光固化环氧丙烯酸酯体系优化与性能研究

以己二醇二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯作为复合活性稀释剂,1-羟基环己基苯基甲酮和双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦作为复合光引发剂,优化低聚物用量、复配稀释剂配比及用量、复配光引发剂配比及用量等因素,获得固化速率快、黏度低并且力学性能优良的光固化环氧丙烯酸体系,并研究其性能。结果表明:当EA用含量为60%,复合稀释剂TPGDA与HDDA比值为8∶2,用量为35%,复合光引发剂184与TPO比值为4∶6,用量为4.5%时,光固化体系树脂的综合性能最优异,拉伸强度为33.42MPa,断裂伸长率为14.5%,冲击强度为2.41kJ/m^(2),其起始分解温度为322.61℃、最大分解速率温度为383.18℃、质量损失50%时的温度为392.4℃、最终的残余率为4.54%,通过拉伸断面微观形貌分析其为典型的脆性断裂。

气体扩散电极电化学控氧性能研究

通过装配电化学控氧单元,模拟果蔬盒,可在22.5 A(50 mA/cm^(2))的恒电流下,实现80.1 mL/min的氧气转换率,在23 min内将30 L果蔬盒内的氧气浓度降低并控制在15%以下,符合商业化降氧保鲜的技术要求。经某大型家电企业产业化装配测试,控氧单元可实现恒流80 mA/cm^(2)下2000 h以上的长效运行。

紫外光固化环氧丙烯酸酯增韧改性研究进展

环氧丙烯酸酯树脂是一类用量最大的光固化树脂,具有固化速度快、硬度大、光泽度高及耐化学药品性能优异等优点,但是存在黏度大、韧性差等缺点。因此,环氧丙烯酸酯树脂改性引起了学者的广泛关注。在环氧丙烯酸酯树脂主链或侧链上引入柔性链段或功能基团可有效改善树脂的黏度,提升固化膜的柔韧性、附着力等性能。从有机酸改性、多元醇改性、有机硅改性和聚氨酯改性等改性方法入手,总结了化学改性增韧环氧丙烯酸酯树脂的研究进展,并对未来环氧丙烯酸酯树脂增韧改性的研究方向进行了展望。

空气电极碳基催化剂研究进展

金属空气电池具有高能量密度与低成本等优点,被认为是最具有发展前进的绿色清洁能源之一。反应的持续进行需要催化剂从中催化,常以贵金属、非贵金属、过渡金属氧化物与碳材料为主。其中,碳材料具有低廉的价格、良好的稳定性与氧还原性能,易与其他元素进行掺杂等优势,碳基复合催化剂在空气电极领域备受关注。基于空气电极中发生的氧还原反应机理,详细介绍了近年来炭黑、介孔碳、碳纳米管、碳纳米纤维与石墨烯等碳材料复合催化剂在气体扩散电极领域的研究进展,为未来碳基催化剂的开发与应用提出了新方向。

风险维修策略在石化系统检修周期优化中的应用

对石化装备定期维修和定期检修两种模式中的维修效果进行分析,应用比例役龄消减模型和包含非理想检测维修的延迟时间模型计算设备的可靠度。对基于风险的维修策略进行改进,提出计算设备故障概率消减的主观方法和客观方法,以便使子系统的风险低于可接受风险准则;提出一种包含非理想维修的维修和检测周期优化模型。将基于风险的维修策略应用到重整反应系统检测优化中,结果表明,当进料换热器E201A/B、反应器R201～R204、水冷器E202A/B和空冷器A201的检测周期为9个月时,子系统的风险可以满足风险准则的要求。

显示器件用导热聚酯涂料的研究

以氧化铝颗粒和二氧化硅颗粒作为混合导热填料,制备了具有良好导热性、附着力的绝缘聚酯清漆。研究了涂料的附着力、导热性以及固化性能等。结果表明:2种填料对清漆固化反应没有影响,填料在增强涂层导热性的同时降低了涂层的附着力和绝缘性能。综合考虑总填料添加量为40%,且2种填料质量比为1∶1时,涂层保持附着力2级,同时导热系数达到2.2 W/(m.K),为本实验最优配方。

复合磺酸体系原位聚合聚苯胺性能研究

采用不同比例的十二烷基苯磺酸(DBSA)与对甲基苯磺酸(TSA)复合磺酸体系替代盐酸体系,合成了具有一定溶解率的聚苯胺(PANI),研究了不同DBSA/TSA比例对掺杂态PANI的产率、掺杂程度、溶解率和电导率的影响。结果表明,DBSA/TSA摩尔比为7/3时所得PANI同时具有较好的电导率和溶解性。采用该体系合成的掺杂态PANI的电导率为1.1S/cm,在N甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、四氯化碳和二甲苯中的溶解率(质量分数)分别为70%,40%,26%和19%。

原位接枝剑麻纤维增强聚丙烯复合材料研究

用硝酸铈铵作引发剂,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)原位接枝到剑麻纤维(SF)的表面,考察了引发剂浓度和MMA/SF质量比对接枝率的影响。用注塑成型工艺制备了剑麻纤维/聚丙烯(PP)复合材料及MMA接枝SF/PP复合材料,研究了剑麻长度、含量、接枝率以及不同预处理对复合材料力学性能的影响,对长度10mm的剑麻纤维,其接枝率为31.5%时,5wt%的剑麻掺量下试样的抗拉强度可达31.1MPa,对应断裂伸长率为19.3%.

降雨对激光通信传输的影响研究

从理论研究和实验研究2个方面总结国内外有关大气中激光传输的研究进展,重点分析了降雨气象条件下对激光传输过程的影响。研究结果发现模拟仿真法在研究激光在大气中的传输时,一般采用常用的经验模型,该模型不具有普适性。雨场模拟实验中,设备产生的降雨在空间分布并完全不均匀,造成了两波段激光衰减系数实验值与理论值的误差。利用公式计算分析时,由于忽略了水汽吸收、雨滴散射等因素,从而使数据具有局限性。通过对理论模型仿真、模拟实验环境和数值计算与公式推导这3种实验方法的对比分析,提出了进一步改进有关降雨时激光通信实验研究的思路。

导电聚苯胺共混物和复合物的合成及应用

综述了近年来获得低逾渗导电聚苯胺共混物和复合物所采用的合成方法 ,以及聚苯胺共混物和复合物的各种特征及其应用。

聚吡咯超级电容器研究进展

聚吡咯以其制备简单、掺杂可逆、环境友好、导电率高、比电容大,具有良好的成膜性近来备受关注。特别是在作为超级电容器、二次电池等换能设备电极材料领域中,前景广阔。介绍了超级电容器的组成与工作机理,总结了近年来通过以聚吡咯与金属氧化物的复合电极、碳材料支撑聚吡咯电极以及新型聚吡咯电极等制造聚吡咯超级电容器的进展。

光化学沉积制备聚吡咯/Nafion~/Pt复合膜对于O_2的还原特性研究

以本征型导电高分子材料为催化剂,通过催化光化学还原反应,在聚吡咯/Nafion复合膜上沉积了低当量、高氧气催化还原效率的催化剂铂(20～50μg/cm2)。采用静态和旋转圆盘电极的循环伏安方法,研究不同沉积条件对还原反应影响的基础上,同时实现了较低的铂当量(30μg/cm2)下较高的氧气催化还原活性(极限还原电流8mA/cm2)。该复合膜有望成为氧气直燃型聚合物膜燃料电池的理想阴极膜。

相转移催化剂对聚吡咯界面聚合的影响

采用界面化学氧化聚合法,以FeCl3为氧化剂、吡咯为单体,在相转移催化剂冠醚18C6(CE)与聚乙二醇1000(PEG)辅助下合成聚吡咯(PPy)薄膜。利用扫描电子显微镜、热重分析及电化学测试(循环伏安测试、交流阻抗测试)对其结构与性能进行了研究。结果表明,相转移催化剂的加入,促进了氧化剂向油相扩散,抑制了单体向水相扩散,聚合反应为扩散控制反应;加入相转移催化剂得到的聚吡咯薄膜结构规整;无相转移催化剂时聚吡咯薄膜的比电容为47.01F/g,添加0.04mol/L CE后其比电容提高到237.95F/g,提升4倍以上,且循环稳定。

二元复配表面活性剂诱导吡咯界面聚合及电容特性研究

在二元非离子型表面活性剂介入下,采用化学氧化界面聚合法,在0℃下制备聚吡咯薄膜。研究了Span80/Tween80复配体系在界面聚合中对聚吡咯成膜的影响,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析、循环伏安法以及交流阻抗法对聚吡咯膜的性能进行表征。结果表明,在HLB值较低时,聚吡咯微观形貌相互缠结交织在一起,形成孔洞型三维网状形貌;随着HLB值的增加,聚吡咯形貌变得更加均匀和蓬松,最终形成类"水藻"结构;当HLB值为11.0,添加Span80浓度1.12g/L、Tween80浓度1.88g/L时,制备的聚吡咯膜比电容值达100.72F/g,且循环寿命较佳。

纳米MnO_2溶氧电极催化剂制备研究

纳米材料具有特殊的物理化学性能,发展迅速。具有催化功能的纳米二氧化锰材料更是在电催化领域应用广泛。文中采用通过溶胶-乳状液-凝胶法制备了纳米MnO2,探讨了不同的表面活性剂、凝胶剂(三乙胺)的用量对纳米MnO2形貌、粒径和分散性能的影响。随后,研究了不同催化剂含量对空气电极阴极性能的影响进行了研究,探讨了催化层的最佳工艺条件。研究表明:采用溶胶-乳状液-凝胶体系,在油∶溶胶为4∶1,乳状液∶三乙胺体积比为8∶3的条件下制备的纳米二氧化锰,其粒度基本在200 nm以下;采用该二氧化锰制备的空气电极,电极催化层的最佳工艺条件为:催化层中催化剂、活性炭、60%PTFE乳液、助剂的比例为3.0∶2.0∶6.82∶0.05.配合使用80目导电镍网骨架用,合适的防水透气层,在7 mol/L的KOH电解液中,氧还原电流密度最大,可达197.4 mA/cm2,可以形成最大的生氧量68.3 mL/min,性能稳定的溶氧制氧电极。

聚苯胺的FeCl_3掺杂及固化环氧树脂行为研究

聚苯胺是极有前途的导电高分子材料,通过对FeCl_3掺杂聚苯胺的性能及FeCl_3掺杂聚苯胺固化环氧树脂行为的研究,发现随FeCl_3含量的增加,掺杂聚苯胺的电导率先升后降,而密度始终增加;随树脂中FeCl_3掺杂聚苯胺含量的增加,树脂的凝胶时间缩短。据此制备了电导率为1×10^(-5)S/cm的FeCl_3掺杂聚苯胺/环氧树脂浇铸体和翠绿色的导电涂层。并有望进一步将聚苯胺与环氧树脂共混制成既有环氧树脂的良好力学性能,又兼具聚苯胺电磁性能的聚苯胺/环氧树脂复合材料。

《高分子化学》教学中的几点体会

本篇文章介绍了《高分子化学》教学实践中的几点体会和认识。对当前我校相关专业的高分子化学课程教学问题提出了一些个人见解。

聚集诱导发红光材料在生物成像领域的应用

近年,荧光生物成像技术在生物医学领域发展迅速,为生命科学的研究和疾病诊断提供了一种可视化手段。有机荧光染料是一类常用的荧光试剂,具有种类繁多、化学结构和发光颜色易于调节等优势。然而,有机荧光染料大都具有较高的共轭程度和刚性的平面结构,在其良溶剂中发光强烈。由于其疏水性较强,在生物体内容易聚集,导致荧光强度急剧下降,表现出聚集导致荧光猝灭(ACQ)效应,使荧光信号大幅减弱。严重的ACQ效应大大限制了有机染料在荧光成像技术中的实际应用。聚集诱导发光(AIE)材料在溶液中发光微弱甚至不发光,在聚集状态或固态下发出强烈的荧光。聚集是疏水性基团的本性,AIE材料聚集后荧光强度显著增大,这与ACQ材料恰恰相反,从根本上克服了ACQ效应。自AIE材料被发现以来,因其独特的发光性能,引起了各国科研工作者的极大兴趣。随着AIE材料发光机理的揭示,众多的AIE分子被设计合成出来,并在有机发光二极管、荧光探针和生物成像等领域展现出巨大的应用潜力。大部分AIE材料发射蓝光、绿光或黄光,发射红光的AIE材料种类和数量十分有限。然而,红光AIE材料是基础研究和应用研究中必不可少的要素之一,其兼具发射红光和AIE特性,在生物成像领域具有诸多优势。一方面,红光具有穿透能力强、激发能量低、背景荧光干扰小等优点;另一方面,红光AIE分子聚集后能发出强烈的荧光,可以将其应用于生物成像以获得高亮度的荧光;由红光AIE分子制备的纳米粒子,抗光漂白性较强,同时低毒、可控,有望替代无机量子点应用于生物分析和医学成像领域。因此,红光AIE材料在生物成像领域的前景十分广阔。本文列举了一些具有代表性的红光AIE材料,重点介绍红光AIE小分子、物理包覆红光AIE分子形成的纳米粒子、共价键连接红光AIE分子与聚合物形成的纳米粒子及基于红光AIE分子的氧化硅纳米粒子在细胞成像、动物成像等生物成像领域的应用,并对红光AIE材料的设计及其在生物成像领域的应用进行了展望,以期为红光AIE分子的设计制备和应用研究提供参考。

锂硫电池有机电解液研究现状与展望

作为一种高能量密度和绿色环保的储能体系,锂硫电池的发展前景被普遍看好,但是其当前存在的活性材料利用率低、循环性能差、自放电严重等问题,严重制约了实用化进程。放电中间产物多硫化锂在电解液中的溶解与穿梭是导致上述问题的主要原因。人们起初多从改性正极材料入手开展研究工作,但随着认识的不断深入,逐步意识到锂硫电池的另一关键部件——有机电解液亦极大影响着电池性能,因此电解液研究近年来开始备受关注。首先分析了锂硫电池电解液的基本设计理念,然后详细论述了近几年在锂盐、有机溶剂、离子液体、添加剂等方面的研究进展,最后简要展望了电解液今后的发展方向。

导电性聚酰胺/聚苯胺共混物的研究

通过化学方法制备了导电聚苯胺包覆的共聚聚酰胺微粒（ＰＡ／ＰＡＮＩ－ＨＣｌ），运用傅里叶变换红外（ＦＴＩＲ）光谱和紫外／可见（ＵＶ／Ｖｉｓ）光谱表征了其结构．电导率测试表明，ＰＡ／ＰＡＮＩ－ＨＣｌ的电导率服从逾渗规律，逾渗阈值为１７％．由于共聚聚酰胺（ＰＡ）的熔点低，ＰＡ／ＰＡＮＩ－ＨＣｌ在１３０℃时有良好的热塑性，可制成导电性共混高分子材料，但热处理却使电导率下降了１～２个数量级．对ＰＡ／ＰＡＮＩ－ＨＣｌ脱掺杂得到的ＰＡ／ＰＡＮＩＥＢ，在间甲酚中有良好的溶解性，而且当聚苯胺含量低于１０％时，能全部溶解于间甲酚．