树脂基复合材料模拟海洋环境长期老化及失效行为

目的 实现高性能树脂基复合材料的环境适应性评价和使用寿命预测。方法 选取玻璃纤维增强不饱和聚酯(GF/197S)与玻璃纤维增强乙烯基脂(GF/905-2)2种树脂基轻质复合材料,开展模拟海洋环境实验室盐雾、湿热和盐水浸泡环境9 600 h的加速老化试验。基于4种力学性能(拉伸强度、弯曲强度、压缩强度及层间剪切强度)开展材料老化行为规律研究,利用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对树脂基体在3种加速老化环境中的分子链段与官能团变化情况进行分析,得到基体树脂的老化机理。利用外观、超声扫描成像、SEM分析树脂纤维界面的变化情况,明确树脂/纤维界面的失效模式。利用差示扫描量热分析(DSC)与热重分析(TG)分析3种加速老化方式对玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRPC)的玻璃化转变温度(tg)与热质量损失的影响。结果 3种老化方式对树脂基体的老化影响顺序依次为70 ℃/95%RH湿热、35 ℃盐雾、常温盐水浸泡。结论 得到了先进轻质树脂基复合材料的模拟海洋环境老化行为、失效模式以及树脂基体的老化机理,为实现高性能树脂基复合材料的环境适应性评价和使用寿命预测奠定了基础。     

双金属有机骨架材料衍生CuO-Cu1.5Mn1.5O4复合氧化物的丙烷催化燃烧性能

采用气相辅助的离子置换法,合成了Cu、Mn双金属有机骨架(MOF)材料,通过控制煅烧条件制备了一系列CuO-Cu_1.5Mn_1.5O₄复合氧化物,研究了不同n(Mn)/n(Cu)对丙烷催化燃烧性能的影响。结果表明:随着n(Mn)/n(Cu)提高,CuO-Cu_1.5Mn_1.5O₄催化丙烷燃烧能力增强,当n(Mn)/n(Cu)为31∶69时,催化剂对丙烷的完全燃烧温度(T₉₀)仅为309.8 ℃,催化活性远高于CuO和Mn₂O₃。表征和密度泛函理论(DFT)计算结果表明,由于Mn和Cu的相互作用,复合氧化物表面具有更高的n(Mn4+)/n(Mn3+)和n(Cu+)/n(Cu2+),从而增强了催化剂的低温还原性能。并且n(Cu+)/n(Cu2+)提高导致催化剂中氧空位浓度升高,更容易吸附活化O₂、丙烷分子,增强了催化剂的丙烷燃烧性能。     

基于含时密度泛函理论的紫外光对太安的定性影响

目的 研究太安炸药在紫外光作用下的稳定性退化机制。方法 基于TDDFT(含时密度泛函)理论,在pbe1pbe/6-311G**水平下对太安分子50个激发态进行计算,依据计算结果,绘制吸收光谱,使用空穴–电子方法对最大吸收峰3个激发态(S9、S10和S11)的激发特征进行分析,这3个激发态对最大吸收峰的总贡献率达97.31%。将此3个激发态定为研究对象,对太安分子被特定的紫外光激发至激发态后弱键的Mayer和Laplace键级进行分析,并基于IFCT(Interfragment Charge Transfer)方法对太安分子激发至激发态过程中的电子转移情况进行描述。结果 太安紫外吸收光谱的最大吸收峰位置为186.6 nm,小于实验测试的吸收峰位置8.4 nm。对此吸收峰的强度贡献最大的3个激发态中,S9态贡献最高,为48.27%,其余2个激发态S10、S11为简并态,贡献相同,为24.52%。通过空穴–电子的电荷转移分析结果可知,3个激发态均存在整体激发并带有局域电荷转移的特征。PETN分子在吸收特定波长(187.00、186.92 nm)紫外光并激发至激发态时,O—NO2键的Mayer与Laplace键级均有所降低。结论 通过IFCT分析可知,引发键键级变化由O—NO2上的n→Pi*跃迁主导,这种效应会促使太安分子的稳定性降低。     

NG/NC基体对复合改性双基推进剂机械感度的影响

目的 研究硝化甘油(NG)增塑的硝化棉(NC)基体对复合改性双基(AP/CMDB)固体推进剂机械感度的影响。方法 采用光辊压延法和柱塞式挤出法,分别制备NG增塑的NC吸收药样品及以其为基体的固体推进剂样品,采用扫描电镜表征不同增塑比的NC/NG基体及推进剂的微观形貌,采用摩擦感度仪、撞击感度仪测试NG/NC基体及推进剂的机械感度。结果 当NG的质量分数由41.5%降至37.5%时,NG/NC基体的撞击感度降低53.0%。加入超细高氯酸铵(AP)后,采用NG质量分数为37.5%的基体的推进剂,撞击感度增加46.7%,而加入球形铝粉后,AP颗粒分散均匀性和NG/NC网络均匀性增加,推进剂抗冲强度提高,撞击感度及摩擦感度分别降低44.4%和20.0%。结论 AP/CMDB推进剂的机械感度与微观结构明显相关,AP的加入提高了推进剂机械感度,Al粉的加入提高了粉体的分散均匀性和NG/NC对粉体颗粒的包裹效果,降低了推进剂机械感度。     

铁-草酸盐配合物光分解降解对硝基苯酚的研究

研究了铁(Ⅲ)-草酸盐配合物在可见光及太阳光照射下,对对硝基苯酚的光解降解作用。结果表明,在pH=4.0、Fe(Ⅲ)/H_2C_2O_4=0.080mmol/L/0.96mmol/L(分4次加入)、光照4h的条件下,20mg/L对硝基苯酚的降解率为89％。溶液pH值,铁与草酸盐浓度比和对硝基苯酚浓度均对降解效果产生影响。     

腐殖酸-高岭土复合体形成机制及对三氯乙烯的吸附

为探究土壤中有机组分与无机矿质组分相互作用的机制,以腐殖酸代表有机质、高岭土代表无机矿质,制备不同有机质含量的腐殖酸-高岭土复合体模拟样品,进行三氯乙烯的吸附实验研究.结果表明,各吸附剂样品对三氯乙烯的吸附符合Freundlich等温模型,且吸附量的实际值与理论叠加值有明显差异,说明复合体样品中腐殖酸与高岭土之间存在相互作用.结合红外光谱、比表面积孔分析等多类表征,推测腐殖酸与高岭土相互作用的机制为:腐殖酸含量较低时,腐殖酸分子首先分布于高岭土表面的活性位点上,随着腐殖酸含量的增加(有机质-矿质质量比O/M为0.02~0.04),部分腐殖酸分子进入高岭土表面的孔隙,达到相对稳定后腐殖酸分子继续作用于高岭土表面形成第一层腐殖酸分子膜(O/M为0.04~0.08),随着腐殖酸含量继续增加(O/M为0.08~0.10),更多的腐殖酸分子通过与第一层腐殖酸膜相互作用而在高岭土表面进行第二层叠加,同时第一层被压缩,第二层叠加相对稳定后(O/M为0.10~0.16),仍有部分腐殖酸叠加至第二层之上进行第三层叠加,随后内层腐殖酸进一步被压缩(O/M为0.16~0.24),但可能仍有少量腐殖酸分子和聚集体继续下一层叠加.     

HAN基ECSP凝胶模型的构建与分子动力学模拟

目的 从微观分子的角度对硝酸羟胺(HAN)基电控固体推进剂(Electrically Controlled Solid Propellants,ECSP)的性能参数进行模拟与计算。方法 利用分子表面静电势(ESP)对HAN分子2种可能的构型进行优化和稳定性分析。通过真空非周期性分子动力学模拟得到聚乙烯醇(PVA)分子稳定构型,并以HAN基ECSP的主要成分按一定比例构建凝胶模型。基于RESP(Restrained Electrostatic Potential)电荷生成更准确的凝胶模型拓扑文件,并进行凝胶模型的分子动力学模拟、模型稳定分析以及模型参数计算。结果 凝胶模型总能量相对平均值的周期性波动不超过7%。由于三维PVA链的包裹,H2O分子的扩散系数被大幅削弱。氢键分析和径向分布函数表明氢键键长主要分布在0.282 6 nm附近,PVA与H2O间的氢键较少,H2O与HAN、H2O与H2O之间的氢键较多。模型密度为1.405 g/cm³,与实验值吻合度高。在283、293、303 K下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量依次降低,剪切模量先增后减。在15 K/600 ps冷却速率下,HAN基ECSP凝胶模型的拉伸模量和剪切模量均增大。结论 ECSP制备结束后,冷却过程中的环境温度不宜过高,否则容易造成ECSP力学性能的快速下降,快速冷却可以提高ECSP的力学性能。     

海藻酸钠/聚乙烯醇共混膜制备及对离子吸附性能

以天然高分子海藻酸钠为原料,与聚乙烯醇进行溶液共混,研制海藻酸钠与聚乙烯醇共混膜。探讨了共混膜对微量A(sⅤ)、C(rⅥ)、Cu2+的吸附性能。结果表明,共混膜具有韧性、有较高的抗水性和较好的综合力学性能等特点,并且对离子的去除率较高,提高了其应用价值。     

腐蚀环境下典型“钛‒铝”复合耳片腐蚀防护性能研究

目的 研究腐蚀环境下典型“钛–铝”复合耳片的腐蚀防护性能。方法 开展典型“钛–铝”双耳两层结构的加速腐蚀环境试验,共10个周期。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构的腐蚀形貌、腐蚀产物,研究“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护性能。结果 在腐蚀环境下,“钛–铝”复合耳片结构中衬套周围异种金属连接部位的电偶腐蚀敏感性高,其他部位防护体系的耐蚀性较好。经过10个周期的加速试验,衬套周围铝合金结构发生较为严重的点蚀,各蚀坑扩展相连,形成较大蚀坑。在第10周期,典型“钛–铝”复合耳片铜衬套周围铝合金蚀坑处出现裂纹扩展,并发生腐蚀疲劳破坏。结论 增强典型“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护措施,加强典型“钛–铝”复合耳片异种金属接触部位的日常维护,能有效提高结构的腐蚀防护能力。     

湿热环境对PMMA混杂纳米复合材料性能的影响

目的研究湿热环境对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混杂纳米复合材料性能的影响。方法利用制备的水包油型杂化乳液稳定剂EMI/GO/CNTs稳定以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相的水包油型Pickering乳液,用偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,引发Pickering乳液进行悬浮聚合,聚合产物为PMMA混杂纳米复合材料。将PMMA混杂纳米复合材料模压成型,分别在室温及50℃下进行水浸吸湿实验。采用光学显微镜对Pickering乳液液滴形貌进行分析,通过复合材料的质量变化、动态力学分析测试、导电性测试,对复合材料的吸湿率、玻璃化转变温度及导电性变化进行分析。结果用EMI/GO/CNTs稳定的以MMA为油相的水包油型Pickering乳液具有良好的稳定性,乳液液滴的尺寸分布范围较窄,分布较均匀。复合材料的吸水量随时间增加逐渐增大,达到吸湿平衡状态后,吸湿率基本不变。不同温度下水浸复合材料的吸湿速度和平衡吸湿率不同,50℃水浸比25℃水浸的复合材料的吸湿速度快且平衡吸湿率大。湿热后复合材料的玻璃化转变温度基本不变。复合材料经湿热环境处理后电导率升高1~2个数量级。结论利用制备的杂化乳液稳定剂制备出Pickering乳液并进行悬浮聚合、模压成型,制备出PMMA复合材料。经水浸湿热处理后的复合材料,其吸湿率和电导率均有一定变化,玻璃化转变温度基本不变。     

结合光谱法和计算模拟多角度分析2,2',4,4',5-五溴二苯醚与人血清白蛋白的作用机制

本文结合光谱法、动力学模拟(MD)和分子对接等手段,多角度地研究了2,2′,4,4′,5-五溴二苯醚(BDE-99)与人血清白蛋白(HSA)在pH=7.4模拟生理环境下的相互作用机制.首先采用MD从理论上模拟BDE-99与HSA相互作用的构象变化情况;然后利用同步荧光和三维荧光光谱法从实验角度进行验证,所得结果表明,BDE-99使HSA的疏水性增强从而导致其构象发生变化.同时,荧光光谱和紫外光谱得出BDE-99对HSA的猝灭机制属于静态猝灭和非辐射能量转移.另外,分子对接结果显示,BDE-99通过静电引力和疏水作用力结合在HSA的位点I处,这与竞争实验和热力学参数的分析结果是一致的.实验数据与模拟计算结果的相互印证,为进一步探究BDE-99和HSA的相互作用机制提供了重要的信息和参考依据.     

毛白杨静态压缩力学性能研究及吸能分析

目的 获取毛白杨的静态压缩力学性能.方法 针对含水率为14.6％,密度为0.544 g/cm3的毛白杨木材试件进行静态压缩实验,通过实验获得毛白杨顺纹、横纹径向和横纹弦向的抗压模量、准静态压缩应力-应变曲线,并对不同方向的吸能特性进行分析.结果 毛白杨木材顺纹、横纹径向和横纹弦向抗压弹性模量分别为10.49 GPa、887和504 MPa;顺纹方向加载试件破坏形式表现为轴向屈曲,横纹径向为沿径向的裂纹及破坏,横纹弦向的破坏模式则为沿木纹纤维间的分离破坏.结论 在相同变形(应变相等)情况下,毛白杨木材单位体积吸能沿顺纹方向压缩吸收的能量最大.在应变小于0.45情况下,横纹径向和弦向压缩吸能曲线基本重合,随着应变继续增加,横纹弦向压缩吸能略大于横纹径向压缩吸能.     

Quantitative structure-property relationship of aromatic sulfur-containing carboxylates

IntroductionItiswidelyrecognizedthatthephysicochemicalprofileoforganicchemicalslargelydeterminestheirdistributionbetweenenvironmentalmedia .Fortheenvironmentalbehaviorsoforganiccontaminants,watersolubility(SW)andoctanol waterpartitioncoefficient(KOW)aretremendouslyimportant.Octanol waterpartitioncoefficienthasbeenwidelyrelatedtobiochemicaland orbiologicalactivityinquantitativestructure activityrelationships(QSARs) (Leo ,1 971 ) .Watersolubilitycorrespondstothedispersiontendencyandtothereca…     

用废弃聚苯乙烯制瓦楞纸板防潮剂的研究

本文论述了用废弃聚苯乙烯生产瓦楞纸板防潮剂的原理。着重介绍了利用溶解度参数如何选择溶剂，利用乳化剂与聚苯乙烯的亲合力ＨＬＢ值的范围与应用性质的关系如何选择乳化剂，介绍了增塑剂对防潮剂性能的影响。并简述了防潮剂的配方、生产工艺及其应用。     

CTMAB-膨润土从水中吸附氯苯类化合物的机理--吸附动力学与热力学

采用批量平衡实验,研究了CTMAB-膨润土从水中吸附4种氯苯类化合物（CBs）的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨了CBs的吸附作用机理．结果表明,吸附过程符合伪二级动力学方程,吸附活化能较小,反应速率较快,达到平衡的时间较短．CBs在CTMAB-膨润土上的吸附符合Linear方程,吸附过程主要由分配作用所致;CBs的辛醇-水分配系数越大,其在CTMAB-膨润土中的分配系数Kd也越大．另外,CTMAB-膨润土的有机碳含量越高,其对CBs的Kd也越大．CBs在CTMAB-膨润土上的吸附是一个放热过程,同时伴随着熵值的增加,在288—308K范围内,反应的吉布斯自由能变小,表明主要吸附作用力为疏水键力,吸附反应为自发过程．     

多相光催化反应器中紫外光辐射能分布的研究

研究了多相光催化反应器中紫外光辐射能量的分布 ,其测试系统主要为光导纤维 光栅光谱仪 .结果表明 ,紫外光辐射相对能量在多相光催化反应器中轴向和径向的分布是不均匀的 ,轴向的能量分布是中轴处能量最大 ,远离中轴能量逐渐减弱 ;径向的能量分布是随着径向远离光源而逐渐减弱 .光催化剂对紫外光辐射能的吸收和阻挡作用较大 ,微孔曝气对光辐射能量的衰减影响较小 .光辐射相对能量衰减可用一指数方程表示