Finite element method for coupled diffusion-deformation theory in polymeric gel based on slip-link model

A polymeric gel is an aggregate of polymers and solvent molecules, which can retain its shape after a large deformation. The deformation behavior of polymeric gels was often described based on the Flory-Rehner free energy function without considering the influence of chain entanglements on the mechanical behavior of gels. In this paper,a new hybrid free energy function for gels is formulated by combining the EdwardsVilgis slip-link model and the Flory-Huggins mixing model to quantify the time-dependent concurrent process of large deformation and mass transport. The finite element method is developed to analyze examples of swelling-induced deformation. Simulation results are compared with available experimental data and show good agreement. The influence of entanglements on the time-dependent deformation behavior of gels is also demonstrated.The study of large deformation kinetics of polymeric gel is useful for diverse applications.

纳米富锂锰基正极材料的合成及性能研究

富锂层状氧化物材料具有较高的比容量,被认为是下一代先进锂离子电池正极材料。采用丙烯酸热聚合法和柠檬酸溶胶-凝胶法分别合成了纳米富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2),并进行Mg^(^(2+))掺杂改性。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪对制备的正极材料进行形貌和结构表征,并组装成纽扣电池进行充放电性能测试和电化学阻抗谱分析。结果表明,丙烯酸热聚合法合成的正极材料粒径均匀,结晶度更高;与未掺杂样品相比,掺杂Mg^(2+)的正极材料首次库伦效率从67.66%提高到73.34%,循环性能显著改善。

高比表面积微米级全多孔二氧化硅微球的制备

介绍了用双模板法制备全多孔硅胶纳米粒子,该法制得的纳米级二氧化硅微球孔径为18.3 nm,比表面积为589.5 m^(2)·g^(-1),孔隙率为2.7 cm^(3)·g^(-1),以制备的硅胶纳米粒子为硅源,利用聚合诱导胶体聚集法制备具有高比表面积的微米级全多孔二氧化硅微球。利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜表征产品的形态,颗粒的尺寸分析在Mastersizer 2000上进行。结果表明,利用该方法能够制备具有较大介孔结构且具有较高比表面积的微米级全多孔二氧化硅微球,制得的二氧化硅微球具有较大介孔,为35.2 nm,比表面积达到756.2 m^(2)·g^(-1),孔隙率为2.0 cm^(3)·g^(-1)。

PPy@Fe_(2)O_(3)核壳结构的复合织物的电磁性能研究

以厚度薄、透气透湿性好的柔性涤棉织物作为基布,采用工艺简单的溶胶-凝胶法和原位聚合法两步制备了PPy@Fe_(2)O_(3)核壳结构的复合织物,并研究了掺杂剂和氧化剂与吡咯的摩尔比对其电磁性能的影响。结果表明:当氧化剂和掺杂剂与吡咯摩尔比为2∶1时,复合织物的反射损耗最小,在13.0 GHz时达到最小值为-7.96 dB,可以吸收84.0%的电磁波,小于5 GHz的带宽达到11.4 GHz(6.6 GHz~18.0 GHz)。

PPy/Fe_(2)O_(3)复合吸波涤棉织物的表征

以涤棉织物为基布,采用工艺简单的溶胶-凝胶法和原位聚合法两步制备了PPy/Fe_(2)O_(3)复合吸波涤棉织物,首先研究了其吸波性能和磁性能,其次通过场发射扫描电镜、红外光谱、X射线衍射谱和X射线光电子能谱,在微观层次对其微观形貌、表面官能团、表面元素以及物相组成进行分析。结果表明:在1 GHz~18 GHz的范围内,反射损耗在11.9 GHz处达到最低,为-13.6 dB,可以吸收95.6%的电磁波,有效吸波带宽达到5.6 GHz(8.6 GHz~14.2 GHz);复合织物的磁滞回线显示剩余磁化强度为0.002 emu/g,矫顽力为82.53 Oe,呈现弱铁磁性。制备的Fe_(2)O_(3)呈现不规则块状、制备的PPy呈现菜花状,附着在纤维表面。

气体响应性聚合物接枝二氧化硅的设计与制备

采用改进的溶胶-凝胶法制备SiO_(2)微球,选择正硅酸乙酯为实验原料,氨水为催化剂,在SiO_(2)微球表面进行接枝聚合,制得气体响应性聚合物。利用傅里叶转换红外光谱仪(FT-IR)表征SiO_(2)微球及其接枝聚合物的结构特征、扫描电子显微镜(SEM)表征SiO_(2)微球及其接枝聚合物的形貌特征、热失重分析(TG)表征SiO_(2)微球接枝聚合物的接枝率、动态光散射仪(DLS)测量SiO_(2)微球和气体响应性聚合物的粒径及分布;通过Zeta电位变化验证接枝聚合物的气体响应性和循环稳定性。结果表明,向聚合物中通入CO_(2)气体可以使Zeta电位值发生突变,再通入N_(2)则Zeta电位得到恢复,证明了制得的接枝聚合物具有气体响应性和循环稳定性。实验结果为设计和制备SiO_(2)微球气体响应性聚合物提供了有益的参考。

聚合凝胶法制备TiO_2凝胶的实验研究

本文采用聚合凝胶法制备TiO2 凝胶 ,实验以钛酸四丁酯为前驱物和冰醋酸为螯合剂 ,研究了不同条件下 (加水量、加酸量、温度、溶剂种类、溶剂用量以及环境条件等 )TiO2 凝胶的制备过程 ,得出了最佳工艺条件 。

超细WO_3粉体的制备及表征

通过胶溶法、溶胶 凝胶法、聚合 络合法合成了超细三氧化钨粉体。并对 3种制备方法的不同制备条件进行了探讨 ,实验发现不同制备条件对三氧化钨粉体粒径有较大影响 ,研究得出了每种方法的最佳制备条件。胶溶法中pH约为 4.60 ,静置 2 4h ,加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度为 0 .15mol·L- 1 ;溶胶 凝胶法中pH约为 2 .3 1,加入草酸和CTAB浓度分别为 0 .40和 0 .2 0mol·L- 1 ;而聚合 络合法中前驱体在 2 5 0℃干燥后 ,在 60 0℃煅烧接着再在 65 0℃煅烧。用激光粒度仪、比表面测定仪、XRD和TEM对产品进行了表征 ,结果表明所制三氧化钨为正交晶系 ,平均粒径在 5 0～ 2 0 0nm。团聚粒子大小不均 ,粒径范围较宽 ,颗粒为不规则形状。胶溶法制备的粒子的粒径较其他两种方法更小、更均匀。

PMMA/SiO_2杂化凝胶材料的研究

利用两步酸、碱催化溶胶－凝胶法及原位聚合法制备ＰＭＭＡ／ＳｉＯ２（聚甲基丙烯酸甲酯ＳｉＯ２）杂化凝胶，并对该材料进行红外分析，研究不同工艺条件下ＰＭ－ＭＡ／ＳｉＯ２杂化凝胶结构及性能。

尼龙6纳米复合材料研究进展

综述近年来国内外尼龙 6(PA6)纳米复合材料的研究现状。基于各种不同制备方法,将其分为PA6 /聚合物分子复合材料、PA6 /无机层状物纳米复合材料和PA6 /其它无机纳米粒子复合材料三类;重点介绍了这三类PA6纳米复合材料的性能、制备等的研究进展。

拜耳法赤泥改性-凝胶法制备聚合氯化铝铁研究

以改性拜耳法赤泥为原料,用盐酸浸取赤泥,将赤泥中的铝和铁溶出,采用凝胶法制备氢氧化铝和氢氧化铁,经聚合制备出高效絮凝剂聚合氯化铝铁。重点对制备聚合氯化铝铁的酸溶工艺参数进行研究,同时采用得出的最优工艺参数进行了产品制备,并对产品进行了絮凝性能实验。结果表明,制得的聚合氯化铝铁产品絮凝效果良好。该工艺为拜耳法赤泥的综合利用开辟了一条新途径。

Li_4Ti_5O_(12)-聚苯胺复合材料的合成与表征

以醋酸锂和钛酸四丁酯为原料,以乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12;以苯胺、过硫酸铵为原料,以盐酸为溶剂,采用原位聚合法合成Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料。采用X-射线衍射、红外光谱和电化学测试等对复合材料进行了表征。结果表明,聚苯胺的加入明显提高了Li4Ti5O12的电子导电性能,Li4Ti5O12-PAn复合材料具有比Li4Ti5O12更好的高倍率性能和循环稳定性。0.1C和2.0C放电时Li4Ti5O12-PAn的放电容量达到了191.3和148.9mAh·g-1,经80次循环后二者平均每次循环容量衰减率分别为0.13%和0.61%。

不同形貌钡铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波性能

采用溶胶-凝胶法分别在650、750、850、950℃下制备钡铁氧体,发现不同温度下制备的钡铁氧体形貌、大小以及分布明显不同.通过原位聚合法合成了不同形貌钡铁氧体/聚苯胺复合材料,红外光谱显示,聚苯胺的吸收峰由于钡铁氧体的掺入发生轻微的蓝移,证明2物质之间有化学相互作用.煅烧温度在750℃以上时,所制备的钡铁氧体结晶良好,并随着煅烧温度的升高,钡铁氧体的形貌由棒状变成片状或球形.850℃煅烧制备的钡铁氧体分散性良好,部分呈片状,其与聚苯胺组成的复合材料吸波性能最好,当涂层厚度为4mm时,它在6.9GHz频率取得最大反射损耗值-17.1dB,在5.7～8.7GHz频率反射损耗均低于-10dB,说明制备出了分散性良好、形貌独特的钡铁氧体,可以有效提高钡铁氧体聚苯胺复合材料的吸波性能.

改性拜耳法赤泥制备高纯度聚合氯化铝

以改性拜耳法赤泥为原料,采用碳酸钠碱溶法溶出改性赤泥中的氧化铝和利用碳酸化分解处理制得高活性酸溶氢氧化铝凝胶,在一定温度条件下,加入到一定量的盐酸溶液中反应制备出高盐基度纯聚合氯化铝。产品质量达到GB 15892—2003《水处理剂聚氯化铝》饮用水处理优等品要求。该工艺为拜耳法赤泥的综合利用开辟了一条新途径。

高聚合度聚氯乙烯分子量及其分布的测定

采用凝胶渗透色谱法(GPC)和粘度法分别测定了北京化工二厂和武汉葛店化工厂生产的高聚合度聚氯乙烯(HPVC)的分子量及其分布。实验结果表明:上述两厂生产的HFVC平均聚合度均在2000以上,符合高聚合度聚氯乙烯平均聚合度应在1700以上的要求,并且实验结果与生产厂提供的技术指标基本一致;基于实验条件和文献中选取的K、α值不同,GPC法和粘度法的实验结果存在一定的误差。

缓释型氟氯氰菊酯纳米胶囊的研制

目的以丙烯酸酯共聚物为囊皮，采用凝胶-乳液聚合法制备了缓释型氟氯氰菊酯纳米胶囊。方法经粒度分析仪测定和透射电镜观察。结果在亲水性单体（AA）用量为2％～8％，囊材用量为10％～15％时，纳米胶囊粒子呈球形，分散均匀，平均粒径在50～100nm之间。结论紫外分光光度法测其释放速率，纳米胶囊中的氟氯氰菊酯的残留量于50℃±1℃的环境中，可长时间保持一个较高水平，表明该杀虫剂具有明显的残效性。

金属醇盐法制备Ta_2O_5气凝胶

以乙醇钽为前驱物,采用金属醇盐溶胶-凝胶技术,获得了Ta2O5湿凝胶,分析了不同条件下的溶胶-凝胶过程,并初步探讨了凝胶过程机理。Ta2O5的溶胶-凝胶过程主要受到水量、催化剂用量及钽源浓度等因素的影响:体系在强酸性条件下凝胶,且随着酸性的增强,体系凝胶时间明显缩短;当水量较少时,凝胶时间随水量的增加而增加,但当水量增加到一定程度时,体系凝胶时间基本不变;实验证明,通过增大溶剂用量,体系凝胶时间延长,气凝胶理论密度降低。通过对溶胶-凝胶过程的控制,结合超临界干燥技术,获得了密度低至44 mg/cm3的Ta2O5气凝胶样品。

制备方法对尖晶石Li_4Ti_5O_(12)负极材料性质的影响

采用高温固相法、热聚合法和改良溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电及电化学阻抗表征了合成产物的结构、形貌及电化学性能。结果表明,溶胶-凝胶法合成的粉末为纯相Li4Ti5O12,而高温固相法和聚合法合成的Li4Ti5O12则存在TiO2杂相。高温固相法合成的Li4Ti5O12粉末晶粒最大,溶胶-凝胶法合成的粉末晶粒最小,分布最为均匀,晶粒尺寸约为80 nm。高温固相法、热聚合法和溶胶-凝胶法制备的Li4Ti5O12粉末首次放电容量分别为161.6、165.9 mA·h/g和171.5 mA·h/g,循环25次后的容量保持率分别为84.7%、87.7%和94.3%,溶胶-凝胶法合成的Li4Ti5O12粉末电化学性能最好。

Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料的制备与电化学性能

以醋酸锂和钛酸四丁酯为原料，以乙醇为溶剂，采用溶胶．凝胶法制备Li4Ti5O12；以苯胺、过硫酸铵为原料，以盐酸为溶剂，采用原位聚合法合成Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料。采用x射线衍射、红外光谱和电化学测试等对复合材料进行了表征。结果表明，聚苯胺的加入明显提高了Li4Ti5O12的电子导电性能，Li4rri5O12-PAn复合材料具有比Li4Ti5O12更好的高倍率性能和循环稳定性。0.1C和2.0C放电时Li4Ti5O12-PAn的放电容量达到了191．3和148．9mAh．g^-1，经80次循环后二者平均每次循环容量衰减率分别为0．13％和0．61％。

LiFePO_4/C复合材料的溶胶凝胶法制备及电化学性能

用原位聚合法制备Fe PO4/PANI,以此为前驱体采用溶胶凝胶法制备LiFePO4/C复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构及表面形貌进行表征,采用充放电测试研究材料的电化学性能。结果显示样品具有较好的倍率性能和循环性能,在650℃下合成的样品具有最高放电比容量,0.2 C下放电比容量达到165.8 m Ah/g,接近理论比容量170 m Ah/g。