高分子材料研究方法课程改革探索

新工科背景下,《高分子材料研究方法》是高分子材料与工程专业的一门重要的专业必修课程。本文结合我校高分子材料与工程专业《高分子材料研究方法》课程的现状与特点,总结了该课程教学中存在的主要问题,从教学内容、教学方法和考核方式等方面提出了课程教学改革探索的具体措施,以适应新工科形势下对课程教学质量和学生综合能力的要求。

萃取精馏分离醋酸-水体系的模拟计算及实验研究

对于醋酸-水体系,其中汽相考虑醋酸分子之间的二聚缔合,液相采用NRTL方程修正其非理性,通过计算得到的计算值与文献值基本一致。选择N-甲基吡咯烷酮作为最佳萃取剂,采用三对角矩阵法对萃取精馏分离醋酸-水体系进行了模拟计算及实验验证。分别考察了萃取精馏塔和溶剂回收塔各操作参数对分离效果的影响。在最佳条件下,一次可以得到质量分数为99.63%的醋酸。通过实验对该模拟结果进行验证,实验值与模拟值基本吻合。

高效铁、镍基催化剂在电催化氮循环中的应用研究

氨具有较高能量密度和易液化的特点,是一种优良的储氢载体,而且储存与运输技术比较成熟,具有非常广阔的产业应用前景,同时氨作为农业与工业生产中的基础原料具有不可替代的作用。然而,目前大规模合成氨仍采用高温与高压的Haber-Bosch工艺,该工艺过程的能耗约占全球总能耗的1.4%,且排放的二氧化碳占据全球温室气体总排放量的1%左右。常温常压下电催化氮气与水合成氨是一种极具潜力的替代技术。但目前电催化氮还原合成氨与直接氨燃料电池技术面临着催化剂活性低、动力学速率缓慢以及法拉第效率低等关键问题。因此,探索高活性与高选择性的新型催化剂用于电催化氮还原与直接氨燃料电池中势在必行。铁基和镍基材料具有出色的本征活性与特有的表面电子结构,作为电催化剂已经引起了广泛的研究兴趣。本论文从Fe基与Ni基电催化剂的设计合成与改性出发,在电催化氮还原与直接氨燃料电池两个方面开展系列工作,利用密度泛函理论计算揭示了Fe基与Ni基催化剂带来的电催化优势。

纳米TiO_2-超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦学特性

利用MM-200型摩擦磨损实验机,考察了纳米TiO2增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料在生理盐水润滑下,与Co-Cr-Mo合金对摩时的摩擦磨损性能,用光学显微镜观察了材料摩擦表面磨痕形貌。结果表明,适当填充纳米TiO2可提高UHMWPE的硬度,显著降低摩擦系数,增强耐磨性。UHMWPE的磨损主要表现为粘着、犁沟及塑性变形,TiO2-UHMWPE复合材料的磨损表现为轻微疲劳磨损。

“高分子材料”专业双语教学的探索与实践

本文论述了南通大学高分子材料与工程专业实施双语教学的必要性,从教材选择、师资力量、教学方式和考核方法等方面探讨了"化纤产品开发及应用"课程的双语教学实践。

液液萃取法分离丙酸甲酯与甲醇水溶液的研究

设计了丙酸甲酯与甲醇水溶液的错流液液萃取分离工艺,通过实验选择水-甘油为萃取剂。考察了静置时间、萃取剂组成比及萃取级数对分离效果的影响。实验结果表明:当静置时间为70 min,萃取剂组成比(V水:V甘油)为1时,经过三级错流液液萃取分离后,丙酸甲酯质量含量可达99.26%以上,此结果为进一步研究提供理论基础。

光热转换相变储能材料的研究进展

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源,但其间歇性与不连续性的特点,一定程度上限制了它的发展与商业化应用。基于有机相变材料的潜热存储技术不仅可以完美地解决太阳能自身存在的缺陷,而且能够有效地将太阳能转换成热能并存储起来。本文综述了有机相变材料进行光热转换与存储的基本方法和机理,浅谈了光热转换材料最新的研究进展以及在节能建筑、个人热管理和电子器件的热管理等领域的应用。最后,对光热转换相变储能材料未来的研究重点进行了展望。

聚酰亚胺基复合材料磨合期的磨损行为

以质量分数20%MoS2改性热塑性聚酰亚胺(TPI)复合材料作为研究对象,在改进后的MPX-2000型摩擦磨损试验机上对该复合材料的磨损量进行了测定;根据材料磨损率变化情况提出了磨合阶段的确定方法,建立磨合期的磨损过程模型;研究了对偶面粗糙度和载荷对磨合期磨损行为的影响,并结合扫描电子显微镜分析了其磨损机理。结果表明:随对偶面粗糙度和载荷的增大,复合材料的磨合时间不断延长;随载荷的增加,磨损率增大,当表面粗糙度为0.34μm时,其值相对较小,二者对磨合期磨损行为的影响方式不同,分别对第三体在接触面中的移动及形成过程具有明显作用;低载荷下主要为磨粒磨损,当载荷增加到0.75MPa后,出现明显的粘着磨损特征。

连续复合精馏法回收丙酮的研究

设计了连续复合精馏装置,精馏段采用浮阀板式结构,提馏段采用φ3×3θ环填料结构.考察了塔顶出料速度、理论塔板数、进料位置及回流比等因素对分离效果的影响.结果表明,复合精馏塔较佳工艺条件为:塔顶出料速度0.32 g/min,理论塔板数41块,进料位置为第30～35块塔板,回流比为2.此时丙酮的质量分数和收率分别达99.08％和98.71％.采用Aspen Plus化工流程模拟软件对连续复合精馏过程进行模拟计算,模拟值与实验值相对误差＜1％.

高分子材料成型原理与工艺课程教改研究

高分子材料成型原理与工艺课程是在原先高分子材料成型原理和高分子材料加工工艺学这两门课程的合并的基础上的一门新课程,围绕该课程的教学内容、教学方法、教学手段及配套实践等环节,进行相应的课程改革的思考及改变,目的在于提升课程质量,培养优秀复合型工科人才。

γ射线辐照尼龙1010的磨擦学特性

用剂量为80 kGy及120 kGy的γ射线分别对尼龙1010进行辐照改性。以淬火45#钢为环试样分别与辐照及未辐照的尼龙1010块试样组成摩擦副,在MM-200环-块磨擦试验机上评价它们在干摩擦、水润滑及油润滑条件下的摩擦磨损行为。用光学金相显微镜观察辐照及未辐照样品磨损后的表面形貌。研究结果发现:γ射线辐照提高了PA1010的干摩擦及油润滑耐磨性能,且辐照剂量越大,耐磨性越好。水润滑条件下,在10 kg的低载下,80 kGy剂量辐照的样品耐磨性最好,而20 kg的高载下,2个剂量辐照后的样品耐磨性都变差了。

聚烯烃弹性体/棕榈酸/中空介孔二氧化硅微球定形相变材料的制备及性能研究

以聚烯烃弹性体(POE)为支撑框架,棕榈酸(PA)为热能存储单元,中空介孔二氧化硅微球(SiO_(2))为定形增强剂,制备了一系列POE/PA/SiO_(2)定形相变材料。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和差示扫描量热仪等对样品的形貌、结构、热性能进行表征。结果表明:SiO_(2)的加入有效提高了定形相变材料的结构稳定性,且当SiO_(2)质量分数增加到5%时,封装效果最优,熔融结晶焓分别为143.9J/g和147.6J/g;经过多次冷热循环测试材料依然能保持较高的焓值,说明该定形相变材料具有良好的热循环耐久性。

多级错流液液萃取法分离醋酸水溶液的研究

以醋酸正丙酯—正丙醇—NaCl的复合溶液为萃取剂,采用多级错流液液萃取法对醋酸水溶液进行分离。考察了静置时间、溶剂比及萃取级数对分离效果的影响。实验结果表明:当静置时间为60 min,溶剂比(S/F)为3∶1时,经过三级错流液液萃取后,萃余相中醋酸的质量含量为0.54%。文章研究结果为进一步研究提供了基础数据。

功能聚合物材料在锂硫电池正极中的研究进展

锂硫电池作为锂金属电池的一种,具有理论比容量和能量密度高、硫价格低廉、环境友好等优点,是最有前景的下一代高容量存储体系之一。但是,硫正极存在多硫化物的穿梭效应的问题,容易导致硫活性物质丧失、容量衰退迅速、循环性能不好等,严重地阻碍了其商业化应用。高分子聚合物材料在结构上具有复杂性、多样性和高度可调性,可以根据应用需求对分子结构进行设计和合成,赋予聚合物材料不同的功能性。本文以功能聚合物在锂硫电池正极中的应用为研究对象,对聚合物硫正极材料以及锂硫电池用聚合物粘结剂的相关研究进展进行了总结。

萃取精馏法从加氢裂解C9芳烃中脱除茚满的模拟与优化（英文）

选择丙三醇为萃取剂,采用ASPEN PLUS化工流程模拟软件对萃取精馏法从加氢裂解C9芳烃中脱除茚满的过程进行模拟计算。考察了理论塔板数、进料位置、萃取剂进料位置、溶剂比及回流比等操作参数对萃取精馏分离效果的影响,并通过正交试验对各操作参数进一步优化。结果表明:当理论塔板数为45、进料位置在第24-26块塔板、萃取剂进料位置为第5块塔板、溶剂比为2.0、回流比为1时,萃取精馏塔顶馏出液中茚满的含量可控制在1%以下。

变压精馏分离乙酸乙酯与甲醇的工艺模拟及优化

基于乙酸乙酯与甲醇的共沸组成随压力的变化较为敏感的特性,提出采用变压精馏分离乙酸乙酯与甲醇的工艺。以NRTL方程为热力学模型,利用ASPEN PLUS模拟软件对此分离过程进行模拟计算,并由汽液相平衡数据对NRTL方程中二元交互作用参数进行回归。考察了高压塔与常压塔的理论塔板数、进料位置及回流比对分离效果的影响。结果表明,变压精馏可用于乙酸乙酯与甲醇的分离,最佳的工艺条件为:高压塔操作压力0.7 MPa,理论板数46,第35块塔板进料,回流比2,塔釜得到摩尔分数大于99.14%以上的乙酸乙酯;常压塔操作压力0.1 MPa,理论板数50,第10块塔板进料,回流比3,塔釜可得到摩尔分数大于99.98%以上的甲醇。

萃取精馏分离异丙醇与甲苯的模拟计算与实验研究

选取N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为萃取剂,以UNIFAC方程为模型,采用Aspen Plus对萃取精馏分离异丙醇(IPA)与甲苯过程进行模拟计算。分别考察了萃取精馏塔与溶剂回收塔的各操作参数对分离效果的影响。在最佳条件下,一次可以得到质量含量为99.33%的异丙醇与99.34%的甲苯。通过实验对该模拟结果进行验证,实验值与模拟值基本一致。