PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究

研究了PBO纤维在户外自然暴晒实验中纤维强度和分子量的变化规律,发现PBO纤维在暴晒初期纤维强度下降较快,但随着老化时间的延长,纤维强度下降趋势逐渐变缓。此外,文章还对比研究了人工加速老化过程中纤维强度的下降规律,并以强度保持率为参照标准,分别从老化时间和总辐照能量两方面比较了2种老化实验的相关性和加速因子。研究发现,基于老化时间作为参照时,在老化的不同阶段,加速因子的变化较大;而基于总辐照能量作为参照时,在纤维强度降低到原始强度的64%之前,可较好地利用人工加速老化实验结果来预测其在户外环境下的老化失效行为。

高硫石油焦的碱催化煅烧脱硫实验研究

采用在H2气氛下Na_2CO_3碱催化煅烧方法,研究了煅烧温度、反应时间、Na_2CO_3添加比例和石油焦颗粒粒度对高硫石油焦脱硫效果的影响,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、X射线衍射仪(XRD)等表征手段,对石油焦脱硫前后的化学结构、表面微观形貌、热稳定性、微晶结构进行比较分析。结果表明,在煅烧温度为700℃、Na_2CO_3添加量(质量分数)为25%、反应时间为120min、石油焦原料粒度为80μm的条件下,石油焦的脱硫率达到最大值(89.3%);经在H2气氛下Na_2CO_3碱催化煅烧处理后,石油焦中的黄铁矿类无机硫以及硫醇类和大部分噻吩类有机硫得到有效脱除,剩余的噻吩硫可能变为更稳定的形式存在,在H2气氛下Na_2CO_3碱催化煅烧处理后石油焦的理化性能得到一定程度的提高。

中孔炭的水玻璃模板法制备、结构调控及球形功能化

以廉价水玻璃为原料，通过控制水解条件，合成出具有不同尺寸的SiO2溶胶，并与间苯二酚一甲醛（RF）溶胶形成均相的凝胶复合物，经常压干燥、炭化、酸洗，得到具有可控结构的中孔炭材料。考察了水解温度、水解时间和反应物组成对孔结构的影响，并通过氮气吸附、扫描电镜和透射电镜对材料的微观结构进行了表征。结果表明：中孔炭的孔隙反相复制于SiO2凝胶网络，其平均孔径随水解时间的延长或水解温度的升高而增大，并在6～12nm范围内精细调控，而其总孔隙率可以通过改变炭、SiO2前驱体比例调节。对液相复合溶胶通过悬浮聚合法和喷雾干燥法处理，分别制备出毫米级和微米级的中孔炭球，进而实现了中孔炭在宏观形貌上的调控。本工作为中孔炭的低成本制各、精细结构调控以及球形功能化提供了重要参考。

低分子量PAA的制备与纳米二氧化硅颗粒分散性能研究

采用恒流滴定法,以高效液相色谱跟踪聚丙烯酸(PAA)水溶液聚合反应过程,系统研究了单体浓度、体系pH、链转移剂量、加料时间、引发剂量及反应温度等对PAA分子量的影响,获得了低分子量PAA的可控合成方法。以所制的PAA为超分散剂,利用正交试验研究了pH、PAA分子量及其质量分数等因素对纳米二氧化硅颗粒分散性能的影响。研究结果表明:单体丙烯酸浓度不宜过大,控制在小于30%为宜;若要获得低分子聚合物,单体pH应该小于4.5;随着链转移剂异丙醇量的增加,PAA分子量下降,当异丙醇/丙烯酸质量比为2.9∶1时,PAA分子量降为3000左右;随着加料时间的延长,PAA分子量逐渐下降并趋缓,综合考虑,加料时间控制在120 min为宜;随着引发剂量增大或反应温度增加,PAA的动力学链长减小,分子量相应减小。多因素方差分析表明,pH对分散效果影响最大。同时确定了纳米二氧化硅的最优分散条件为:pH为7,PAA分子量为5210,质量分数为2.0%。

含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂的制备及性能

以端羟基聚二甲基硅氧烷和4-硝基邻苯二甲腈为原料,在强极性溶剂中进行亲核取代反应合成了含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂(SIPH),并利用氨基改性剂(AWL)与该树脂进行反应制备了改性含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂预聚物(SIPH-AL)。通过红外光谱和核磁共振表征了SIPH树脂的化学结构;采用差示扫描量热法、红外光谱法、热重分析和动态力学热分析表征了SIPH-AL的固化行为和固化物的耐热性。结果表明,SIPH-AL起始固化温度为207℃,其固化物在空气和氮气中失重5%的温度(T_(d5))及1000℃质量保留率分别是453℃,29%和500℃,77%;石英纤维增强SIPH-AL复合材料室温和600℃时的弯曲强度分别为515.5 MPa和94.5 MPa,玻璃化转变温度(T_(g))高于500℃。

PBO纤维的紫外光老化及防老化研究

研究了PBO纤维的紫外光老化行为,并对PBO纤维的防光老化做了初步的研究。研究首次发现,PBO纤维的光降解过程可分为物理和化学2个阶段。物理阶段主要表现为纤维皮层结构缺陷的产生和发展,纤维强度缓慢下降;化学阶段表现为PBO大分子链的化学断链,纤维皮层和结晶结构遭到严重的破坏,纤维强度快速降低。另外,通过调整PBO纤维内部结构,使用纳米粒子涂层及光稳定剂,对提高PBO纤维的光稳定性进行了初步研究,发现调整PBO纤维纺丝过程可改善PBO纤维结构、提高纤维的耐光老化性能;而使用纳米粒子涂层和采用紫外光吸收剂,纤维耐光老化性也有一定程度提高。

中孔炭负载二氧化钛光催化剂的制备及降解甲基橙(英文)

以模板法制备的中孔炭为载体,通过溶胶凝胶法制备了二氧化钛/中孔炭复合光催化剂,并考察了其对甲基橙的光催化去除能力。复合材料中二氧化钛含量及其晶型结构分别通过改变前驱体组成及煅烧温度进行调节。材料的结构性能通过氮气吸附、X射线衍射(XRD)、能谱分析仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)等测试技术进行了表征。结果表明,由于中孔炭的纳米孔限域作用,锐钛矿型的二氧化钛以纳米颗粒形式均匀分散在炭的网络骨架界面,从而形成了高度分散的二氧化钛/中孔炭纳米复合材料。另外,复合材料中的中孔吸附作用协同纳米二氧化钛的高效光催化作用,明显提高了复合材料在紫外光照射下对于水溶液中甲基橙的去除能力。在光照射下反应75 min时样品对甲基橙的去除率可达89%。甲基橙光降解反应遵循一级反应动力学,其最大反应速率为0.015 min-1。

含硅氢基团甲基芳炔树脂的合成及表征

以二氯甲基硅烷和间二乙炔基苯为原料,通过格氏反应合成了不同分子量的含硅氢基团甲基芳炔树脂(PSA-H),并分析确定了合成产物的结构.树脂的热固化行为和固化树脂的热稳定性分析表明,PSA-H树脂具有良好的加工性能,可在较低的温度下(低于200℃)发生交联反应.其固化物有较低的介电常数(2.57F/m)、较低的介电损耗(tanδ0.001)和优异的热稳定性,在N2气氛下5%失重温度Td5为675～703℃,1000℃的残留率为90.9%～91.4%.PSA-H树脂固化物在氩气中1450℃下烧结可形成含β-SiC陶瓷.

新型含硅芳炔树脂复合材料制备工艺

以含硅芳炔树脂为基体、高强玻璃布为增强材料制备了新型含硅芳炔树脂复合材料,探讨了树脂的固化工艺,研究了树脂含量、成型温度和成型压力对复合材料性能的影响,确定了含硅芳炔树脂复合材料成型的工艺参数:树脂质量分数31%、升温程序170℃/2h+210℃/2h+250℃/4h、成型压力1.0MPa。优化工艺条件下制备的复合材料弯曲强度达278MPa。

球形活性炭担载MnO_x-CeO_2和三聚氰胺的低温脱硝行为研究

以MnOx-CeO2为活性组分,以三聚氰胺为还原剂,制备了球形活性炭（SAC）担载MnOx-CeO2和三聚氰胺的复合催化剂,并考察了该催化剂在低温下（120-180℃）对NO的选择性催化还原（SCR）反应行为。实验还利用扫描电子显微镜–能谱仪（SEM-EDS）、X射线衍射（XRD）和低温N2吸附法等技术对催化剂进行了表征。结果表明,当反应温度为180℃、空速为6000 h-1、NO和O_2浓度分别为0.1%和8%时,担载8%Mn（摩尔比Mn：Ce固定为1：1）和10%三聚氰胺的催化剂可在8.8 h内实现99%的NOx转化率。煅烧温度高于400℃将促使MnOx-CeO2形成更大的晶体颗粒和更加规整的晶型结构,从而降低其melamine-SCR活性。三聚氰胺担载量高于15%将造成催化剂比表面积和孔容的急剧减小,最终导致其稳态NOx转化率的下降。而金属氧化物担载量的增加和反应温度的升高都有利于Melamine-SCR反应,且在较宽的NO和O2浓度范围内,催化剂的稳态NOx转化率都能维持在99%左右。

PBO在强质子酸溶液中的稳定性

研究了聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)在强质子酸多聚磷酸(PPA)和甲基磺酸(MSA)溶液中的稳定性,包括溶液温度、超声波对PBO溶液稳定性的影响以及环境气氛对PBO溶液光稳定性的影响。结果表明:在避光条件下长期放置时,PBO-MSA溶液对于温度比较敏感,而PBO-PPA溶液即使在高温下也很稳定;PBO在MSA溶液中的化学降解可分为两部分:首先是PBO本身的酰胺弱键断链,其次是噁唑环开环形成酰胺键并断链;PBO-MSA溶液在超声波作用下的降解属于应力诱导降解,符合超声波降解断链的一般规律;PBO溶液在氮气气氛中对紫外光相对稳定,而在氧气中光降解速率很快。

石英纤维增强磷酸铬铝/有机硅杂化树脂基复合材料性能

通过甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)在磷酸铬铝中水解制备了磷酸铬铝/有机硅的有机-无机杂化树脂,以石英纤维为增强材料,氧化铝为固化剂,采用模压成型工艺制备纤维增强杂化树脂基复合材料。考察了杂化树脂基体以及复合材料的力学、介电性能等,结果表明复合材料的弯曲强度大大提高,介电性能更加优越。

薄膜开关用低温固化导电银浆的研究及应用

研究了不同银粉含量、银粉形貌、银粉粒径对导电银浆电性能的影响,对比不同树脂粘结相对导电银浆电性能及对银粉润湿性的影响,探讨不同固化条件对导电银浆电阻率的影响。以自制聚氨酯为树脂粘结相,探讨了导电银浆的耐弯折性能。结果表明,以片状银粉和球状银粉混合使用作为导电相的导电效果好于两者单独使用时的导电效果。实验证明了聚氨酯为树脂粘结相的导电银浆对银粉的润湿性较好,且耐弯折性能较佳。

活性焦表面改性及其常温催化氧化NO的性能研究

使用不同的氧化剂和不同的热处理温度对活性焦(AC)进行改性,采用低温N2吸附法、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)和非水酸碱滴定法对样品的孔结构和表面化学性质进了表征,并考察了样品在不同湿度下的NO常温催化氧化活性。结果表明,氧化改性减小了样品的微孔孔容,降低了样品的表面碱性基团含量和NO转化率。热处理改性则增加了样品的微孔孔容,提高了样品的表面碱性基团含量和不同湿度下的NO催化氧化活性。在相对湿度为0~80%范围内,氧化-热处理组合改性样品的NO转化率均高于活性焦直接热处理样品,且提高热处理温度,有利于增强样品在湿气(相对湿度为80%)条件下的NO催化氧化活性。

含八氢基笼形倍半硅氧烷的双马来酰亚胺树脂

利用硅氢加成反应和烯加成反应,以八氢基笼形倍半硅氧烷(T8H8)、二烯丙基双酚A(DABPA)和双马来酰亚胺(BMI)为单体合成了改性BMI树脂,采用FT-IR、DSC、TGA分别表征了树脂的结构、固化行为及热性能。研究结果表明,T8H8-DABPA-BMI固化树脂的玻璃化转变温度达到323℃,热分解温度(5%失重,T5d)为422、800℃热分解残重率为50.7%。

球状活性炭担载MnO_x-CeO_2和尿素的低温无氨脱硝行为研究

以MnO_x-CeO_2为活性组分、以尿素为还原剂,制备了球形活性炭(SAC)担载MnO_x-CeO_2和尿素的复合催化剂,利用扫描式电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和低温N_2吸附-脱附等对催化剂的物理化学结构进行了表征,考察了该催化剂在低温(30-90℃)和没有氨气情况下对NO的选择性催化还原(SCR)性能。结果表明,在30-50℃的反应温度下,炭载体的微孔孔容仍是NO吸附与氧化的主要活性位点;而在70-90℃的反应温度下,锰铈金属氧化物成为NO吸附与氧化的主要活性位点,从而提高了催化剂的SCR反应活性。当反应温度为90℃、空速为6000 h^(-1)、NO和O_2浓度分别为0.05%和20%时,担载8%Mn(锰铈物质的量比为1∶1)和10%尿素的催化剂的NO_x稳态脱除率可达85.6%,实现了在低温、无氨状况下的高效脱硝。

新型自阻燃联苯基二元氰酸酯树脂的合成、表征与性能

首先以4,4-联苯二甲醚(BMBP)和2,6-二甲基苯酚为单体、对甲苯磺酸(PTS)为催化剂,合成了联苯基酚单体(BDBP)。将BDBP进行氰化后,成功制备了一种新型联苯基二元氰酸酯(BDBPCy)。利用红外光谱(FT-IR)和质谱(MS)对酚中间体及氰酸酯单体结构进行了表征。通过差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)等测试手段考察了固化后树脂的热性能、力学性能、介电性能、耐湿热性及阻燃性能。结果表明:BDBPCy树脂结构中引入的联苯结构,使得树脂在固化后具有良好的热稳定性及自阻燃性能,800°C的质量残留率为42%,玻璃化转变温度为258°C,UL-94垂直燃烧实验测试结果为V-0级别。同时,结构中的大体积联苯基团和邻位甲基基团进一步提高了树脂的介电性能和耐湿热性能。

温度对苯并噁嗪共混树脂介电性能的影响

合成了对氨基苯炔丙基醚（appe）,与苯酚和多聚甲醛通过 Mannich 反应制备了含炔丙基的苯并噁嗪（P-appe）.将 P-appe 与苯酚/苯胺型苯并噁嗪（PAF）采用溶液共混的方法制得了共混苯并噁嗪树脂,研究了PAF和P-appe共混树脂的工艺性以及温度对其固化树脂介电性能的影响.结果表明：共混树脂粘度小于50 mPa·s,加工窗口为80~200℃.共混树脂凝胶过程的活化能为102.1 kJ/mol,固化树脂的吸水率低于0.44%.共混树脂的介电常数随温度升高而上升,介质损耗随频率的增加出现的峰值随温度上升而移向高频.固化树脂分子内氢键（-OH···N）含量随温度的升高而提高.

聚(2,5-苯并噁唑)的流变性能

用自制的3-氨基-4-羟基苯甲酸盐酸盐(ABBAH)在多聚磷酸(PPA)中合成聚(2,5-苯并噁唑)(ABPBO),利用衰减全反射红外光谱(ATR-IR)表征了其化学结构。分别用平板流变仪和毛细管流变仪对合成的ABPBO-PPA溶液进行动态和稳态流变测试。结果表明:ABPBO-PPA溶液的储能模量(G′)和损耗模量(G″)均随频率升高而增大,且储能模量比损耗模量上升得更快;ABP-BO-PPA溶液随温度升高趋于牛顿流体,随浓度升高非牛顿性更显著,ABPBO-PPA溶液表现出强烈的假塑性,并且不同温度下溶液的剪切黏度差值随剪切应力增大而减小。

轻质含硅芳炔隔热材料的制备与性能

采用中空玻璃微球(hollow glass microspheres,HGM)、短切石英纤维(short-cut quartz fibers,SQF)和耐热含硅芳炔树脂(Si-containing arylacetylene resin,PSA)制备了HGM/PSA复合物以及SQF/HGM/PSA复合材料,并研究了两者力学性能以及热学性能。研究结果表明:HGM能很好地降低HGM/PSA复合物的密度和导热系数,当HGM质量分数超过30%时,HGM/PSA复合物的导热系数和力学性能迅速下降;随着SQF质量分数的增加,SQF/HGM/PSA复合材料的压缩强度和拉伸强度提升,但密度和导热系数也增加;添加经KH 560表面处理的HGM可提升HGM/PSA复合物以及SQF/HGM/PSA复合材料的力学性能,且对两者的密度和导热系数影响不大;当SQF的质量分数为16%且HGM经KH 560表明处理后,SQF/HGM/PSA复合材料的压缩强度达到96.3 MPa,拉伸强度达到12.3 MPa,同时密度为0.82 g/cm^3,导热系数为0.195 W/(m·K),且在50~490℃通过动态热机械分析仪观察到复合材料没有明显的玻璃化转变。