硼酸镁晶须/有机硅橡胶功能复合材料的制备和性能研究

硅橡胶作为耐高低温电缆料具有优异的性能,加入无机阻燃剂在赋予硅橡胶阻燃功能的同时保持力学性能一直是研究的热点。本文通过改变乙烯基聚硅氧烷的配比,优化交联密度和交联点的位置,在提高硅橡胶撕裂强度的同时,保持硅橡胶优异的粘弹性,得到性能优异的硅橡胶。当生胶A(Vi%0.23):生胶(Vi%0.04)为4:1时,晶须在硅橡胶分散均匀,补强效果最佳;当生胶A(Vi%0.23):生胶(Vi%0.04)为2:3,在较好力学性能的条件下,阻燃性能最好。     

海泡石对水菱镁矿/EVA体系阻燃性能的影响

水菱镁矿是一种新开发的高镁矿,可以作为阻燃填料使用。水菱镁矿作为单一填料时,阻燃效率较低。为了解决这一问题,使用海泡石(SEP)为协效剂,水菱镁矿(HM)作为阻燃剂,制备SEP-HM/EVA复合阻燃材料。对材料进行了极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CCT)和力学性能测试,研究了海泡石对该复合材料阻燃性能及力学性能的影响。研究结果表明:在水菱镁矿和海泡石总添加量为60%,其中海泡石为9%时,相比于未添加海泡石的复合材料,拉伸强度增加了51.59%,断裂伸长率增加了67.54%,LOI上升了3.5%,垂直燃烧等级均维持在V-0级别,热释放总量(THRR)降低了16.65%,烟释放总量(TSP)降低了22.93%。总的来说,在显著提高复合材料力学性能的同时,海泡石也能较好的提高复合材料的阻燃性能。通过该研究能够对水菱镁矿作为阻燃填料方面的应用提供新的思路。     

镁镍铝水滑石的合成及其在聚丙烯耐老化中的应用

采用沉淀法合成了镁镍铝水滑石(MgNiAl-LDH),研究了不同尿素和水热温度对合成MgNiAl-LDH的影响。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对MgNiAl-LDH进行了表征。将制得的MgNiAl-LDH添加至聚丙烯中(PP)中,制备MgNiAl-LDH/PP复合材料,通过加速老化及力学性能测试考察了MgNiAl-LDH的添加量对复合材料性能的影响。研究结果表明,当Mg~(2+)∶Ni~(2+)∶Al~(3+)为2∶1∶1,反应温度为100℃、尿素用量为二价金属阳离子(Mg~(2+)+Ni~(2+))摩尔浓度的2.5倍时,合成结晶良好的MgNiAl-LDH。复合材料耐老化实验结果表明,当MgNiAl-LDH的填充量为6 wt%时,经加速老化后,MgNiAl-LDH/PP复合材料拉伸强度基本保持不变,抗老化性能明显。     

紫外辐照条件下二维填料对聚丙烯耐老化行为的影响

采用水热法合成了二维层状材料——镁镍铁水滑石(MgNiFe-LDH),考察不同水热时间和水热温度对MgNiFe-LDH合成的影响,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热分析(TG/DTG)等测试方法,对样品的结构、形貌及热性能进行表征。将合成的MgNiFe-LDH添加至聚丙烯(PP)制备MgNiFe-LDH/PP复合材料,通过对材料加速老化测其力学性能,研究了添加MgNiFe-LDH前后材料机械性能变化。结果表明,当Mg~(2+):Ni~(2+):Fe~(3+)=2∶1∶1,水热温度140℃、水热时间24 h时,合成的MgNiFe-LDH为片状,形貌较为规整,颗粒粒径约为2μm。MgNiFe-LDH/PP复合材料经加速老化后,填充MgNiFe-LDH复合材料的抗老化性能优于纯PP,当MgNiFe-LDH的填充量为6 wt%复合材料拉伸强度不变,可明显提高PP的抗老化性能。     

分子筛/石墨烯复合电极材料电化学性能的对比研究

利用溶液共混法制备得到分子筛/石墨烯(RGO)复合电极材料。比较了分子筛(4A、13X、SBA-15)种类、煅烧温度以及分子筛与氧化石墨烯(GO)质量比等因素,对分子筛/RGO复合电极材料电化学性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、孔径分析、扫描电镜(SEM)和电化学测试等分析方法考察了3种复合电极材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明,RGO可以将4A很好地包覆,且4A均匀镶嵌在RGO层间并阻止RGO团聚,形成了三维空间导电网络结构,13X、SBA-15并不能完全被RGO包裹,RGO层间团聚现象仍较严重,不能形成三维导电网络结构。当分子筛与RGO质量比为6∶1,煅烧温度为320°C时,在4 A/g电流密度下,4A/RGO复合电极材料的比电容为450 F/g,而相应的13X/RGO、SBA-15/RGO复合电极材料的比电容分别为195、43 F/g。4A/RGO复合电极材料优异的超级电容性能可归于4A与RGO之间较强的协同效应。     

基于高光谱数据的天山北坡积雪孔隙率反演研究

以新疆天山北坡中段典型流域季节性积雪为研究对象,基于高光谱遥感监测技术,分析了融雪期积雪孔隙率与光谱反射率的相关性。采用偏最小二乘法(PLS)对相关性较高的波段进行压缩,并提取贡献率最高的前四个主成分,以此用来确定神经网络的隐含节点数、输入层、输出层的初始权值,建立PLS-BP模型进行积雪孔隙率反演研究。结果表明:当隐含节点数为3,模型的线性确定相关系数(R²)较高为0.9159,RMSE为0.04,相对误差为0.23。与传统偏最小二乘回归(PLSR)、主成分回归(PCA)建模方法相比,精度较高,所建定量模型可用于高光谱遥感反演积雪孔隙率。     

t-BAMBP/磺化煤油体系萃取溶液中微量铯

铯作为一种化学性质活泼的碱金属,具有优异的光电性能,在催化、光电、磁流体发电和医药等很多领域应用广泛。本文使用t-BAMBP/磺化煤油体系对溶液中微量铯进行萃取,用盐酸进行反萃。主要考察了萃取剂浓度、O/A(萃取剂油相与溶液水相之比)、碱度、萃取时间、振荡强度、萃取温度、反萃酸的浓度和反萃时间等实验条件。发现最佳正萃条件为萃取剂浓度1 mol/L,O/A相比1∶1,碱度1 mol/L,萃取时间2 min,振荡强度200 r/min,萃取温度为20℃,反萃酸c(HCl)为0.1 mol/L,反萃时间t_2为3 min。     

镁镍铝水滑石的合成及其在聚丙烯耐老化中的应用

采用沉淀法合成了镁镍铝水滑石 (MgNiAl-LDH),研究了不同尿素和水热温度对合成MgNiAl-LDH的影响。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）对MgNiAl-LDH进行了表征。将制得的MgNiAl-LDH添加至聚丙烯中（PP）中,制备MgNiAl-LDH/PP复合材料,通过加速老化及力学性能测试考察了MgNiAl-LDH的添加量对复合材料性能的影响。研究结果表明,当Mg2+:Ni2+:Al3+为2:1:1,反应温度为100℃、尿素用量为二价金属阳离子 (Mg2++Ni2+) 摩尔浓度的2.5倍时,合成结晶良好的MgNiAl-LDH。复合材料耐老化实验结果表明：当MgNiAl-LDH的填充量为6 wt%时,经加速老化后,MgNiAl-LDH/PP复合材料拉伸强度基本保持不变,抗老化性能明显。     

三元插层材料的合成及其在聚丙烯老化中的应用

以FeCl3?6H2O、NiCl2?6H2O、MgCl2?6H2O为原料,以NaOH为沉淀剂采用水热法合成了镁镍铁水滑石 (MgNiFe-LDH),通过X射线衍射 (XRD)、傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 和扫描电镜 (SEM) 分析了MgNiFe-LDH结构及形貌,探讨了不同陈化时间和水热温度对MgNiFe-LDH合成的影响。将制得的MgNiFe-LDH添加至聚丙烯 (PP) 中,制备MgNiFe-LDH/PP复合材料,通过对材料的加速老化测其力学性能,研究了添加MgNiFe-LDH前后材料力学性能的差异。研究结果表明,当Mg2+:Ni2+:Fe3+=2:1:1,反应温度为140℃、陈化时间为24 h时,合成的MgNiFe-LDH为片状,形貌较为规整,颗粒粒径约为2μm;经加速老化后,填充MgNiFe-LDH 复合材料的抗老化性能优于纯PP,当MgNiFe-LDH的填充量为6 wt% 复合材料拉伸强度不变,可明显提高PP的抗老化性能。     

Sr对6A02铝合金组织和性能的影响

通过电磁感应炉制备了含锶6A02铝合金,对制备的试样采用OM、XRD、硬度测试、拉伸测试,研究Sr含量对6A02铝合金组织和性能的影响。结果表明Sr元素的加入可以细化合金的铸态组织,改变组织形貌。当Sr含量为0.5%时,细化效果最好,合金其力学性能最优。随着Sr含量的增加,6A02铝合金出现新相Al_4Sr,随着组织中Al_4Sr相增多,Mg_2Si相的析出减少,减弱了对合金的强化效果,合金的力学性能呈下降趋势。     

三元体系Na2B4O7—NaHCO3—H2O和Na2CO3—NaBO2—H2O等温溶解研究

作为研究四元体系Na2B4O7-Na2CO3-NaHCO3-NaBO2-H2O的开端，测定了三元体系Na2B4O7-NoHCO3-H2O和Na2CO3-NaBOH2-H2O在0℃，15℃，45℃时的溶解度，绘制了相应的组成－性质图。两个三元体系的溶度图在研究温度范围内均属于低共饱型，平衡固相为组分化合物或其水合物。     

MgCl2-CaCl2-H2O体系多温下的体积性质研究

溶液的体积性质是工业生产中常用的控制参数,也是深层海水、盐湖卤水等天然水体系的研究所需要关注的。通过实验测量和Pitzer离子相互作用模型相结合的方法研究了283.15～323.15 K下MgCl_2-CaCl_2-H_2O混合溶液在不同离子强度(I=4.5,9.0,13.5 mol·kg~(-1))下的体积性质,包括混合溶液的密度、表观摩尔体积和超额体积,并用Pitzer离子相互模型拟合了MgCl_2-CaCl_2-H_2O混合溶液的体积参数。模型的密度计算值和实验值的差值均在±4×10~(-3) g·cm~(-3)以内,表明模型的计算值和实验值吻合良好。     

四元体系KCl-K2SO4-KBO2-H2O在298.15 K的Pitzer模型研究

在Pitzer电解质溶液理论的基础上采用两种模型计算了KCl-K₂SO₄-KBO₂-H₂O体系及其子体系的溶解度。模型I假设溶液中只有一种硼物种B(OH)₄-,模型II假设溶液中有4种硼物种,分别对应于B(OH)₃、B(OH)₄-、B₃O₃(OH)₄-和B₄O₅(OH)₄2-。模型I与模型II的溶解度计算结果接近,且与实验值吻合较好。采用模型II计算了上述体系溶液中的硼物种和OH-的浓度。各硼物种的浓度主要受溶液中总硼浓度的影响,而很少受KCl和K₂SO₄的影响。计算结果说明在计算偏硼酸钾溶液体系溶解度时,可近似认为溶液中硼物种只有B(OH)₄-。模型II可用于计算含偏硼酸钾体系的pH值。本文的计算结果可为复杂偏硼酸钾体系模型的构建提供理论基础。     

273.15 到 308.15 K下二元体系（LiCl-H2O 和 MgCl2-H2O）和三元体系（LiCl-MgCl2-H2O）的体积性质研究

用高精度振动管在 273.15 至 308.15 K 的温度范围内以 5 K 的间隔对两个二元系统（LiCl-H2O 和 MgCl2-H2O）和三元系统（LiCl-MgCl2-H2O）的密度进行了实验测定密度计。基于 Vogel-Fulcher-Tamman (VFT) 方程,对 LiCl(aq) 和 MgCl2(aq) 密度与温度和摩尔浓度的相关方程的系数进行了参数化。 Young的理想混合规则被成功地应用于基于相关的二元解性质关联三元系统的密度。根据二元和三元体系的体积特性数据,根据 Pitzer 离子相互作用理论,得到 Pitzer 单盐参数和混合离子相互作用参数。在本工作中确定了三元体系在恒定离子强度下的混合体积 (ΔVm)。     

NH4Cl-CaCl2-H3BO3-H2O体系中H3BO3介稳区性质的研究

为探究南翼山油田水中NH_4Cl对H_3BO_3低温介稳区性质的影响,采用浊度法测量了253.15 K～303.15 K温度范围不同浓度的NH_4Cl对CaCl_2溶液中硼酸的溶解度影响和介稳区宽度;依次根据Nyvlt自洽方程理论求得成核级数m、经典三维成核理论求得固—液界面能γ,实验结果表明,CaCl_2溶液中的NH_4Cl对H_3BO_3溶解度影响很小;CaCl_2溶液中H_3BO_3的介稳区宽度随着NH_4Cl浓度的增加先变小后变大,氯化铵质量分数在0.12%～1.13%之间存在着一个临界值,此时硼酸的介稳区宽度最小。     

Mg(BO2)2在MgSO4和MgCl2-MgSO4水溶液中分解的相平衡与物种化学平衡

硫酸镁亚型盐湖老卤是MgCl₂、MgSO₄的饱和溶液体系,富集了Mg、B、Li等元素。本文针对含硼水盐体系热力学难以表达的问题,开展了硼在水盐体系存在形态及其平衡关系的研究。利用易于水解的Mg(BO₂)₂作为硼源,借助拉曼光谱和X射线衍射(XRD)为检测手段,定量研究Mg(BO₂)₂在MgSO₄-H₂O、MgSO₄-MgCl₂-H₂O体系中水解硼物种转化规律。结果表明:(1)Mg(BO₂)₂在MgSO₄溶液中的水解固相为MgB₂O(OH)6、MgB₄O₇·9H₂O和Mg(OH)₂;在MgSO₄-MgCl₂-H₂O溶液中水解固相为Mg₂B₆O₁₁·15H₂O、MgB₄O₇·9H₂O、Mg₂Cl(OH)₃·4H₂O。(2)Mg(BO₂)₂在MgSO₄溶液中水解,液相硼物种主要有B₃O₃(OH)-₄、B₃O₃(OH)₅2-、B(OH)-₄、B₄O₅(OH)₄2-、H₃BO₃,其分布受MgSO₄浓度影响很大,MgSO₄浓度从0增加至饱和,B₃O₃(OH)-₄始终占总硼量的50.07%以上,B₃O₃(OH)₅2-占液相总硼从4.77%上升至37.16%为第2化学物种。(3)在MgSO₄-MgCl₂-H₂O溶液中,硼物种的主要形态有B₃O₃(OH)-₄、B₃O₃(OH)₅2-、B(OH)-₄,其分布 随[Cl₂2-]/([Cl₂2-]+[SO₄2-])变化很大,在MgCl₂和MgSO₄的共饱溶液中,分别占液相总硼量的58.91%,14.62%和12.81%。(4)液相硼物种之间平衡关系的活度商lnQ,不仅与溶液pH、水活度有关,还与MgSO₄、MgCl₂摩尔浓度呈二元线性关系,这样就可将硼在H₃BO₃-NaOH体系物种分布关系的lnQ扩展到 (MgSO₄,MgCl₂,MgSO₄-MgCl₂)水溶液的多元体系。由此获得硼物种的量化关系,可为推算硼在水盐体系的物种分布,进而计算含硼电解质溶液热力学性质提供依据。