2024, 41(9).
摘要:负载型催化剂广泛应用于石油化工和精细化工等重要领域,其中载体作用极为关键。多孔球形氧化铝载体因晶型众多、孔结构优异、化学性质稳定等优点,在工业载体中所占份额最大,然而其性能与相应的孔结构及其水热稳定性息息相关。本文总结了国内外在球形γ-Al2O3氧化铝孔结构及其水热稳定性调控策略方面的研究进展,一方面着重从球形γ-Al2O3前驱体、油氨柱成型过程及其后处理等三个方面着手分析载体孔结构调控规律,另一方面从氧化铝孔结构水热稳定性调控机制及其增强手段如表面羟基钝化和γ-Al2O3含量等总结其调控策略,为国内高端球形氧化铝工业载体孔结构及其水热稳定性调控提供建议,以期突破相关的关键技术,构建自主知识产权体系。
史纳蔓 , 李思琦 , 卢道坤 , 周爽 , 张如全 , 周阳 , 罗磊
2024, 41(9).
摘要:液态金属(Liquid metal,LM)是一种兼具导电性与流动性的功能材料,因其优异的电导率以及形变能力而获得广泛关注。纤维材料作为常见的柔性基底,因其良好的可拉伸性、透气性以及可编织等特点,已在众多领域展现出广阔的应用潜力。为了解决电子元器件柔性差,难以满足可穿戴、智能化要求,从基体和导电材料出发,利用纤维材料的可拉伸变形、柔性等优势与LM的高导电、室温流动性等特点,制备LM基纤维复合材料,已广泛用于人体运动监测、储能等领域。首先,介绍了LM在化学稳定性、电学及热学性能方面的调控策略以及与纤维材料结合的方法,包括涂覆法、注射法和静电纺丝法等;然后,重点阐述了LM基纤维复合材料在传感、电磁屏蔽、能量收集与存储方面的研究进展;最后,就其性能改善以及当前研究中仍然存在的问题,提出建议并展望其未来的发展方向。
2024, 41(9).
摘要:随着环保意识和法规的加强,水性聚氨酯(WPU)作为一种环境友好型的水性树脂得到了广泛的应用和研究。目前,WPU产品在胶粘剂领域的主要问题之一是固含量,产品中过多的水会带来干燥、生产效率以及粘接性能方面的问题。本文综述了近年来关于制备高固含量低黏度的WPU的研究方法:优化相反转过程、增大空间利用率、减少水合层、内外乳化法结合、超支化结构等。总结了不同因素对相反转过程的影响,并阐述了如何通过改变工艺和设备来优化相反转过程。针对乳液粒子堆积密度极限、水合层厚度以及粘度等固含量受限制的因素,列举和阐述了相应的解决方案。通过提高固含量,将能解决水性聚氨酯胶粘剂干燥慢、施胶量不够的问题,对优化WPU胶粘剂的制备和使用有重要的实际意义。
2024, 41(9).
摘要:生物质材料是由生命体衍生得到的材料,具有可再生、可降解的特征,而且其结构中富含多种活性基团,能与电极活性材料产生氢键、离子-偶极和化学键等强相互作用。传统的油溶性粘结剂粘附能力较差、溶剂易挥发且具有一定毒性,与绿色发展和环保理念相悖。为了实现碳达峰和碳中和,将生物质引入电池粘结剂替代油溶性传统粘结剂具有重要意义,本文综述了生物质粘结剂的特点、与活性材料之间的作用机理,重点介绍和总结了生物质粘结剂在锂离子电池和钠离子电池中的应用,并展望了生物质粘结剂在电化学领域的发展方向。未来的研究仍应集中于对天然生物质的改性方面,使其兼具良好粘附性、分散性、导电性和自愈合的特性,以便更好地利用生物质材料的结构特性和功能特性制备锂离子电池和钠离子电池的粘结剂。
2024, 41(9).
摘要:吸附式大气集水技术利用吸湿材料从空气中吸附水蒸气,通过太阳能驱动解吸,经冷凝收集生产新鲜液态水,已被公认为是干旱地区分散供水的一种有前途的技术。为尽快实现该技术在日常生活、工农业生产等方面的实际应用,科研人员已经进行了大量的探索和实践,并取得了一些突破。本文在简要介绍吸附式大气集水的吸附、解吸、冷凝收集的技术过程基础上,针对解吸阶段进行了着重探讨,详细总结了吸湿材料的吸湿和解吸机理,并基于材料结构和集水器设计,力图阐明提高解吸能力和冷凝效果的优化策略,最后从基础研究和实际应用两个方面,概述了太阳能驱动的吸附式大气集水技术(SAWH)目前面临的挑战,并对该技术的未来发展进行了展望。
2024, 41(9).
摘要:随着纳米技术的持续发展,磁性聚合物微球作为一种磁响应型纳米材料,在石油工业中展现出极具潜力的应用前景。本综述文章首先对磁性聚合物微球的多样化结构类型进行了系统的概述。紧接着针对单体聚合法、活性聚合等主要制备技术进行了精选性介绍,详细分析了各自的技术特征及其相应的优势与局限性。并且,进一步地综合评述了磁性聚合物微球在油水分离、高效脱硫、催化改质和智能驱油等石油应用领域的最新研究成果和技术进展。同时,文章还总结了当前磁性聚合物微球在石油工业应用中所面临的挑战,并对未来的研究趋势进行了前瞻性展望。具体来说,未来研究工作将侧重于开发创新的制备技术,通过对磁性核心的表面改性以及聚合物外层基团的精准设计,旨在提升该材料的磁性质量和石油环境中的稳定性。此外,对磁性聚合物微球的性能进行精细调控,以实现高效率和目标导向的应用效果,是研究工作的另一重点。即,研发具备高磁含量、单一粒径分布、表面易于功能化且具备可调节亲/疏水性质的磁性聚合物微球,以满足石油工业不同场景下的需求。
2024, 41(9).
摘要:以电解锰阳极泥(EMAM)为原料,利用焙烧活化法制备AZIBs锰氧化物正极材料,通过XRD、TGA、SEM以及电化学性能测试考察了氮气氛围下,不同焙烧温度(300、425、575 ℃)对锰氧化物正极材料的结构、形貌以及电化学性能的影响。结果表明,氮气氛围焙烧,提高了锰氧化物正极材料的衍射率和结晶度,材料呈现出片状和颗粒的形态,团聚现象减少,空隙增加;随着焙烧温度的提高,锰氧化物正极材料结构逐渐从α-MnO2转变为Mn2O3与Mn3O4;通过焙烧,锰氧化物正极材料的首次放电比容量、倍率性能和循环性能得到提升,材料具有较小的瓦尔堡系数和更快的Zn2+的扩散速度。其中,焙烧温度300 ℃制备的锰氧化物正极材料(300-EMAM)表现出更好的电化学性能,在5 C倍率下,300-EMAM的初始放电比容量为232 mA·h/g,循环100圈后仍能保持在190.0 mA·h/g的可逆比容量;300-EMAM电极具有较低的接触电阻(33.6 Ω)和电荷转移电阻(816.3 Ω)。
蒋钊 , 孔兆宇 , 乔瑞洁 , 刘子川 , 宋林洲 , 朱森强 , 朱红军 , 刘睿
2024, 41(9).
摘要:5-溴噻吩-2-羧酸和(4-(二苯基氨基)苯基)硼酸通过Suzuki偶联反应,合成双亲性噻吩羧酸衍生物5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-羧酸及其钾盐(TTC-H和TTC-K)。在结构表征的基础上,利用紫外-可见光吸收光谱,荧光发射光谱系统讨论了目标分子及其聚集态的光物理性质。通过密度泛函理论计算和溶剂化显色效应,进一步验证了分子内存在电荷转移特性。晶体结构解析及Hirshfeld表面分析表明,TTC-H分子间存在C…H (31.6%)和O…H (14.6%)氢键等弱相互作用力。TTC-H与TTC-K均具有聚集诱导发光性质。TTC-K因具有羧酸盐结构,表现出更好的水溶性,将其水溶液通过化学浸渍法和雾化法应用于潜指纹成像,均可精确高效地得到指纹的3级结构。TTC-K水溶液试剂能在低浓度下(1×10-4 mol/L)实现对潜指纹的快速识别(< 5 s),陈化稳定性好,对于陈旧指纹(< 14天)也具有良好的成像效果。
2024, 41(9).
摘要:采用乳液聚合结合改良的Sto ?ber方法制备单分散聚苯乙烯(PS)@SiO2核壳纳米微球,然后将PS@SiO2颗粒分散在聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸酯(PEGPEA)的前体中,形成非密集颗粒阵列后快速光聚合捕获规则阵列,制备一种机械变色的光子晶体薄膜。采用SEM、光纤光谱仪对光子晶体薄膜的结构、光学性能、力致变色性能进行了表征和测试,考察了PS@SiO2颗粒的体积分数和粒径对光子晶体结构色的影响,并对光子晶体薄膜的力致变色机理进行推测。结果表明,紫外光照的热处理,改变了PS@SiO2颗粒的微观秩序,使之形成蛋白石光子晶体结构;光子晶体结构色随着PS@SiO2颗粒体积分数的增加或粒径的减小由红色向蓝色渐变;光子晶体薄膜具有的结构色反射率>60%、拉伸应变70%、灵敏度2.16 nm/%、响应速度1.9 nm/ms,反射波长调谐范围(Δλ)=152 nm;在100次拉伸/释放循环实验和25 ℃下维持拉伸状态3 d恢复后,光子晶体薄膜结构色保持不变。PS@SiO2纳米微球独特的核壳结构具有弹性和可拉伸性,PS提高了纳米微球与弹性体基质的折射率差,可以提高反射率,会使光子晶体薄膜结构色更明亮。在拉伸过程中,胶体颗粒通过跟随细长晶格的位置可以保持不变。粒子的可忽略不计的重排使得光子晶体薄膜在应变下的色移完全可逆,因此变形是弹性的,没有残余应变。
2024, 41(9).
摘要:采用了分步沉积和原位生长法来制备一种超亲水-水下超疏油不锈钢网(SSM-PDA-SiO2),用于重力驱动油水分离。在经过聚多巴胺(PDA)修饰的不锈钢网上原位生长了纳米二氧化硅(SiO2),从而使其具有超亲水-水下超疏油性质。研究通过使用FT-IR、XRD、TG、SEM和接触角测量仪等方法对改性不锈钢网的化学成分、微观形貌和湿润性进行表征。实验结果显示,经过八小时硅溶胶的加入,得到的SSM-PDA-SiO2具有最大的水下接触角(159.6°)和最小的滚动角(5°),表现出超亲水-水下超疏油性质。改性不锈钢网的首次分离通量达到40165 Lm-2h-1,分离效率为99.3%。即使在进行了50次分离循环后,仍然具有17728 Lm-2h-1的通量和98%的分离效率,显示出良好的循环利用性。此外,经过35次砂纸磨擦循环后,改性不锈钢网仍然保持了98%以上的分离效率,具良好的力学稳定性。
2024, 41(9).
摘要:为了提高TiO2光催化降解能力,采用溶胶-煅烧法使g-C3N4、ZIF-67与TiO2进行共掺杂,制备了TiO2-g-C3N4-ZIF-67催化剂。基于XRD、XPS、SEM、UV-vis DRS表征,考察了g-C3N4、ZIF-67对TiO2形貌、结构的影响;通过甲基橙的降解率来评价TiO2及其复合材料的光催化活性。结果表明,g-C3N4掺杂TiO2较未掺杂样品带隙可由3.04 eV降低至2.45 eV,继续掺杂ZIF-67,掺杂后带隙进一步降低至1.91 eV,其中钴质量含量为21.50%对应的TiO2-g-C3N4-ZIF-67-2活性最高,能够在40 min降解79.92%的甲基橙,在90 min降解89.50%的甲基橙。共掺杂样品具有良好的循环稳定性,TiO2-g-C3N4-ZIF-67-2催化剂在三次循环后具有58.86%降解率。
2024, 41(9).
摘要:将查耳酮衍生物(E)-3-(4-烯丙氧基)苯基-1-(4-甲氧基苯基)丙-2-烯-1-酮(Methoxy-Cha)与烯丙基聚醚APEG-400共同接枝到含氢硅油链上,制得了具有紫外吸收性能的W/Si型乳化剂(EMCD),采用NMR确定产物的化学结构。EMCD能稳定硅油包水乳液,硅油水比在25:75~17.5:82.5范围内,EMCD质量分数为2%左右,所制备的乳液稳定性最佳。EMCD与滤光剂MBBT复配后最高总增效率达5.24%。与KF-6017相比,EMCD能使防晒乳液的体外SPF值从21.76提升至33.29,UVA/UVB比值均值从0.433提升至0.587,增强了防晒乳液的广谱防护能力。
赫丁轩 , 刁婷婷 , 张少军 , 李卓佳 , 王海燕 , 陈琼
2024, 41(9).
摘要:以艾叶为研究对象,采用单因素实验及响应面分析法对超声波辅助离子液体提取黄酮进行优化,并对其体外抗氧化和降血糖活性进行测定。结果表明,艾叶黄酮提取最佳工艺参数为:以8 g/L的1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([C4mim]Br)作为提取溶剂,超声时间68 min,料液比1:30 g/mL。在此条件下艾叶黄酮得率高达14.36%且高于预测值。体外抗氧化实验发现艾叶黄酮对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH? )、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS+)和?OH具有较好的清除能力,艾叶黄酮对DPPH? 、ABTS+和?OH的半数抑制浓度(IC50)分别为0.15、0.12和0.6 mg/mL。体外降血糖实验发现艾叶黄酮对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的IC50分别为0.59和0.37 mg/mL,表明艾叶黄酮具有良好的抗氧化性和降血糖功效。
李文文[] , 蔺永刚 , 边鹏 , 庞娟霞 , 王俊龙 , 时文盼 , 努尔买买提
2024, 41(9).
摘要:为研究新疆藁本多糖最佳提取工艺、理化性质和抗氧化、降糖活性,采用超声辅助1-乙基-3甲基咪唑溴盐(离子液)对新疆藁本多糖进行提取,单因素和响应面实验优化多糖最佳提取工艺。对新疆藁本多糖经除蛋白、色素和小分子等杂质后的粗多糖(CV-1),进行初步的理化性质研究。通过ABTS自由基清除率和羟基自由基清除率评价CV-1体外抗氧化能力,通过α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制率评价 CV-1体外降糖能力。结果表明:CV-1最佳提取工艺为:超声时间115 min、酶解时间90 min、超声温度55 ℃、离子液质量浓度4 g/L、料液比1:50、果胶酶质量分数0.6 %,此条件下 CV-1提取量为(125.278 ± 0.707 mg/g)。CV-1重均相对分子质量为17.57 KDa,主要由5种糖残基(甘露糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、岩藻糖,摩尔百分比为5.94 %、6.8 %、28.03 %、18.4 %、40.83 %)组成,是无定形与晶体结构共存的具有三螺旋构象的α-构型糖苷,且不含有蛋白质和糖醛酸,CV-1具有优异的热稳定性,扫描电镜发现 CV-1呈片状结构,局部表面平整。对ABTS自由基、羟基自由基半清除浓度(IC50)分别为1.122 mg/mL、1.373 mg/mL,对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶IC50为14.799 mg/mL、15.739 mg/mL。
李红力 , 陈芳菊 , 王自庆 , 王培贤 , 魏忠 , 宋晓玲
2024, 41(9).
摘要:通过控制制备方法和工艺合成了一系列不同形貌的ZnO,作为催化剂用于催化草酸二甲酯(DMO)和乙醇经酯交换法合成草酸二乙酯(DEO)反应,并采用XRD、N2低温物理吸附、XPS、SEM和CO2-TPD等技术对催化剂结构性能进行表征,系统讨论了ZnO在DEO酯交换法合成过程的构效关系。结果发现,DMO与乙醇的酯交换反应活性与ZnO形貌密切相关,其中花状微球ZnO(ZnO-f)的催化活性最高,在最优条件下DMO转化率和DEO选择性分别可以达到99.8 %和75.8 %;重复使用4次后,DMO转化率和DEO选择性分别降低至93.9 %和24.7 %,Zn(OH)2的生成是催化剂失活的主要原因。动力学研究显示DMO和乙醇在ZnO-f表面的酯交换反应为一级反应,活化能为35.7 kJ/mol,其表面存在的丰富的中强和强碱性位是DMO和乙醇酯交换反应的活性位。
刘晓艺 , 崔红岩 , 曹力化 , 姜超 , 唐颖 , 冯拥军
2024, 41(9).
摘要:分别用盐酸处理凹凸棒石(PAL)制备酸洗凹凸棒石(PA),对PA进行有机改性(壳聚糖、阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化铵、硅烷偶联剂KH550)制备三种改性PAL(PCS、PDO、PKH),最后以PA、PCS、PDO、PKH负载苏木色素制备四种改性凹凸棒石/苏木复合颜料(简称复合颜料,全文同)PAS、PCSS、PDOS、PKHS。通过FTIR、XRD、TEM、BET、TG及颜色表征,探究不同改性方法对复合颜料的粉体学性质、稳定性和生物安全性等性能的影响。结果表明,有机改性和苏木色素负载并未改变PAL的晶相结构和纤维形态;复合颜料显著提高了苏木色素的热稳定性、酸碱稳定性和遮盖性能。壳聚糖改性凹凸棒石制备的复合颜料(PCSS)表现出较佳的综合性能:热稳定性(120 ℃处理6 h,色差值ΔE<6)、酸碱稳定性最好(pH=5~9浸泡24 h,色差值ΔE<4),水和乙醇溶出度最低(2.13和1.02 mg/g),生物安全性高(无血管刺激性)。
2024, 41(9).
摘要:以越橘叶为主要原料,液质联用技术分析越橘叶主要成分,制备pH敏感型越橘叶黄酮脂质体,探究其在不同pH下体外释放以及对HepG2细胞抑制能力。采用超声辅助提取和大孔树脂纯化获得18组馏分,依据活性跟踪法分析最佳组分进行液质分析;采用乙醇注入法结合羧甲基壳聚糖表面修饰制备pH敏感型脂质体,通过傅里叶红外、粒径、多分散指数、?-电位和透析法对脂质体进行结构表征,分析脂质体体外释放能力;通过增殖能力分析、迁移能力分析和对细胞周期的影响判断脂质体对HepG2细胞抑制作用。结果显示,大孔树脂可有效提高黄酮的纯度和抗氧化能力,纯化后黄酮浓度可达899.44 mg/g,HPLC-MS分析共得到9种成分。用此黄酮制备的脂质体包封率为81.77?3.02%,粒径为408.30?2.23 nm且粒径分布均匀,当羧甲基壳聚糖浓度为0.4%时,?-电位绝对值最大溶液稳定性最好。体外释放实验证明其具有pH敏感性且符合Weibull模型,细胞实验进一步证明了与未包裹羧甲基壳聚糖的脂质体相比其具有pH敏感性,脂质体增强了对HepG2细胞抑制能力并阻滞HepG2细胞停留在S期和G2期。
王鑫 , 周卓 , 岳振歌 , 修伟业 , 王景阳 , 马永强
2024, 41(9).
摘要:以聚乙烯醇(PVA)、可溶性淀粉为成膜基质,甘油为增塑剂,添加以甜玉米芯多糖(Sweet corncob polysaccharide,SCP)为原料制备的纳米银(AgNPs)增强综合包装性能,制备复合薄膜材料。以抗拉伸强度为指标,进行单因素和响应面实验优化,并使用SEM、傅里叶变换红外光谱等方法对薄膜材料进行表征。结果表明:PVA-AgNPs薄膜抗拉伸强度为(14.08±0.58) MPa,且具备可降解能力。与PVA薄膜相比,PVA-AgNPs薄膜的耐水性、阻隔能力均有所增强。此外,使用PVA-AgNPs薄膜作为包装材料于4 ℃储存条件下,降低了草莓的失重率、腐败率、可溶性固形物与VC含量损失,能有效减缓草莓的软化与腐坏,且贮藏期完毕果实中银迁移量为0.00188 mg/kg,远低于国家标准
2024, 41(9).
摘要:以改性纳米二氧化硅SiO2作为刚性粒子,丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、苯乙烯和醋酸乙烯酯为聚合单体,OP-10和十二烷基磺酸钠为乳化剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,合成了一种有机-无机复合成膜封堵剂。采用FTIR、TGA、DLS和SEM对产物的形貌、结构进行了表征。研究了该封堵剂对水基钻井液的流变性、滤失性及封堵性能的影响。结果表明,复合成膜封堵剂呈球状,并保持纳米级分布。温度为340 ℃时,质量损失约为总质量的14%。120℃,16 h老化后较老化前粘度性能增加,封堵剂加量为3%时(以体系总质量计,下同),API滤失量为10 mL。当封堵剂加量大于2%,砂床滤失量为0 mL。加量为4%时,高温高压滤失从104 mL减小至29 mL,封堵率为90.7%。
胡安邦 , 于小荣 , 彭凯南 , 杨周 , 杨欢 , 苏高申
2024, 41(9).
摘要:以聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)三种典型的聚酯类颗粒为代表,探究聚酯类颗粒作为暂堵剂的降解规律和水解机理,并对其封堵性能进行评价。结果表明,盐酸和氢氧化钠质量浓度越大,温度越高,完全降解时间越短,且同一质量浓度下,氢氧化钠溶液中降解更快,90℃下,100 g/L氢氧化钠溶液中,PLA、PGA、PBAT的完全降解时间分别为15h、12h、18d。借助FTIR、XRD、SEM阐明了聚酯类颗粒暂堵剂的水解机理:降解初期,酯基开始水解,颗粒表面出现孔洞,颗粒体积略微减小;随着降解的进行,水解优先发生在无定形区,结晶度增大,羰基指数减小,羟基指数增大,颗粒表面孔洞增多,体积进一步缩小;降解后期,结晶区开始水解,结晶度减小,聚合物分子链大量断裂,直至完全降解。封堵实验表明,注入聚酯类颗粒暂堵剂的质量浓度越大,封堵层越致密,承压能力越强,且承压能力由大到小依次为PLA、PGA、PBAT。
段仪豪 , 郑咏佳 , 郑熙熙 , 徐洪杰 , 王海花 , 费贵强
2024, 41(9).
摘要:以丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为基础单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联单体,采用两步乳液聚合法制备了自交联核壳丙烯酸乳液,进一步将其作为水性油墨连接料制备水性油墨。通过交互正交试验考察核壳特性影响油墨耐水性和附着力的显著性因素,探究显著性因素确定最佳制备自交联核壳丙烯酸乳液的配方。利用TEM、FTIR、TG、DSC、吸水率、水接触角、万能材料试验机等表征和测试自交联核壳丙烯酸乳液及所制备胶膜的结构和性能,考察了壳层单体中GMA的质量分数对乳液粒径、稳定性和所制备油墨附着力、耐水性等的影响。结果表明,核层混合单体中与壳层混合单体中的AA质量比(核壳丙烯酸比)对油墨附着力影响显著,核层混合单体中与壳层混合单体中的MMA质量比(核壳软硬比)对油墨耐水性影响显著。自交联核壳丙烯酸乳液最佳配方为:核层混合单体与壳层混合单体的质量比(核壳质量比)2∶3、核壳软硬比3∶0.75、核壳丙烯酸比0.5∶2.5、内交联单体EGDMA用量0.75 g。当壳层单体中GMA的质量分数为1.5%时,自交联核壳丙烯酸乳液平均粒径为112.2 nm,PDI为0.108,最大热分解速率在409 ℃,核层与壳层的玻璃化转变温度(Tg)分别为28.5和51.7 ℃,乳液分散稳定性最佳,所制备胶膜吸水率为34.55%,所制备油墨附着力为99%,耐水性达50次。
谭博军 , 温昱佳 , 莫洪昌 , 窦金康 , 张婧 , 刘宁
2024, 41(9).
摘要:传统的光固化或热固化粘合剂难以满足火炸药打印成型的需求,近年来兴起的光-热双固化策略是火炸药领域的热点研究方向。本文以光-热双固化反应为策略,通过阳离子开环聚合机理,设计并合成了具备快速固化成形和短时间内完全固化特征的新型丙烯酸酯型端羟基聚醚粘合剂,所得目标粘合剂具有较低的粘度和较为优异的低温力学性能。此外,确定了光-热双固化体系最佳的固化工艺参数和较优的物料配比,且对得到的光-热双固化弹性体的力学性能、热稳定性及拉伸性等特性进行了考察,实验结果表明:目标MAPTHF基粘合体系可在紫外光照下5 s内快速固化,在加热3 h内实现完全固化,且MAPTHF基光-热双固化形成的弹性体胶片的拉伸强度为3.15 MPa、延伸率为350%,相比于单独光固化、热固化形成的弹性体胶片具有更为优异的力学性能。目标粘合剂无论从热力学性能还是黏度都满足打印成型工艺的需求并通过了3D打印实验验证。该类光热双固化粘合剂解决了传统光固化3D打印固化速度较慢和短时间内固化不完全的问题,为推进3D打印在火炸药配方中的应用提供支撑,也为解决传统火炸药药柱成型工艺难以实现精密快速成型和性能精准调控奠定了坚实的基础。关键词:光-热双固化粘合剂;火炸药;打印成型工艺;快速固化;完全固化中图
2024, 41(9).
摘要:以异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(IPEPPG)和马来酸酐(MA)为主要反应原料,通过连续管式反应器连续进料,利用热引发可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,合成了一款窄相对分子质量分布的降黏型聚羧酸减水剂VR-PCE-TR。采用1H NMR、FTIR和GPC表征VR-PCE-TR分子的结构参数,采用表面张力、匀质性实验、混凝土拌合物性能实验、力学性能实验考察VR-PCE-TR对混凝土的工作性能和流变性能的影响,并与釜式反应器中采用常规水相自由基聚合制备的降黏型聚羧酸减水剂进行性能对比。结果表明,当减水剂溶液质量分数为10%时,VR-PCE-TR具有最低表面张力(30.65 mN/m);当减水剂含量为8 mg/g时,掺加VR-PCE-TR后的水泥具有更高的吸附量(2.803 mg/g);在减水剂掺加量0.13%时,掺加VR-PCE-TR后的水泥浆体具有更好的分散性和分散保持性能;在减水剂掺加量0.4%时,掺加VR-PCE-TR后的水泥净浆具有更小的屈服应力(1.3 Pa)和更低的塑性黏度(0.26 Pa·s)。此外,连续管式反应器避免了物料除氧步骤,同时能够保持聚合控制性和聚合反应速率,因此制备的VR-PCE-TR具有更窄的相对分子质量分布(多分散性指数为1.19),进而有更好降黏效果和应用性能。
王俊淇 , 王森 , 郝成钢 , 冀爽 , 于瑞歆 , 乔天宇 , 刘鑫 , 张兰河
2024, 41(9).
摘要:为应对东北地区的气温骤变和丰富降水易对金属设备造成的腐蚀问题,提升水性丙烯酸树脂(AP)中掺杂氧化石墨烯(GO)分散性和对金属的腐蚀防护能力,以六亚甲基二异氰酸酯(Tri-HDI))、对苯二胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对GO进行改性,提高GO的分散性、层间距和强度,得到强化分散型氧化石墨烯(Reinforced Dispersion Graphene Oxide,RDGO),最后利用湿式转移法将RDGO和AP复合,制备水性防腐涂料RDGO/AP。采用FTIR、Raman、XRD、SEM表征和TGA测试以及电化学和腐蚀实验,考察RDGO/AP涂层的物理特性和防腐蚀能力。结果表明,GO引入了新的C—N基团,RDGO呈二维晶体结构,层间距从GO的0.0761 nm扩大至0.1045 nm,避免了GO的团聚现象;RDGO的失重起点温度为259.16 ℃,具有良好的热稳定性。与AP涂层相比,RDGO/AP涂层水接触角(98°)增大了4°,硬度(4H)提升了2H,附着力(1级)提升了2级;经过在3.5%的NaCl溶液中浸泡14 d的腐蚀实验后,与AP涂层相比,RDGO/AP涂层的腐蚀电压提高了0.479 V,腐蚀电流密度降低了1.172×10-5 A/cm2,保护效率高达99.90%。RDGO/AP具有良好的防腐蚀能力的原因在于,RDGO与AP结合后,其表面的羰基基团易与AP中的氢原子发生接枝效应,提高了RDGO在丙烯酸树脂体系中的分散性,增强了界面的粘结力,提高了涂层的韧性和剪切强度,加了大RDGO与成膜基底的结合力,提升了涂层防腐效果。
2024, 41(9).
摘要:本文直接以CO2和有机胺为原料制备有机脲类化合物,反应过程中无任何脱水剂参与,通过优化反应的温度、压力、浓度、时间、溶剂、催化剂与助剂种类及用量等因素,获得了最佳反应条件:在温度为190℃、二氧化碳压力为4.5MPa、以无机碱Cs2CO3为催化剂、Bu4NBr为助剂、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,反应浓度为6.67 mmol/mL的条件下反应6小时,以良好的产率制备了15种对称型不同烷基或芳基取代的有机脲类化合物,分离产率可达42%~80%,采用1H NMR和13C NMR对其结构进行了表征,并分析了反应可能的机理。该方法具有方便高效、环境友好和原子经济的特点。关键词:二氧化碳;有机胺;无机碱;对称型有机脲;机理中图分类号:O622 文献标识码: A 文章编号:1003-5214 (2020) 01-0000-00