基于多通道原位红外光谱技术的环氧涂层恒温固化反应研究

目的 拓展多通道原位红外光谱技术的应用,探究环氧树脂在固化行为中的分子结构变化以及不同固化深度下的动力学参数与恒温固化模型。方法 采用多通道原位红外光谱的表征方法,对N,N,O-三缩水甘油基对氨基苯酚(环氧树脂AFG-90)与甲基纳迪克酸酐(MNA)的环氧涂层的固化过程进行30、40、50、60、70 ℃等5个温度下的原位红外光谱监测,基于特征官能团吸光度的变化,研究恒温固化模型。结果 通过特征官能团吸光度与温度、时间的关系,计算得出AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在不同温度下的固化模型、达到不同固化度下的固化时间,求解得在不同固化深度下的活化能Ea主要在58~74 kJ/mol变化,且其均值为69.43 kJ/mol。结论 获得了AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在固化过程中动力学参数和模型,同时试验结果表明,多通道原位红外光谱技术是研究高分子材料固化反应动力学的有效表征方法。     

某RDX基浇注PBX的加速老化规律与寿命评估

目的掌握环三亚甲基三硝胺(RDX)基浇注高聚物黏结炸药(PBX)的加速老化规律,分析老化机理和关键敏感参量,并探讨加速老化寿命评估方法。方法针对RDX基浇注PBX开展60、70、80℃等恒定温度下的加速贮存老化试验,采用微焦点X射线计算机断层扫描仪(微焦点CT)、核磁共振、气相色谱等方法,分析浇注炸药在老化过程中微孔隙率、交联密度以及增塑剂含量等结构参量的变化规律,通过对这几种参量的对比,分析其老化机理,并进一步对加速老化寿命评估方法进行初步探讨。结果浇注PBX在加速老化过程中会出现明显的孔隙率逐渐增加、交联密度逐渐增加以及增塑剂逐渐降低等问题,且表现为温度越高,相关性能参量变化得越快。鉴于增塑剂含量的降低理论上会导致孔隙率增加,且增塑剂具有降低感度的作用,对于侵彻安定性具有较大的影响,且增塑剂含量的表征方法简便,以增塑剂含量作为浇注PBX的敏感参量,采用阿伦尼乌斯模型,对浇注PBX的寿命进行了评估。结论RDX基浇注PBX在加速老化过程中孔隙率、交联密度以及增塑剂含量会出现较为明显的变化,可作为性能评价的敏感参量。以增塑剂含量作为敏感参量,以增塑剂含量降低10%为判据,推导出RDX基浇注PBX的寿命约为14.5 a(25℃)和23.8 a(21℃)。     

芳香类有机物生成氯化消毒副产物特性及其与化学结构的关系

选择与腐殖酸有相似芳香结构的有机物进行氯化试验,测定其卤乙酸及三卤甲烷生成量,研究前体物化学结构与氯化消毒副产物生成特性的关系.结果表明:①主要卤乙酸生成活性排序为:对羟基苯甲酸>4-氨基苯乙酮>邻苯二酚>间苯二酚;主要三卤甲烷生成活性排序为:间苯二酚>4-氨基苯乙酮>2-羟基-4-氨基甲苯>对羟基苯甲酸.②卤乙酸的前期氯化反应速度排序为:间苯二酚>4-氨基苯乙酮>对羟基苯甲酸>邻苯二酚;三卤甲烷的前期氯化反应速度排序为:对羟基苯甲酸>2-羟基-4-氨基甲苯>间苯二酚>4-氨基苯乙酮.③对位或邻位取代基结构物质以生成卤乙酸为主;间位取代基结构物质以生成三卤甲烷为主.④苯环上羟基官能团生成消毒副产物的活性最高,酮基官能团次之;氨基官能团主要起到与其它活性官能团形成对位、邻位或间位结构的辅助作用;醛基和羧基官能团为惰性官能团;甲基官能团的作用有待深入考察.