尼龙6的催化水热解聚工艺与动力学

在553K-603K条件下,以水为反应介质,引入环境友好的杂多酸催化剂研究尼龙6的解聚反应,比较了催化和非催化条件对解聚的影响。对固体产物进行红外光谱和热失重分析,液相产物采用色谱-质谱联用仪和液相色谱定性与定量分析。结果表明,磷钨酸可提高尼龙6的解聚速率和ε-己内酰胺产率。解聚产物除ε-己内酰胺外,还含有少量的6-氨基己酸和低聚物。探讨了尼龙6的催化解聚动力学,求得解聚速率常数和反应活化能。

有机-无机杂化环氧涂层的合成与性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂。采用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂。研究了水解单体和用水量对涂层性能的影响。结果表明:当水与水解单体物质的量比为4∶1时,杂化涂层附着力为1级,硬度为4H,耐盐雾时间达到360 h。电化学测试表明,在低频区杂化涂层阻抗值可达105Ω·cm2,比铝合金裸板阻抗值高出2个数量级。表现出良好的防腐蚀性。热重分析显示,杂化树脂具有优异的热稳定性能。利用红外光谱与核磁共振分析了杂化涂层的组成和结构;同时,探讨了溶胶-凝胶杂化涂层的反应机理。

纳米Al_2O_3增强杂化环氧复合涂层的制备与性能

采用正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为水解前驱体,γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为偶联剂,利用溶胶-凝胶法合成了有机-无机杂化环氧树脂,研究了纳米Al2O3对复合涂层性能的影响规律。结果表明,复合涂层的力学性能和耐腐蚀性能优于未添加纳米Al2O3的涂层。当添加15%的纳米Al2O3时,涂层硬度由4H提高到6H,耐盐雾时间从360h增加到620h。电化学分析显示,腐蚀电流密度由1.53×10-6 A/cm2下降到5.07×10-8 A/cm2,阻抗值从5.0×105Ψ·cm2增加至6.3×106Ψ·cm2。涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡30d后,阻抗均保持在105Ψ·cm2以上。SEM分析表明,纳米Al2O3显著增强了涂层的致密性。

水性纳米复合散热降温涂料的制备及其性能研究

以水性有机硅树脂为基料,采用SiC为填料制备了水性散热降温涂料。实验考察了SiC填料的添加量、粒径以及涂层厚度等因素对涂层散热性能的影响;同时对涂层的耐热性能和电绝缘性能作了研究。结果表明,当SiC填料的粒径为60nm,用量为基体质量的30%,涂层厚度为42μm时,散热涂层的降温温差最大,为11.5℃;另外,涂层的SEM照片显示,在SiC填料用量为基体质量的30%时,相对于微米SiC填料,纳米SiC填料分散均匀且填料彼此间粘结更为紧密;利用TGA测试显示,在SiC用量为基体质量的30%时,涂层在200℃下的热失重在0.4%以内,都能在200℃高温下长期使用;介电常数测试表明,在SiC用量为基体质量的30%时,涂层的介电常数都不超过6.0,表现出良好的介电性能。

水性纳米ZrO_2/环氧聚硅氧烷杂化防腐涂层的制备与性能

采用水性纳米ZrO_2溶胶与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为原料,通过溶胶-凝胶方法,制备了水性有机无机杂化防腐涂层。实验研究了ZrO_2/GPTMS摩尔比对涂层耐盐雾性能及电化学性能的影响。实验结果表明,涂层的耐腐蚀性能随着摩尔比的增加呈现先增强后下降的趋势,其中1∶5涂层的耐腐蚀性能最强,耐盐雾时间达到1 500h,是未涂覆涂层样板耐盐雾时间的20倍左右,电化学交流阻抗为107Ω·cm2,腐蚀电流密度为5.84×10-10 A/cm2。从1∶5涂层的SEM照片发现,涂层中纳米ZrO_2粒子分散均匀,无团聚现象。另外,TG分析表明,涂层的热稳定性能随着摩尔比的增大而增加。

聚醚胺固化环氧有机硅杂化涂层的制备及防腐蚀性能研究

使用3种不同结构的聚醚胺(Jeffamine D230,D400,T403)分别固化环氧有机硅杂化树脂制备出有机-无机杂化涂层,并与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)固化的杂化涂层在机械性能、附着力和防腐蚀性能上进行了比较。研究结果表明,与APTES相比,聚醚胺可以提高杂化涂层的耐冲击高度1倍以上;聚醚胺D230和T403没有降低杂化涂层的硬度,而D400降低了杂化涂层的硬度;聚醚胺可以明显提高杂化涂层的初始附着力,同时大幅改善了涂层在老化过程中的"湿附着力"。采用盐雾实验和交流阻抗测试研究了杂化涂层的耐腐蚀性能,结果表明聚醚胺固化剂明显改善了APTES固化杂化涂层的易开裂性,并提高了杂化涂层的耐腐蚀性能。

高温高压水中干酪根热解的拉曼光谱原位研究

利用对顶砧压腔装置,以金刚石作为顶砧,通过观测和采用拉曼光谱对干酪根在高温高压水中热解的具体过程进行了原位研究。由于金刚石顶砧只在约1 332 cm-1波数出现一个很强很尖锐的峰,因此用于压标的石英、介质水以及样品干酪根的拉曼峰都未受影响。测试了在450℃和850 MPa条件下干酪根变化的拉曼峰。随着温度和压力的增加,干酪根在1600 cm-1波数附近由于芳香环振动引起拉曼峰的最大峰位置(mνax)和半高宽(FWHM)存在转折变化。在干酪根热解之前,其芳香环结构和无序结构之间的缺陷向有序化变化。而对于干酪根的热解过程,先是热解为液相碳氢化合物,随后进一步热解为更小分子的成分,如CH4。干酪根的热解过程与压力密切相关,增加压力对热解存在抑制作用。

水性纳米Al_2O_3/聚硅氧烷杂化镁合金防腐涂层的制备及性能

以水性纳米Al_2O_3溶胶、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为原料,采用溶胶凝胶法,制备了水性纳米Al_2O_3/聚硅氧烷杂化镁合金防腐涂层。采用电化学交流阻抗技术、动电位极化曲线等手段研究了纳米Al_2O_3/(GPTMS+MTMS)摩尔比对涂层的耐腐蚀性能的影响。结果表明,涂层的耐腐蚀性能随着摩尔比的增大呈现先增强后下降的趋势,其中摩尔比为1∶5的杂化涂层耐腐蚀性能最佳,在3.5%Na Cl溶液中浸泡75 h后的交流阻抗值为6.68×10~6Ω/cm^2,腐蚀电流密度为4.19×10^(-9)A/cm^2,比裸露AZ31B基板的腐蚀电流密度降低了4个数量级。另外,涂层的扫描电镜照片显示,纳米Al_2O_3粒子均匀分散于涂层之中,粒子与有机物粘连紧密,无明显的团聚现象。

杂多酸催化废尼龙水解再资源化的研究

采用12-磷钨酸作为催化剂,初步研究了尼龙6(聚己内酰胺)水解获得6-氨基己酸过程中反应时间和催化剂用量的影响。结果显示催化剂用量越多,尼龙-6的降解速率越快。对于相同的催化剂用量,反应开始的时候时间的增加水解速度也明显增加,达到一定时间后水解几乎达到平衡,时间的增加降解产物6-氨基己酸产量的变化很小。

地球内部水与无机成烃

地球内部水是广泛存在的,由于高温高压作用使其具有独特的物理和化学性质,它对于烃类物质生成和运移都具有重要的意义。在地球内部,水与无机矿物作用产生H2或者O2,对C-O-H流体平衡存在影响,这是烃类物质形成和稳定的重要因素。地球内部高温高压水热流体一方面为有机反应提供高效的介质,另一方面它直接作为反应物与碳酸盐和金属碳化物反应生成烃类物质。对于地球早期有机物形成和水热条件下有机物的主要合成反应——费托反应,其重要的成烃物质H2主要由水与矿物作用产生,这是目前较为认同的地球内部无机成烃的重要方式。

苯基三甲氧基硅烷改性纳米纤维素纸基阻隔涂层的制备及性能

采用苯基三甲氧基硅烷为改性剂,对纳米纤维素(CNF)进行改性处理,随后将其涂覆于普通A4纸表面,经固化制得苯基三甲氧基硅烷改性纳米纤维素纸基阻隔涂层。利用视频光学接触测量仪和电子拉力机分别对空白纸、纳米纤维素纸基涂层(CNF涂层)、苯基三甲氧基硅烷改性纳米纤维素纸基涂层(M-CNF涂层)的疏水性和力学性能进行了测试。结果表明,M-CNF涂层样品表面的水接触角为120.3°,相比于空白纸提高了17.2°,具有较强的疏水性。M-CNF涂层样品的拉伸强度、弹性模量和韧性相比于空白纸分别提高了314.7%、332.8%和297.9%,样品表现出较强的力学性能。对涂层的阻隔性能测试显示,M-CNF涂层样品的空气透气度为2837s/25cm^3,相比于空白纸降低了1233倍;水蒸气透过率为3.586×10^3 g/(m^2·24h),相比于空白纸张下降了50.0%,阻隔性能较强。另外,M-CNF涂层样品的扫描电镜照片显示,粘连紧密的三维网络结构填补了CNF涂层未能填充的剩余纸张孔隙,赋予了涂层较强的阻隔性及韧性。

纳米硅溶胶改性及其在水性聚氨酯乳液中的应用

采用硅烷偶联剂（KH560）对纳米SiO：溶胶进行表面改性，然后将其与水性聚氨酯乳液（wPu）共混制备了WPU／SiO：复合乳液。通过纳米粒度仪测定了不同偶联剂含量改性SiO：溶胶的粒径及其分布；采用TEM、FT-IR、TGA等对复合乳液及其涂膜进行表征，探讨了改性纳米溶胶含量对复合乳液及其涂膜性能的影响。结果表明：当纳米SiO：溶胶与KH560摩尔比为6：1时，该改性纳米SiO：溶胶的粒径最小且分布较为均一；KH560的加入使纳米SiO：粒子更均匀的分散在聚氨酯乳液中，且SiO：粒子与聚氨酯乳液之间存在一定键合作用，使涂层的耐热性得到显著增强；当改性SiO：溶胶添加量为5％一10％时，涂膜的硬度、耐磨性、耐划伤性、耐水性等性能明显提高。

加成型高折射纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层的制备和性能研究

以甲基乙烯基二甲氧基硅烷（MVDMS）、二苯基二甲氧基硅烷（DPS）和正丁醇锆为原料,异丙醇为反应介质,采用溶胶-凝胶法制得纳米ZrO2/乙烯基有机硅杂化树脂。然后在铂催化剂作用下,由乙烯基杂化树脂与苯基含氢硅油通过加成缩合,制得加成型纳米ZrO2/有机硅杂化涂层。研究了ZrO2摩尔分数对涂层的光学性能和热稳定性能的影响。结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在99%以上;涂层的折射率随ZrO2摩尔分数的变化在1.583-1.628内连续可调;涂层的热稳定性随着ZrO2摩尔分数的增加而降低。树脂的TEM显示ZrO2粒子均匀分散于杂化树脂中,粒径〈15nm,无团聚现象。另外,LED灯具的封装结果显示,以ZrO2摩尔分数为30%的杂化树脂封装的LED出光效率可达125.1%。

高折射含钛有机硅杂化涂层材料的制备及性能研究

采用钛酸四正丁酯（TBOT）、二苯基二甲氧基硅烷（DPS）为原料,分别与两种不同烷基链长度的硅烷（正己基三甲氧基硅烷（C6TMS）和十二烷基三甲氧基硅烷（C12TMS））通过水解缩聚反应,制备了两种含钛有机硅杂化溶胶BTS 和CTS. 实验研究了TBOT含量和烷基链长度对涂层热稳定性、耐热老化、折射率、透过率等性能的影响.结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在98%以上;通过调节Ti含量,BTS与CTS 系列涂层的折射率分别在1.5584-1.6137和1.5721-1.6515内连续可调.热重分析与耐热老化测试结果显示,杂化涂层的热稳定性和耐黄变性能与烷基基团碳链长度成正比,与Ti含量成反比.文章还对引起杂化涂层黄变的机理进行了初步探讨.

共溶剂对超临界CO_2注入技术制备聚丙烯/SiO_2纳米复合材料的影响(英文)

采用超临界CO2注入技术制备聚合物-无机纳米粒子复合材料,以乙醇作为共溶剂,在超临界CO2中将正硅酸乙酯(TEOS)注入到聚丙烯(PP)中,重点研究共溶剂乙醇对TEOS在PP中注入率的影响.实验结果表明注入率随着共溶剂加入先增加后减小.同时研究了在共溶剂的存在下其他实验条件对注入率的影响.并采用卢瑟福背散射能谱法(RBS)分析了聚丙烯/SiO2纳米复合材料的注入元素深度分布,发现Si元素在PP中的浓度分布不均匀,随着深度的增加而减小.

UV固化环氧/SiO_2杂化涂料的稳定性与阻燃性能

以正硅酸乙酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,采用溶胶-凝胶方法制备了一系列不同摩尔比的SiO_2溶胶。将溶胶与活性稀释剂三丙二醇二丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯树脂混合得到UV固化杂化涂料。对杂化涂料的保存稳定性进行了详细分析;利用红外光谱对溶胶及涂料结构进行了表征;通过热重分析、微量量热(MCC)等测试方法研究了SiO_2含量对杂化涂层热稳定性、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,添加SiO_2有利于提高杂化涂层的热稳定性和力学性能。当SiO_2溶胶质量分数为50%时,杂化涂层的硬度从3H增加到6H。耐磨系数从0.0852g/100r下降到0.0606g/100r。MCC分析显示,溶胶质量分数为40%的杂化涂层热释放峰值和热释放总量较有机涂层分别下降了41.98%和41.12%,表现出良好的阻燃特性。

L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层的制备及性能

采用L-色氨酸(L-Trp)为改性剂,对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,随后将改性的氧化石墨烯分散于水性环氧树脂中,再经聚酰胺固化剂固化,制得L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等测试手段分别对水性环氧树脂涂层、氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层以及L-色氨酸改性氧化石墨烯复合水性环氧树脂涂层(L-Trp/GO/epoxy)的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,L-Trp/GO/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.16×10^7Ω·cm^2,比环氧树脂涂层提高了近103倍,耐腐蚀性能最强。另外,从L-色氨酸改性氧化石墨烯的透射电镜照片发现,经L-Trp改性的GO从多层被剥离为更薄的片材,并均匀分散于水溶液中。L-Trp/GO/epoxy涂层的扫描电镜照片显示,涂层表面平整光滑致密,GO片材与基体树脂粘连紧密,无明显团聚现象。

纳米Al_2O_3溶胶复合水性聚苯胺环氧树脂涂层的制备及性能

以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为改性剂,对纳米氧化铝溶胶进行改性处理,随后将其分散于聚苯胺/水性环氧树脂中,再经固化剂固化,制成纳米氧化铝溶胶复合涂层。利用电化学交流阻抗、动电位极化曲线等手段分别对水性环氧涂层(epoxy)、纳米氧化铝溶胶改性水性环氧涂层(Al_2O_3/epoxy)、聚苯胺复合水性环氧涂层(PANI/epoxy)以及纳米氧化铝溶胶复合聚苯胺/水性环氧涂层(Al_2O_3/PANI/epoxy)的耐腐蚀性能和力学性能进行了研究。结果表明,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后的交流阻抗值为2.87×10~7Ω·cm^2,比epoxy涂层提高了3个数量级,防腐能力最强。该涂层的附着力为0级,硬度为6H,均高于其他涂层。另外,Al_2O_3/PANI/epoxy涂层的SEM照片显示,纳米Al_2O_3粒子与聚苯胺及环氧树脂粘连紧密,无明显的团聚。并发现在涂层与金属界面间出现了致密钝化层。

异丙基三油酸酰氧基钛酸酯改性纳米纤维素阻隔涂层的制备及性能

采用异丙基三油酸酰氧基钛酸酯(KR-TTS)为改性剂,对纳米纤维素(CNF)材料进行改性处理,然后将它涂布于A4纸表面,经烘烤固化制成KR-TTS改性纳米纤维素阻隔涂层。采用接触角测量仪及电子拉力机对空白纸、纳米纤维素纸张涂层(CNF涂层)以及采用不同KR-TTS/CNF质量比改性的纳米纤维素纸张涂层(K-CNF涂层)的疏水性能及力学性能进行了表征。结果显示,KR-TTS/CNF质量比为1∶1的K-CNF涂层对水的接触角最大,为113.4°,相比于CNF涂层提高了98.4°,具有较强的疏水性。该涂层的拉伸强度、杨氏模量和韧性相比于CNF涂层分别提高了156.73%、101.69%和430.41%,显示出了强的力学性能。涂层阻隔性能测试结果表明,KR-TTS/CNF质量比为1∶1改性涂层空气透气度达25234 s/25 cm^(3),相比于CNF涂层降低46.65倍;水蒸气透过率为1203.67 g/m^(2)·24 h,相比于CNF涂层下降了73.47%,阻隔性能比较强。另外,改性涂层的SEM照片显示,缠绕紧致的三维网络构造填补了CNF涂层中未填充的空间,形成了具有强大阻隔性及韧性的致密涂层。

In Situ Raman Spectroscopy Study on Dissociation of Methane at High Temperatures and at High Pressures

We investigate the stability and dissociation of methane, which is the most abundant organic molecule in the universe, using diamond anvil cell （DAC） with in situ Raman spectroscopy up to 903K and 21 GPa. At the temperatures of 793 and 723 K and the corresponding pressures of 16.15 and 20.30 GPa, methane dissociates to form carbon ＇soot＇ and heavier hydrocarbons involving C=C and C≡C bonds. However, if the pressure is not very high, methane remains stability up to the highest temperature of 903 K of the work. The four symmetric C-H bonds of methane split at high temperatures and at high pressures, and there is at least one phase transition of crystalline symmetry from face centred cubic （fcc） to hexagonal close packed （hcp） before dissociation.