氯氧磷和季戊四醇磷酸酯为原料合成了一种膨胀型无卤阻燃的中间体二(1-氧化-2,6,7-三氧-1-磷酸甲酯[2,2,2]辛烷-4-甲基)磷酸氯化物(PASPO),然后将PASPO与双酚A反应得到添加型阻燃剂四(1-氧化-2,6,7-三氧-1-磷酸双环[2,2,2]辛烷-4-甲基)(丙烷-2,2-二(4,1-苯基)二(磷酸盐)(PPSPBA)),在聚对苯二甲酸丁酯(PBT)中添加PPSPBA制备了阻燃PBT复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振氢谱仪对磷系阻燃剂PPSPBA进行表征;使用氧指数测定仪和水平/垂直燃烧测定仪对复合材料阻燃性能进行测试;采用扫描电子显微镜对复合材料燃烧后的残炭进行分析;使用拉伸试验机、数字冲击试验机对复合材料力学性能进行测试。结果表明:在PBT中加入80份PPSPBA阻燃剂,在不影响力学性能的前提下,使PBT的极限氧指数达到29%,阻燃效果提高了31.82%。

石墨烯气凝胶在催化领域的研究进展

石墨烯气凝胶(GA)是一种由石墨烯作为基材制备的三维(3D)多孔互联海绵状网络结构,不仅具有石墨烯本身电子、力学特性、化学稳定等优点,还具有高疏水性、高比表面积、高孔隙率等特点。结合相关研究可知,石墨烯气凝胶在吸附材料、电极材料、环境处理、储氢材料以及催化剂载体方面均有很好的发展,对石墨烯气凝胶的制备方法以及在催化领域的研究进展进行介绍。

氮化硼气凝胶在催化领域的研究进展

氮化硼(BN)气凝胶是一种三维纳米多孔材料,具有高比表面积、大孔隙率、低密度等特点,同时它继承了传统BN良好的绝缘性、抗氧化性、热稳定性和化学稳定性。介绍了模板法、冷冻干燥法和前体法等BN气凝胶的制备方法,总结了BN气凝胶作为催化剂载体在CO氧化、CO_(2)加氢和硼烷氨水解等领域的应用进展,并对其未来发展方向进行了展望。

石墨烯/HDPE复合材料的制备及性能研究

以可膨胀石墨为原料,采用微波加热法和熔融共混法成功制备了石墨烯/HDPE复合材料.运用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射仪(XRD)和拉伸测试等方法对其性能进行表征.结果表明:厚片石墨烯(TSG)与HDPE基体具有良好的相容性;同时片层结构的石墨烯为HDPE结晶提供异相成核剂,使其结晶度提高;当加入的TSG质量分数为0.3%时,HDPE拉伸强度由22.5 MPa提升到24.9 MPa,提升了10.7%,弯曲模量由443.5 MPa提升到510.4 MPa,提升了15.1%,冲击强度由55.3 kJ/m^(2)提升到56.0 kJ/m^(2),提升了1.3%,明显提高了复合材料力学性能.

正交试验优选甘草酸的复合酶法提取工艺

目的:优选复合酶法提取甘草酸的工艺条件。方法:在单因素试验基础上,以甘草酸提取率为指标,采用正交试验以酶解pH、酶解时间、酶的用量和酶解温度为考察因素优选酶解工艺;采用单因素试验考察浸提工艺中料液比、浸提次数、浸提时间、浸提液pH、浸提温度、乙醇体积分数、氨水体积分数对甘草酸提取率的影响;再采用正交试验以酶解温度、酶的用量、浸提时间、浸提液pH、浸提温度、乙醇体积分数、氨水体积分数为考察因素优选复合酶法提取工艺。结果:优选的提取工艺为40g甘草粉末加入250 ml复合酶,40℃下进行酶解,在按料液比为1∶20(m/m)加入70%乙醇,溶剂中氨水的体积分数为0.6%,调pH为8,浸提1.5 h,在45℃下浸提3次(溶剂体积比为5∶5∶4)。在该工艺条件下,甘草酸提取率可达85.02%。结论:所选工艺操作简单、节约能源,且提取率高,可用于甘草酸的提取。

响应面分析法优化槐叶中黄酮类化合物的提取工艺

目的:优化槐叶中黄酮类化合物的提取工艺。方法:以提取率和纯度为指标,采用乙醇浸提法,通过单因素(乙醇体积分数、料液比、提取液p H、提取温度、提取时间和提取次数)试验和响应面法考察4个因素(乙醇体积分数、料液比、提取液p H、提取温度)对提取率和纯度的影响并对各水平进行优化及验证。结果:最优提取工艺条件为槐叶粗粉60目、乙醇体积分数80%、料液比1∶30、p H 7、提取温度40℃、提取时间20 h、提取3次。所得黄酮类化合物提取率为75.75%,纯度为17.56%。结论:本优化工艺实现了槐叶中黄酮类化合物的高效提取。

环氧树脂阻燃固化剂的研究进展

环氧树脂(EP)具有易燃性,限制其应用。研究兼具阻燃与固化的阻燃固化剂提升EP复合体系的阻燃性,具有重要意义。文章综述国内外针对EP阻燃的含磷胺类阻燃固化剂、含磷酸酐类阻燃固化剂、含磷胺和酚羟基类阻燃固化剂和复配型阻燃固化剂的研究进展,通过防火等级UL-94与极限氧指数(LOI)对阻燃固化剂的阻燃性能进行评价,指出以多元素协效阻燃固化剂为主,制备绿色、无毒、高阻燃效率的阻燃固化剂将是未来发展的主要方向。

高粘复合改性橡胶沥青技术研究

沥青路面一般由沥青和集料组成,沥青是一种粘弹塑性材料,低温容易开裂,高温容易变软,在同一地域两者性能很难兼顾,这就衍生出改性沥青的研究和生产。该项目利用废旧橡胶粉增强沥青混合料的性能,综合提高沥青路面高温稳定性能,低温抗裂性能、水稳定性能和抗疲劳性能。分析橡胶改性沥青和橡胶改性沥青混合料以提高沥青路面综合性能,运用它们的增强机理,研究出相应的工程应用技术、材料配合比、技术标准、质量控制等。项目研究在改善路面性能的前提下也为保护生态环境提供了一条可行的途径,最终实现经济效益和社会效益双赢。