一种高起始膨胀温度及高膨胀性能可膨胀石墨的制备

可膨胀石墨作为典型的物理膨胀阻燃剂具有瞬间膨胀力强、无滴落、短时间内将火熄灭等优点.为了合成高膨胀性能,较高起始膨胀温度的可膨胀石墨,实验考察了KMnO4用量、H2SO4浓度及其用量、反应温度等因素对可膨胀石墨的起始膨胀温度及膨胀容积的影响.根据L9(34)正交实验结果筛选出了制备高起始膨胀温度及高膨胀性能的可膨胀石墨实验方案:m(C)∶m(KMnO4)∶m(质量分数98%H2SO4)=1.0∶0.15∶4.0,硫酸的质量分数为50%,在45℃下反应30min,得到起始膨胀温度为300℃、膨胀容积为360mL/g的可膨胀石墨.添加质量分数30%的可膨胀石墨可以使乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的氧指数由20%提高到28.1%,表明可膨胀石墨具有良好的阻燃性能.

利用封闭剂制备高起始膨胀温度可膨胀石墨

以天然鳞片石墨为基质,85%的硫酸为插入剂,高锰酸钾为氧化剂,经氧化、插入、封闭、陈化等过程,制备出起始膨胀温度310℃、膨胀容积270mL/g的高起始膨胀温度的可膨胀石墨。研究了可膨胀石墨起始膨胀温度、膨胀容积的影响因素;得出了制备高起始膨胀温度可膨胀石墨的最佳反应条件及物料配比;提出了使用封闭剂制备可膨胀石墨的新方法,该法与传统方法相比,制品起始膨胀温度提高近50℃。

CO_2膨胀温度对不同等级烟叶加工质量的影响

为了研究不同等级的烟叶在不同的CO2膨胀温度条件下,膨胀后烟丝的物理指标、感官质量的变化规律,选取有代表性的烟叶进行小配方模块设计,对各叶组模块分别在240,280,320℃进行膨胀试验。结果表明:上部烟叶耐加工性较好,比较适宜较高的温度进行CO2膨胀加工;中部烟叶比较适宜较低的膨胀温度,以保留烟气的香气和浓度;下部烟叶组织疏松,耐加工性较差,比较适宜较低的膨胀温度;而杂色叶本身感官品质较低,杂气、刺激性较大,对于膨胀后感官质量而言,比较适宜高温膨胀,但膨胀后烟丝结构、填充值略低。

气体膨胀成型法膨胀温度对微结构参数的影响

为研究气体膨胀成型法中,膨胀温度对微结构几何参数的影响,采用数值模拟方法分析了微气泡几何参数随膨胀温度的变化规律。结果表明,对于半径和深度分别为50和100μm的模板孔而言,膨胀温度50℃是其形成微气泡的临界温度;对于半径和深度分别为100和400μm的模板孔而言,在80~5000℃的范围内,微气泡直径仅从200μm增大至700μm,高度从100μm增大至700μm。这表明,气体膨胀成型法中微气泡的形成存在临界膨胀温度;当膨胀温度达到临界膨胀温度并且继续升高时,微气泡体积膨胀被分摊到直径方向和高度方向,因此,单纯调整膨胀温度难以实现微气泡参数的大范围调节。

膨胀温度对膨胀石墨孔结构的影响

研究膨胀石墨孔结构的变化规律、探索有效调节孔结构的方法,以提高膨胀石墨的吸附性能.以50~60目的天然鳞片石墨为原料,以K2Cr2O7、HNO3、HClO4和CH3COOH为氧化插层剂,制备出可膨胀石墨;将可膨胀石墨在300~900℃下加热,制备出不同膨胀体积的膨胀石墨.通过SEM和N2吸脱附研究了膨胀温度对膨胀石墨孔结构的影响.结果表明:随着膨胀温度的升高,膨胀石墨的膨胀体积增大;在膨胀石墨表面的孔由呈V型开裂向卷曲开裂转化;膨胀石墨内部小孔的含量逐渐增多,而且孔容和比表面积均增大,二者与膨胀体积几乎呈线性关系;在膨胀温度小于800℃下,膨胀石墨的平均孔径均为3.93nm,而在900℃时,平均孔径减少为2.46nm.

不同膨胀温度对卷烟主流烟气7种Hoffmann成分释放量的影响

[目的]研究膨胀温度对卷烟主流烟气中7种Hoffmann成分(CO、NNK、NH3、HCN、BaP、巴豆醛、苯酚)释放量的影响。[方法]采用不同膨胀温度处理后的烟丝卷制卷烟,测定其烟气中7种Hoffmann成分的释放量。[结果]同一膨胀模式下,温度变化对NH3、苯酚和BAP的释放量有一定影响,对CO、NNK、HCN和巴豆醛则无显著影响;CO2膨胀方式下7种Hoffmann成分的释放量较小;降低膨胀温度在一定程度有利于降低卷烟危害性指数。[结论]该研究为低危害卷烟工艺设计参数的优化选择提供了依据。

超稳腔零膨胀温度点的精细测量方法研究综述

利用超低热膨胀系数的Ultra-Low-Expansion(ULE)材料加工成超稳腔,并将其温度控制在零膨胀系数的温度点是获得低频率漂移速率的关键。超稳腔零膨胀温度点的测量在超稳激光研究领域中起到关键作用,零膨胀温度点下的低漂移速率超稳激光对能级跃迁谱线的精密测量有着重要意义。本文阐述了基于超稳腔的Pound-Drever-Hall(PDH)激光稳频基本原理,介绍了超稳激光重要性能指标的测量方式,详细介绍了参考腔拍频法、光梳测量法、光钟测量法三种超稳腔的零膨胀温度点测量方法,具体分析了它们的使用条件和工作原理,并进行了实验验证。最后对零膨胀温度点精细测量方法的未来发展方向进行了总结与展望,为促进超稳激光技术的进一步发展提供借鉴。

对膨胀防火密封材料起始膨胀温度测试方法的研讨

通过大量测试、分析发现要客观真实地表征膨胀密封件的起始膨胀温度,应该联合使用TGA和TMA等技术手段进行综合的测试和分析。

冰温度膨胀力的有限元分析

本文在对冰温度膨胀力的作用机理作简要分析的基础上,将有限元方法引入到冰温度膨胀力的计算中,对工程中常见的两类边界条件(即固定约束和摩擦约束)下的冰温度膨胀力进行了计算。通过对计算结果的分析,得到以下结论:从与现场实测数据的比较来看,有限元计算的结果比较合理,可以在设计中应用;冰盖一侧固定约束、另一侧摩擦约束时,冰作用于固定约束边上的膨胀力会产生高度的应力集中;两侧都是摩擦约束的膨胀力远小于其它约束时的冰膨胀力;温升率对直立墙上冰膨胀力沿冰厚分布的影响远大于对斜坡的影响。

冰温度膨胀力对渡槽结构影响的有限元分析

在对冰温度膨胀力进行简要分析的基础上,采用冰的黏弹性模型,将有限元方法引入冰温度膨胀力对预应力混凝土渡槽结构影响的计算中.针对工程中常见的受固定约束的冰层对渡槽结构的影响进行有限元建模计算.通过分析可知,冰温度膨胀力会使底板上侧靠近边墙附近产生较高的应力集中,会引起局部结构的破坏.同时,对模型进行冰层厚度和不同温升时间的敏感性分析.结果表明,当温升时间相同时,冰温度膨胀力会随着冰层厚度的增大而增加.

置于超高真空环境且控温的超稳光学腔的腔线宽及零膨胀温度点测定

高精细度超稳光学法布里-珀罗腔可以提供高精度的频率标准和频率分辨能力,在光学频率原子钟和量子精密测量等领域发挥重要作用,将其控温至零膨胀温度点可进一步有效提高超稳光学腔共振频率的稳定度。实验中构建了一套由超低膨胀系数的微晶玻璃材料制作的球型平凹F-P腔,镀有1560.5 nm和637.2 nm双波长高反多层介质膜,放置于可以精确控温的超高真空系统中。利用射频调制边带法测量得到超稳光学腔的自由光谱区为3.145 GHz,腔线宽~100 kHz,得到超稳光学腔在设定波长的精细度可高达30 000以上。在此基础上通过倍频波导器件将1560.5 nm激光倍频至780.25 nm,利用超稳光学腔共振频率和铷原子饱和吸收谱的对比,获得超稳光学腔在不同温度下共振频率的精确数值,根据相对腔长变化测量超稳光学腔系统的热膨胀特性,拟合得到零膨胀温度为(10.688±0.115)℃。高精细度光学腔提供了稳定的频率基准,同时可有效压窄激光线宽,抑制相位噪声,是产生优质光源的重要工具。我们已将其优异的短期频率稳定性和极低的频率噪声应用于通过高稳定度的637.2 nm红光腔增强倍频实现高稳定度的318.6 nm窄线宽紫外激光,进一步用于铯原子单步里德堡直接激发和里德堡缀饰基态铯原子系综方面的研究。

沥青路面条状修复基层的自膨胀和温度应力

推导了沥青路面半刚性基层条状修复结构在修复材料自膨胀和降温共同作用下,半刚性基层结构的自膨胀和温度应力的解析解,提出了考虑材料徐变影响的自膨胀和温度应力计算方法,并给出了自膨胀效应、温度年变化和日变化的等效徐变系数,讨论了基层平均温度的年较差和日较差与路表温度的年较差和日较差的之间关系。以上海地区为例,计算了不同修复结构下新旧基层界面和修复基层最大的自膨胀和温度应力,由计算结果看出,修复材料的自膨胀率宜大于800με,它可使新旧基层界面基本上始终处于受压状态,从而避免界面脱离而出现结构裂缝及修复区下沉的危险。

碾压混凝土坝温度线膨胀系数反演分析

根据碾压混凝土坝实测温度资料,研究了坝体综合双向异性温度线膨胀系数的优化反演方法,在此基础上,依据变形等效原理和串并联理论,推导了层面影响带的温度线膨胀系数的计算公式。算例计算结果表明,用本文方法计算得到的参数值符合大坝运行的实际情况,层面影响带的存在对碾压混凝土坝的温度应变有一定的影响。

半圆形构件冰力和冰温度膨胀力的试验研究

半圆形构件是港口工程中新型构件。通过冰力模型试验 ,研究了作用在构件上的水平冰力和竖向冰力 ,试验工况包括不同水深和不同冰速 ,论述了构件内部存水冻结的可能性 ,分析了冰层温度场。采用层合板理论对冰层做了热弹性有限元的分析和计算 ,给出了冰层宽度最大的第一层冰的温度膨胀力。最后对于这种新型构件在渤海湾一带港口工程中的适用性提出了看法。

高膨胀倍率低温热膨胀微球的制备

采用悬浮聚合法,以低沸点异戊烷为发泡剂,丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为共聚单体,氢氧化镁为分散剂,制备了低起始发泡温度的低温热膨胀微球。通过动态光散射激光粒度仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、热机械分析等表征方法对热膨胀微球的形貌及热膨胀性能进行对比分析,最终确定了影响微球发泡性能的主要因素为发泡剂用量、交联剂种类及聚合物组成。结果表明,当m(AN)∶m(MMA)∶m(BMA)∶m(HEMA)=2∶5∶1∶2、引发剂过氧化过氧化苯甲酰(BPO)质量分数为0.5%、交联剂邻苯二甲酸二丙烯酯(DAP)质量分数为0.3%、异戊烷质量分数为30%、聚合转速为400 r/min时,可制备出发泡温度为62.3~144.1℃,膨胀直径倍率为3.75的高膨胀倍率低温热膨胀微球。

耐高温多元插层膨胀石墨材料及其应用研究

随着深井、超深井勘探开发力度的不断加大,深层高温、高压等苛刻条件对钻井液提出了更高的要求。针对常规井筒强化材料较难满足深层、特深层钻井过程中的高温、高压等难题,研究了一种在150℃条件下即可膨胀的石墨材料,探索其在高温钻井液中的封堵、降滤失等特性。膨胀石墨是一种具有耐高温(500℃)、高膨胀性能、自润滑性的柔性膨胀材料,现有膨胀石墨起始膨胀温度通常都高于300℃,无法在井底温度条件下发生膨胀。本文采用多元氧化插层法制备了低于300℃即可膨胀的石墨材料,将其起始膨胀温度由300℃降至150℃,研究了该膨胀石墨多元氧化插层膨胀机理,进一步考察了其在高温钻井液中的封堵、降滤失性能。

南水北调中线工程渡槽结构冰盖温度膨胀力研究

南水北调中线工程在冰期输水过程中将会出现冰盖温度膨胀力,尤其可能影响渡槽结构的安全。但是冰的力学特性非常复杂,影响因素很多,同时渡槽结构纵向尺度与冰盖厚度相差悬殊,因此采取如下研究思路:首先在室内对小尺度冰试件进行多条件的膨胀力测试,而后建立小尺度试件的有限元仿真数学模型,并根据试验测试结果对数学模型进行调试验证,最后利用校核后的数学模型对渡槽结构的冰盖膨胀力进行分析计算。研究发现:冰温度膨胀力极值随冰厚的增长呈现出近似于线性增长的变化趋势;冰盖厚度不同,温度膨胀力也呈现出不同的变化特征:冰盖厚度越大,温度膨胀力增长速度越快,膨胀力极值越大,到达极值后,膨胀力下降速度越慢;渡槽内,将冰的温度膨胀力作为线载荷考虑时,可达102.21kN/m,这一量级的水平载荷作用,将对渡槽结构的安全性造成威胁。南水北调中线工程冰期输水过程中应采取措施,避免渡槽结构内形成稳定冰盖。

冰的温度膨胀力研究

在寒冷地区,各类水工建筑物均会受到冰荷载的作用,而冰的温度膨胀力是其中一种对结构产生重要影响的荷载.例如,坐落于寒冷地区的水库建筑、海中固定式结构、防波堤和护岸等.这些结构形成了冰的约束边界,当外界环境温度(主要是气温)发生变化时,冰的温度场也发生变化,从而引起冰的应变,产生温度应力,并对结构产生温度膨胀力.冰的温度膨胀力受多种因素的影响,包括约束边界的形状、约束体的刚度、冰层的相对厚度、升温速率、冰的应变率等.冰的温度膨胀力已引起较为广泛的关注,本文对目前国际上对冰的温度膨胀力具有代表性的几种估算方法进行了介绍和简单的评价,为实际工程的设计提供了一些参考依据.

冰温度膨胀力室内模拟及影响因素试验研究

东北地区冬季气候寒冷,河渠、水库等水工建筑物在冬季由于结冰形成的冰盖会产生作用于水工建筑物上的静冰荷载。随着温度升高,冰盖板产生冰温度膨胀力,会对野外水工建筑物造成破坏。由于野外观测周期长,且多种条件限制野外实地观测,因此,为了研究冰盖的冰温度膨胀力及其相关影响因素,在低温环境模拟实验池内进行了冰温度膨胀力室内模拟试验,并对冰温、冰厚等相关影响因素进行了分析。结果表明:冰温度膨胀力产生于气温升高阶段,且随着温度的升高,冰温度膨胀力呈增大趋势。冰温度膨胀力发展到峰值时,对应冰温为-1.9℃,环境温度接近0℃,与野外实际观测结果相符。室内试验的最大冰温度膨胀力为118.7 kPa,试验的最大冰厚为10.65 cm,冰温度膨胀力的最大峰值出现在冰盖板的3.5 cm处,表明冰温度膨胀力的作用点在最大冰厚的1/3处,且冰温度膨胀力沿冰厚呈先增大后减小的分布。