有机磷酸铝-羧酸钠复合成核剂对聚丙烯改性的协同效应

用有机磷酸铝和羧酸钠成核剂进行复配(简称复合成核剂)后添加到等规聚丙烯(iPP)中,研究两种成核剂间的协同效应。实验结果表明,复合成核剂在改善iPP的力学性能和光学性能上具有明显的协同效应。当羧酸钠占复合成核剂总质量的40%时协同效应最明显,比单独添加羧酸钠时iPP的拉伸强度提高5%、弯曲模量提高3%、雾度降低16%,比单独添加有机磷酸铝时iPP的拉伸强度提高14%、弯曲模量提高32%、雾度降低45%。有机磷酸铝和羧酸钠复配对提高iPP结晶温度的协同效应不明显,但对减小iPP的球径尺寸有明显的协同效应。

羧酸盐类β晶成核剂与α晶成核剂的复合体系对等规聚丙烯成核结晶行为的影响

采用差示扫描量热(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)以及力学性能分析等方式考察了两种α晶成核剂和一种羧酸盐类β晶成核剂复合后对等规聚丙烯(iPP)的结晶性能、晶型结构以及力学性能的影响。结果表明,α/β复合成核剂对聚丙烯的结晶峰值温度、晶型结构以及力学性能的影响都与复合体系中结晶峰值温度较高的单一成核剂相似,说明在α/β复合成核剂体系中,两种成核剂竞争成核,结晶峰值温度较高的成核剂在结晶过程中起主导地位,而结晶峰值温度较低的成核剂成核作用较小。

基于α/β复合成核剂调控等规聚丙烯刚性及韧性规律的研究

将一种α晶型成核剂NA40和一种β晶型成核剂NABW复合,在总添加量为0.2%(质量分数)时,以不同的复合比例加入到等规聚丙烯中,考察了复合比例对等规聚丙烯力学性能的影响。实验结果表明,改变两种成核剂的复合比例能够调控等规聚丙烯的刚性及韧性,并可同时提高等规聚丙烯的刚性和韧性。在上述实验的基础上,通过计算各复合比例下NA40与NABW的ΔTCp(ΔTCp为成核等规聚丙烯结晶峰值温度与等规聚丙烯结晶峰值温度的差值)之差(ΔTCpαβ),发现在最佳复合比例处两种成核剂的ΔTCpαβ绝对值最小。据此,建立了一种确定两种成核剂最佳复合比例的方法,即计算各复合比例下两种成核剂的ΔTCpαβ,取其最小绝对值对应的复合比例为该添加量下的最佳复合比例,并选取NA40/HHPA-Ba和NA40/PA-03复合体系对该方法的有效性进行了验证,证明该方法适用于不同的复合体系。

铁、氮掺杂石墨烯/碳黑复合材料的制备及氧还原电催化性能

以高含氮量的2-氨基咪唑为氮源,三氯化铁为铁源,高比表面积的KJ600碳黑为载体,通过水热法制得氨基咪唑聚合物前驱体,再经二次高温热处理,制得石墨烯/碳黑复合材料.透射电镜表征显示该材料为石墨烯纳米片与碳黑颗粒的复合结构.BET表征表明这是一种多孔结构,具有很高的比表面积(882 m^2·g^(-1)),这有利于暴露更多活性位点,并促进传质.XRD证实催化剂中存在石墨烯,且石墨烯结构是在第一次热处理过程中形成的.电化学测试表明,该催化剂在酸性和碱性介质中都具有很高的氧还原电催化活性和低H_2O_2产率,并且在碱性介质中对甲醇小分子的抗毒化性能明显优于商业Pt/C催化剂,展示出在实际燃料电池系统中的应用潜力.

α/β复合成核剂成核聚丙烯的结晶形态及非等温结晶动力学研究

以山梨醇类S20成核剂为α成核剂与HHPA-Ba和PA-03两种β成核剂分别复配得到α/β复合成核剂.利用DSC和偏光显微镜考察了该复合成核剂对成核等规聚丙烯（iPP）结晶形态的影响,并采用Cazé法研究了成核iPP的非等温结晶动力学.实验结果表明,复合成核剂可减小成核iPP的球晶尺寸,成核iPP最终的结晶形态由复合成核剂中两种成核剂的含量决定.不同配比的复合成核剂均可提高iPP的结晶温度、缩短iPP的结晶时间、提高iPP的成型速率.成核iPP的Avrami指数在4～5之间,最佳配比的S20/HHPA-Ba复合成核剂（S20成核剂的含量为40％（w））成核的iPP以混合成核模式结晶.以S20为α成核剂的α/β复合成核剂对成核iPP的结晶行为和结晶形态的影响基本一致.

α／β复合成核剂对等规聚丙烯结晶形态的影响及非等温结晶动力学

采用偏光显微镜(POM)及示差扫描量热(DSC)法考察了3种α/β复合成核剂NA40/NABW、NA40/HHPA-Ba、NA40/PA-03对成核等规聚丙烯(iPP)的结晶形态及非等温结晶动力学的影响。对成核iPP结晶形态的研究结果表明:α/β复合成核剂的加入能够减小iPP的球晶尺寸。影响α/β复合成核剂成核iPP结晶形态的主要因素是ΔTCp(ΔTCp为成核iPP结晶峰值温度与iPP结晶峰值温度的差值),即复合体系中ΔTCp较大的成核剂在iPP结晶过程中起主导作用,最终的结晶形态与单独添加这一成核剂时iPP的结晶形态相类似;当两种成核剂的ΔTCp接近相同时,两者竞争成核,成核iPP的结晶形态表现为两种成核剂共同作用的结果。因此,通过改变α/β复合成核剂的复合比例即改变两种成核剂的添加浓度,进而改变其ΔTCp,可以得到结晶形态完全不同的iPP。采用Caze法对非等温动力学进行了研究,结果表明:添加α/β复合成核剂能够提高iPP的结晶温度,缩短半结晶时间。复合成核剂成核iPP的结晶行为也同样受成核剂ΔTCp的影响,复合成核iPP的Avrami指数接近于复合体系中ΔTCp较大的成核剂单独添加时iPP的Avrami指数。

聚丙烯蜡接枝丙烯酸钠的合成及其对PET的成核作用

采用溶液法制备了离聚物聚丙烯蜡接枝丙烯酸钠,对其热稳定性和结晶性能进行了表征。将聚丙烯蜡接枝丙烯酸钠与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)熔融共混,利用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)研究了该类离聚物对PET的结晶性能和形态的影响。结果表明:聚丙烯蜡接枝丙烯酸钠的加入促进了PET的成核,使PET的熔融结晶温度由196.9℃升高到210.6℃,而冷结晶温度由135.5℃降低到124.2℃。与PET/聚丙烯蜡相比,聚丙烯蜡接枝丙烯酸钠与PET有更好的相容性。

亚磷酸三苯酯对聚乳酸结晶性能的影响

采用偏光显微镜和差示扫描量热仪分别对亚磷酸三苯酯(TPP)扩链聚乳酸(PLA)的结晶形态和结晶过程进行表征,并采用莫至深法对PLA的结晶动力学过程进行研究。结果表明,TPP的扩链引入并没有改变PLA的结晶形态,仍然保持为球状晶体;TPP的引入大大提高了PLA的结晶能力,使其冷结晶温度(Tcc)从115.4℃降低到102.8℃,相对结晶度从30.2%提高到34.9%;莫至深法适合PLA结晶动力学过程的研究,TPP的引入使得PLA的F(T)值大大降低。

取代芳基磷酸酯钠盐成核剂的晶体结构与聚丙烯附生结晶的过程

分别以甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,用溶剂挥发法制备两种不同晶体结构的2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(NA40)成核剂单晶。用单晶XRD法确定晶体的晶胞参数,并与等规聚丙烯(iPP)的晶胞参数比较,研究NA40与iPP的附生结晶关系。表征结果显示,NA40-MeOH和NA40-DMF均能与iPP发生附生结晶,有较好的成核性能,c轴长分别为1.1950nm和1.2619nm,约为iPP晶体c轴(0.650nm)的2倍,失配率分别为8.79%和3.78%,小于附生结晶能发生的10%~15%失配率上限。两种成核剂对iPP性能的改善作用相近,成核剂用量为0.1%(w)时,较空白iPP的弯曲模量提高约20%,拉伸强度提高10%,球晶尺寸均减小。

稀土镧系单核金属化合物β晶成核剂对等规聚丙烯成核效应的影响

考察了稀土镧系单核金属化合物（HPALa）β晶成核剂对等规聚丙烯（iPP）成核效应的影响。广角X射线衍射表征结果显示，HPALaβ晶成核剂能诱导iPP从α晶型转变成β晶型；成核iPP中β晶型iPP的含量取决于结晶过程中的冷却速率和等温结晶过程中的结晶温度，当HPALa添加量（W（HPALa），占iPP的质量分数）为0．20％时适宜的结晶温度为135℃，当W（HPALa）=0．05％时适宜的冷却速率为20～40℃／min。HPALa卢晶成核剂可同时改善iPP的刚性和韧性，当W（HPALa）=0．50％时，成核iPP在室温（25℃）下冷却结晶，与空白iPP相比，常温（23℃）抗冲强度提高了220％，弯曲模量提高了15％，拉伸强度提高了3％；当W（HPALa）增至1．0％时，成核iPP的力学性能基本保持不变。

离子液体催化甲苯羰基化合成对甲基苯甲醛的工艺探索

考察了7种不同离子液体对甲苯羰基化反应合成对甲基苯甲醛的催化性能,发现卤化1甲-基-3丁-基咪唑氯铝酸盐类离子液体的催化效果最好。考察了溴化1-甲基-3丁-基咪唑氯铝酸盐类离子液体中氯化铝的含量、反应温度、反应时间对甲苯羰基化反应合成对甲基苯甲醛的影响。结果发现,当反应温度为50℃,反应时间为6 h,离子液体中氯化铝的摩尔含量为0.67,催化剂与甲苯的质量比为2∶1时,目标产物对甲基苯甲醛的收率为26.8%,此离子液体重复利用3次后,仍具有较好的催化活性。

降冰片烯苄酰胺酸盐对等规聚丙烯力学性能和结晶性能的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)考察了降冰片烯苄酰胺酸的不同金属盐在等规聚丙烯(iPP)中的成核效果,并研究了这些成核剂对iPP力学性能和光学性能的影响。结果表明,降冰片烯苄酰胺酸盐对ipp熔融峰值温度和结晶峰值温度的影响规律完全一致,降冰片烯苄酰胺酸钠盐(BHBC11)具有有较好的成核效果,添加浓度在0.2%时可使iPP的拉伸强度提高4.6%,弯曲模量提高18.6%;同时可使iPP的结晶峰值温度提高11.5℃;BHBC11的加入可以显著降低球晶的尺寸并大大缩短结晶时间;应用Caze方法对iPP和BHBC11成核iPP的非等温结晶动力学进行了研究,其Avrami指数都接近4。

锂离子在石墨、MoS_(2)及其复合材料中扩散过程的分子模拟及量子力学研究

锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用。采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨、 MoS_2及其复合材料(G/MoS_(2))中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数(D)和吸附能,探究了石墨、MoS_(2)层间距及边缘结构对锂离子扩散的影响。计算结果表明:锂离子的传递扩散系数与其自扩散系数间有5~7个数量级的差别;锂离子在石墨、MoS_(2)中迁移的最佳层间距分别为0.42、0.75 nm;石墨边缘结构对锂离子迁移的促进效果依次为:C-OH>C-F>C=O>C-H。G/MoS_2复合材料的分析结果表明:材料复合的均匀度越高,越有利于锂离子的扩散。