检索结果-南通市图书馆

作者： Brian Branch 北京化工大学

学位级别：硕士

石油基聚合物的降解以及其火安全性能是当今世界面临的关键挑战。这是由于石油基聚合物应用广泛,在使用后难以降解,会导致严重的环境污染问题。此外,石油基聚合物大多易燃,易引发火灾对人类的生命安全造成威胁。因此解决这些问题显得相... 详细信息

石油基聚合物的降解以及其火安全性能是当今世界面临的关键挑战。这是由于石油基聚合物应用广泛,在使用后难以降解,会导致严重的环境污染问题。此外,石油基聚合物大多易燃,易引发火灾对人类的生命安全造成威胁。因此解决这些问题显得相当紧迫,需要我们提出能够同时平衡材料环保与阻燃性能的创新解决方案。对于聚合物的降解问题,一种潜在的解决方案是利用和开发同时具有生物安全性和可生物降解的生物基聚合物。然而,相较于石油基聚合物,这些替代品往往在某些方面有性能缺陷（如力学性能et al）。因此,对这些生物基聚合物的研究需要同时兼顾其环境友好的优点并改善其对应性能的缺陷。而在阻燃性能方面,传统的阻燃剂（如含卤阻燃剂）,已被证明具有良好的阻燃效果,但由于其会产生毒副产物,存在环境与健康隐患,因此将开发新型安全无卤的磷系阻燃剂以代替传统的卤系阻燃剂。本研究通过将聚多巴胺（PDA）和磷系阻燃剂应用在聚乳酸（PLA）无纺布,为解决上述问题做出了一定贡献。通过实验发现,PDA涂层与磷系化合物的同时应用可显著提高PLA织物的阻燃性能,且涂层同样具有较高的生物安全性且对环境影响较小。此外,这项工作还凸现了PDA涂层可在PLA中快速高效应用的潜力。主要成果如下:本论文的第一部分是聚多巴胺和磷基化合物THPO作为关键阻燃剂的应用。通过喷雾共沉积方法将THPO引入到聚多巴胺基质中。这种方法显著增强了涂层织物的耐火性。极限氧指数（LOI）从对照织物的18%增加到27.5%。此外,UL-94测试的损坏长度从9.5厘米减少到7.5厘米。值得注意的是,熔体滴落性能得到增强,在测试过程中没有观察到火焰滴落。此外,热重分析显示THPO促进了适度的炭形成。仅存在聚多巴胺涂层时,样品的总烟雾产生量和烟雾产生速率均显着降低,导致Fig RA值从22.2 k W/m2s降低至14.7 k W/m2s;进一步凸显了该方法的有效性。抗紫外线测试显示,20小时内涂层样品的质量平均损失1.5%,而对照PLA织物的质量损失超过15%。本研究的第二部分重点是使用聚多巴胺作为功能涂层和聚磷酸铵（APP）作为磷基阻燃剂,在PLA织物表面形成称为PDA-Cu-APP的金属络合物。这种创新方法证明了进一步增强了织物的耐火性能,熔体滴落性能得到改善,在UL-94垂直燃烧测试中未观察到熔滴。极限氧指数（LOI）从对照PLA的18%显着增加至29.2%。此外,热重分析表明,炭残留物从对照PLA织物的1.5%增加到9.0%。Fig RA值从22.2 k W/m2s降低至14.7 k W/m2s,降低了33%。涂层中的PDA组分显着提高了抗紫外线性能,降低了质量损失率,紫外老化后涂层织物的拉伸强度是对照PLA织物的4倍。总之,本研究将生物基聚多巴胺涂层与磷基阻燃剂相结合以增强PLA织物的防火安全性,保持了环境可持续性目标的可行性。这些发现为未来开发生物基聚合物材料阻燃解决方案的研究提供了有效的途径。

关键词：阻燃剂聚多巴胺聚乳酸聚磷酸铵三(羟甲基)膦氧化物无纺布

基于镍基金属有机骨架的电化学尿酸传感器的研究制备

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于镍基金属有机骨架的电化学尿酸传感器的研究制备

作者：周楠北京化工大学

学位级别：硕士

随着社会的不断进步发展,人们对于身体健康监测和疾病预防的要求不断提高。通过生物体液内特异生物分子的检测可以有效的诊断与预防一些疾病。尿酸(UA)是人体新陈代谢的一种化学物质,体内长期保持高浓度尿酸会导致高尿酸血症,进而引发... 详细信息

随着社会的不断进步发展,人们对于身体健康监测和疾病预防的要求不断提高。通过生物体液内特异生物分子的检测可以有效的诊断与预防一些疾病。尿酸(UA)是人体新陈代谢的一种化学物质,体内长期保持高浓度尿酸会导致高尿酸血症,进而引发痛风、高血压和肾结石等疾病。此外,体内UA浓度的升高也在一定程度上预示胰岛素抵抗与糖尿病。因此,检测UA浓度也是早期发现高尿酸血症进而预防糖尿病的有效策略。电化学传感器具有体积小、操作简单、成本较低、响应速度快、灵敏度高和选择性好等特点,在医疗诊断、运动监测、健康管理等领域具有广泛的应用前景,可以实现对人体健康状况的实时监测。导电金属有机框架材料(cMOF)因其高比表面积,导电性好和可控孔隙结构等特性,成为一种理想的电化学传感器催化材料,被广泛应用于葡萄糖、乳酸、多巴胺和尿酸等生理标志物传感。本文采用导电MOF作为催化剂,碳纳米材料作为导电材料,细菌纳米纤维素作为基底,构建了不同维度的导电Ni-MOF的集成式电化学汗液UA传感器,并研究了其性能和应用。具体研究内容如下:(1)二维Ni3HHTP2/MXene/CNTs复合材料的制备及其尿酸传感性能研究:通过化学剥离法和物理超声法制备了 MXene单层纳米片,并采用水热法在MXene表面负载Ni-MOF,然后在该体系中掺杂CNTs以提高材料的传感性能。将制备的Ni3HHTP2/MXene/CNTs复合材料修饰到PET柔性印刷电极上集成为UA传感器,该传感器在尿酸检测方面表现出优异的电化学性能,线性范围宽达25 nM-1mM,检测极限低至6.16 nM,灵敏度高达689.8 μA mM-1 cm-2。此外,该传感器还具有较好的时间稳定性和抗干扰性。(2)基于自组装三维MXene＠Ni3HHTP2/rGO气凝胶的尿酸传感器的制备和性能研究:通过水热法在MXene和GO表面生成导电MOF(Ni3HHTP2),然后用冷冻干燥法制备了气凝胶复合材料。使用真空抽滤制备的细菌纳米纤维素薄膜(BNC)作为柔性基底材料,将碳墨和Ag/AgC1电墨沉积在BNC薄膜上制备成柔性电极。然后将MXene＠Ni3HHTP2/rGO气凝胶作为传感层,与柔性电极及其他电子元件组装制备尿酸传感器,该传感器可以实时检测汗液中的尿酸浓度,检测极限为13 nM,传感范围在20 nM-1 mM,灵敏度为4925 μA mM-1 cm-2。

关键词：金属有机骨架 MXene 氧化石墨烯尿酸电化学传感器

硅烷偶联坡缕石添加剂密封润滑液的摩擦磨损性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

硅烷偶联坡缕石添加剂密封润滑液的摩擦磨损性能研究

作者：党杰北京化工大学

学位级别：硕士

机械密封端面摩擦磨损是导致密封性能下降的关键因素。为提高机械系统的稳定性和延长使用寿命,研究减磨润滑与磨损修复具有重要意义。纳米润滑材料因其独特的结构特征和优异润滑功能而广泛应用于摩擦学领域,常用作高性能的润滑油添加剂... 详细信息

机械密封端面摩擦磨损是导致密封性能下降的关键因素。为提高机械系统的稳定性和延长使用寿命,研究减磨润滑与磨损修复具有重要意义。纳米润滑材料因其独特的结构特征和优异润滑功能而广泛应用于摩擦学领域,常用作高性能的润滑油添加剂。本文采用具有优秀的润滑修复性能的纳米材料作为润滑添加剂,研制出高性能润滑液,并将之应用于机械密封装置,研究端面上的摩擦磨损机理与减摩润滑性能。选取润滑性能良好的坡缕石作为润滑添加剂,采用机械化学硅烷偶联法,以硅烷偶联剂KH550为改性剂,对坡缕石进行表面改性处理,制得纳米级硅烷改性坡缕石润滑添加剂,提升了其在有机溶液中的悬浮稳定性。通过TEM、SEM、FTIR与XRD等表征手段分析了硅烷改性坡缕石润滑添加剂的微观形貌和化学结构。表征结果表明:改性后的坡缕石由纤维状聚集体转变为类球形颗粒,具有将滑动摩擦转为滚动摩擦的能力,对减摩润滑效果有促进作用。将硅烷改性坡缕石添加于基础油PAO6中,通过分散性试验发现硅烷改性坡缕石在PAO6中的分散稳定性优异,提升了润滑体系的稳定性,腐蚀性试验证明坡缕石润滑添加剂无腐蚀性。采用多功能摩擦磨损试验机,以销-盘为摩擦副,对不同添加剂浓度下的润滑油进行摩擦学试验,测量试验的摩擦系数与磨损量,对比分析其减摩润滑效果。研究表明,坡缕石润滑添加剂在PAO6中的最佳添加质量分数为2wt%,此时的摩擦系数和磨损量低,结合磨痕表征分析发现磨痕相对光滑,表面凹坑与犁沟较少,磨痕处出现油膜与坡缕石颗粒,结合元素分析发现表面存在少量Si、Mg和Al等元素,表明坡缕石润滑添加剂能够在摩擦副表面形成含有坡缕石的润滑膜,有助于保护摩擦副表面,对磨痕进行一定修复效果。采用盘-盘的摩擦副以模拟机械密封装置,进行不同工况下的摩擦学性能试验,探究不同润滑介质、不同摩擦副材料下的摩擦磨损性能,结合扫描电镜和能谱分析对痕迹进行测试,分析润滑液的减摩润滑性能和减摩机理。结果表明,在Si C-YG6摩擦副中,硅烷改性坡缕石润滑添加剂能使基础油的摩擦系数和磨损质量分别降低15.4%和11.1%,在Si C-4Cr13摩擦副中分别降低24.7%和28.5%,表明坡缕石纳米材料能够提升润滑油的减磨耐磨性能。根据磨痕分析结果可知,坡缕石润滑液在磨痕处上发现含有O、Si和Mg等坡缕石特征元素,结合长时间试验的磨痕观测结果,表明坡缕石润滑添加剂具有明显的增强润滑性能和磨痕补偿修复性能。根据机械密封的使用环境与特征尺寸,利用ANSYS有限元软件建立了机械密封分析模型,对比分析了添加坡缕石前后润滑油的性能。根据分析结果得出,添加硅烷改性坡缕石润滑液具有更佳散热性和粘度特征,其密封性能优于基础润滑油,端面温度、端面变形、泄漏率与摩擦功耗分别降低18.1%、13.4%、12.7%和20.11%。基于盘-盘摩擦副的摩擦学实验结果,建立油润滑下的犁沟分析模型,以探究润滑油的压力分布。结果表明,犁沟中心处的承载压力最大,分布均匀,对比分析可知,坡缕石添加剂使基础油的承载能力提升了11.3%,且承载能力随转速和压力的增大而升高。搭建了机械密封性能试验平台,试验分析不同端面材料和密封润滑液下,密封端面上的温升、磨损量和泄漏率,并结合数值模拟结果进行对比。试验结果表明,坡缕石润滑添加剂能够有效减低机械密封端面的温升约12.8%,提高密封端面的稳定性,试验验证了密封端面的数值分析模型的准确性。本文通过制备硅烷偶联坡缕石润滑添加剂,将之添加于润滑油制得坡缕石润滑液,通过摩擦磨损试验考察了其摩擦磨损性能。将润滑液应用于机械密封,提出了增强机械密封端面的减摩润滑性能和磨损修复的研究思路。可为摩擦学领域和机械密封的减摩润滑提供重要的理论基础,为提升机械密封端面可靠性和减摩方式提供了参考方法。

关键词：机械密封坡缕石润滑添加剂摩擦磨损润滑油润滑机理

酚酞基聚酰亚胺的结构调控及其交联热重排膜的理化和气体分离性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

酚酞基聚酰亚胺的结构调控及其交联热重排膜的理化和气体分离性能...

作者：王福伟北京化工大学

学位级别：硕士

热重排（TR）聚合物具有高渗透性、高选择性和耐溶胀的优点,但热重排温度往往高于聚合物前体的玻璃化转变温度（Tg）,导致非对称膜的孔结构塌陷、致密皮层增厚、膜通量降低。为了解决这个问题,本论文采用共沸精馏的聚合方法,将3,3’-二... 详细信息

热重排（TR）聚合物具有高渗透性、高选择性和耐溶胀的优点,但热重排温度往往高于聚合物前体的玻璃化转变温度（Tg）,导致非对称膜的孔结构塌陷、致密皮层增厚、膜通量降低。为了解决这个问题,本论文采用共沸精馏的聚合方法,将3,3’-二氨基酚酞（DAP）与六氟二酐（6FDA）反应,合成了邻羟基酚酞基聚酰亚胺HPPI。并在此基础上通过共聚2,4,6-三甲基间苯二胺（DAM）或二乙基甲苯二胺（DETDA）合成了两种共聚聚酰亚胺,Co-PI-DAM和Co-PI-DETDA。上述两种聚酰亚胺由于存在大量氢键相互作用,其玻璃化温度均高于390℃。由于酚酞中内脂环可在300℃左右发生热降解交联反应,从而提升聚酰亚胺前体的玻璃化温度。本论文采用逐步升温的方法,首先在较低温度下完成热降解交联反应、随后在更高的温度下完成热重排反应,确保全部热处理过程在聚合物的玻璃态下完成。通过这种方法制备了一系列交联热重排（XTR）聚苯并噁唑（PBO）。其中HPPBO-425（425℃下完成热重排反应）的CO2的渗透性为122 Barrer,CO2/CH4选择性为40.4,在30 atm的CO2压力下不会发生塑化。经过60天老化后,CO2渗透性降至100 Barrer,CO2/CH4选择性增至44。这种优异而稳定的CO2/CH4分离性能使sub-Tg-XTR-PBO成为制备中空纤维气体分离膜的理想材料。此外,Co-PI-DAM拉伸强度为75 MPa,高于HPPI（35 MPa）,体现出更优异的力学性能。综上所述,共沸精馏法制备的含内脂环和邻羟基的共聚聚酰亚胺可在sub-Tg的热处理条件下获得交联热重排（TR）聚苯并噁唑。这种膜材料具有优异的力学性能和高效的CO2/CH4分离性能,并且在30 atm下不会被CO2塑化,是制备交联热重排中空纤维膜的理想材料。

关键词： sub-Tg交联热重排气体分离膜抗CO2溶胀 CO2/CH4气体分离酚酞基聚酰亚胺

碳纤维复合材料结构损伤声发射定位与识别方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

碳纤维复合材料结构损伤声发射定位与识别方法研究

作者：鞠文卿北京化工大学

学位级别：硕士

碳纤维复合材料因具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好等优异性能,被广泛应用于航空航天、轨道交通等众多领域。然而,在制造和使用过程中,材料不可避免地发生损伤,导致其力学性能降低和使用寿命缩短。因此,及时准确地检测和评估材料的损伤... 详细信息

碳纤维复合材料因具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好等优异性能,被广泛应用于航空航天、轨道交通等众多领域。然而,在制造和使用过程中,材料不可避免地发生损伤,导致其力学性能降低和使用寿命缩短。因此,及时准确地检测和评估材料的损伤状态变得尤为关键。声发射技术作为一种无损检测手段,能够实现材料损伤的在线监测,并提供损伤的关键信息。但由于碳纤维复合材料的各向异性和损伤机制的复杂性使得损伤的精确定位和准确识别成为了一项挑战。针对上述问题,本文以碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板为研究对象,利用声发射技术对损伤定位和损伤类型识别开展研究。主要研究内容如下:(1)采用有限元仿真软件建立了声发射信号在碳纤维复合材料板中传播的三维仿真模型,分析并可视化兰姆波在其中的传播过程。仿真结果表明,对称模态(S0)的传播速度具有显著的方向依赖性,其沿纤维方向速度最快;而反对称模态(A0)受方向影响较小,但很容易与S0模态产生叠加导致难以提取。此外,根据频散曲线对仿真结果进行了验证。(2)针对碳纤维复合材料各向异性导致声波传播速度对方向敏感的问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的声发射源定位方法。首先,通过赤池信息准则结合三次样条插值的方法,准确拾取声发射信号到达时间;其次,引入非线性收敛因子以及随机初始化策略提高了原始鲸鱼优化算法的稳定性和精确度;然后,将传感器之间的到达时间差作为已知条件,以声发射源坐标为优化变量,构建目标函数并应用改进鲸鱼算法使其最小化来实现定位;最后,通过仿真数据和实验数据证明所提方法的有效性。(3)针对碳纤维复合材料不同损伤模式之间易发生耦合的特性,分别探究纯环氧树脂、单向90度铺层、单向0度铺层和交叉铺层复合材料在三点弯曲加载过程中的声发射响应,间接实现损伤模式解耦。首先,通过Person相关系数、主成分分析和拉普拉斯得分对信号特征进行筛选;然后,利用模糊C均值聚类算法识别出四种典型损伤模式对应的频率范围;最后,利用哨兵函数、累积声发射计数和累积声发射能量对交叉层复合材料在弯曲加载过程中的损伤演化过程进行了阶段划分。

关键词：声发射损伤定位损伤识别碳纤维复合材料

碳纤维颗粒污泥骨架及其在餐厨垃圾高负荷厌氧消化中的应用研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

碳纤维颗粒污泥骨架及其在餐厨垃圾高负荷厌氧消化中的应用研究

作者：王梓权北京化工大学

学位级别：硕士

由于中间产物挥发性脂肪酸(VFA)的累积,传统餐厨垃圾厌氧消化在运行过程中面临系统稳定性差、有机负荷率低等问题,发展受到制约。再生碳纤维具有优异的机械强度和电磁性能,但纤维团聚成为纤维材料作为生物载体添加剂应用的挑战。基于此... 详细信息

由于中间产物挥发性脂肪酸(VFA)的累积,传统餐厨垃圾厌氧消化在运行过程中面临系统稳定性差、有机负荷率低等问题,发展受到制约。再生碳纤维具有优异的机械强度和电磁性能,但纤维团聚成为纤维材料作为生物载体添加剂应用的挑战。基于此,本研究利用纤维团聚将纤维材料制备成稳定的颗粒形态,研究了团聚条件对纤维团聚稳定化过程的影响;纤维颗粒作为生物载体应用在餐厨垃圾厌氧消化,研究不同条件下再生碳纤维对中、高温餐厨垃圾厌氧消化性能的影响,并探究了微生物群落结构变化,揭示再生碳纤维介导的产甲烷机制。主要结果如下:(1)研究了纤维长度、纤维浓度、转速等条件对纤维团聚稳定化过程和纤维颗粒表观物理特征的影响。最佳单因素条件为纤维长度(3mm),纤维浓度(4 g/L),转速(150 rpm),得到纤维颗粒占比为96.76±0.38%,颗粒平均粒径为3.68±0.75 mm,沉降速率为60.53 m/h。利用Box-Behnken设计优化条件参数,预测值为0.6231 mm,颗粒粒径标准差实测值为0.6025 mm,表明模型拟合结果有效。(2)研究投加不同形态(纤维单丝/纤维颗粒)、不同投加量(1、5、10 g/L)再生碳纤维对中、高温条件下餐厨垃圾厌氧消化的产气性能和污泥颗粒化促进作用。具体表现为甲烷产率提高2.13～47.07%。丙酸和丁酸提前完成降解。纤维颗粒促进效果优于纤维单丝。污泥以纤维为骨架聚集,附着在具有三维网状结构的颗粒表面。分布式生长有望加速污泥颗粒化进程。(3)研究不同投加条件对微生物群落结构的影响。高浓度纤维材料对微生物组成影响更显著。再生碳纤维可富集互营代谢相关功能菌群,增强氢营养型产甲烷途径,加速VFA降解反应。再生碳纤维介导下,Methanothermobacter和Methanoculleus可能存在潜在DIET途径。

关键词：厌氧消化再生碳纤维逾渗餐厨垃圾挥发性脂肪酸

成型过程中不同尺度材料接触表面的力学行为及调控研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

成型过程中不同尺度材料接触表面的力学行为及调控研究

作者：李立旗北京化工大学

学位级别：硕士

双螺杆挤出机固体输送段螺杆的磨损会使输送性能下降,影响生产质量和使用寿命。本课题针对三种具有不同长径比的(3:1、5:1、8:1)小尺寸、长条状纤维素材料,采用仿真与摩擦磨损实验结合的方法对其在固体输送段运动过程中对螺杆造成的磨... 详细信息

双螺杆挤出机固体输送段螺杆的磨损会使输送性能下降,影响生产质量和使用寿命。本课题针对三种具有不同长径比的(3:1、5:1、8:1)小尺寸、长条状纤维素材料,采用仿真与摩擦磨损实验结合的方法对其在固体输送段运动过程中对螺杆造成的磨损机制进行研究。首先,利用EDEM离散元仿真软件对纤维素填料在双螺杆挤出机固体输送段的运动进行了数值模拟仿真,发现左螺杆的磨损部位主要集中在螺棱处,右螺杆的磨损部位主要分布在螺棱与螺槽底部结合处。在本模型中,右螺杆在背面的磨损比左螺杆严重,而推力面的磨损是左螺杆比右螺杆磨损严重,啮合区的螺杆及颗粒受力较大,螺杆的磨损主要由上啮合区的剪切作用造成的。根据仿真中纤维素与螺杆间面面的接触形式,自主设计了一台面-面旋转式摩擦磨损试验机,包括机械结构和电气测控系统的设计。实现了摩擦系数的实时采集、操控参数的设置,电机的控制以及数据的导出保存等功能,并从转速、载荷、机械强度、摩擦磨损实验测试等方面进行了验证,证明了摩擦磨损试验机的可靠性。通过设计面-面旋转式摩擦磨损试验机,为实验的开展提供了设备支持。利用该试验机对3种不同长径比尺寸的纤维素,在45#钢分别对磨45#钢、38Cr Mo Al钢、40Cr Mo V钢、紫铜4种摩擦副及不同转速条件下进行了摩擦磨损实验,比较了不同条件时下式样的摩擦学性能,并利用光学显微镜和拉曼光谱仪对磨痕进行了表征,分析了不同长径比的纤维素与不同金属材料摩擦时的磨损机理。发现在20 N载荷及30-90 r/min之间不同转速条件下,三种尺寸的纤维素在45#钢与38Cr Mo Ala钢对磨时的摩擦学性能相对较好,纤维素对螺杆的磨损机理主要为三体磨损机理。本文运用数值模拟仿真与摩擦磨损实验相结合的方法研究了纤维素对螺杆的磨损机制,对接触表面的力学行为及调控进行研究,能够为提高螺杆的耐磨性提供理论依据。

关键词：螺杆纤维素摩擦学行为仿真模拟测试平台

基于有机硅制备反应型硅磷氮协同阻燃剂及其应用研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于有机硅制备反应型硅磷氮协同阻燃剂及其应用研究

作者：杨晓猛北京化工大学

学位级别：硕士

“火”给人类带来文明的同时,也给人类带来了灾难,一场场火灾带走了无数人的生命,说明火的利用与控制水平是人类文明程度的标志。随着科技的发展进步,高分子材料应用广泛,但大部分高分子材料都易燃,其阻燃是十分必要的,而添加阻燃剂是... 详细信息

“火”给人类带来文明的同时,也给人类带来了灾难,一场场火灾带走了无数人的生命,说明火的利用与控制水平是人类文明程度的标志。随着科技的发展进步,高分子材料应用广泛,但大部分高分子材料都易燃,其阻燃是十分必要的,而添加阻燃剂是达成阻燃目的的直接有效的手段。从早期的添加型卤系阻燃剂到现在的反应型多元素无卤阻燃剂,阻燃剂在不断的发展、更新迭代以满足材料的高性能化要求,如电子器件高度密集化对环氧树脂（EP）线路板和电子器件封装胶提出了耐高温、更阻燃的要求,聚脲弹性体（PUA）极易燃烧,阻燃难度大,亟待阻燃聚脲材料的研制等等。本文合成了三种含硅磷氮的反应型阻燃剂,分别为小分子型阻燃剂DBK,无规型阻燃剂PKK和长链型阻燃剂PDA,将三种阻燃剂分别用于EP和PUA的阻燃。探究了三种阻燃剂的含量对EP和PUA的热性能、阻燃性能和力学性能的影响,并且探究了三种阻燃剂的阻燃机理,其结论如下:（1）以KH-550、2,4-二羟基苯甲醛和DOPO为原料合成了阻燃剂DBK,并表征了其结构。探究发现,阻燃剂DBK可以提高EP的热稳定性和促进EP成炭,EP/DBK-5的最大热失重速率(D·Wmax)降低了40.5%,800℃下的残炭率（YC）提升了45.8%,可以提高EP的阻燃性能,EP/DBK-5的极限氧指数（LOI）为31%,垂直燃烧等级测试（UL-94）达到V-0等级,可以抑制燃烧过程中EP的发烟量,以建筑材料烟密度测试标准对材料进行检测,EP/DBK-10的最大光吸收率降低了16%,即烟密度下降了16%,但阻燃剂DBK会使EP的力学性能下降;阻燃剂DBK可以提高PUA的热稳定性和促进PUA成炭,PUA/DBK-10的D·Wmax降低了12.5%,800℃下YC提升了40.6%,可以提高PUA的阻燃性能,PUA/DBK-10的LOI为21.7%,垂直燃烧达到UL-94 V-2等级,并且有较好的抑烟效果,烟密度降低了62%,PUA/DBK-10力学性能较原聚脲弹性体有所下降。阻燃剂DBK的阻燃机理:在凝聚相中,磷元素和硅元素促进炭层生长并使炭层更加致密;在气相中,·HPO2和·PO2等自由基终止燃烧链式反应,NH3等难燃气体稀释氧气浓度和带走热量。（2）以DOPO、KH-560和KH-550为原料合成了阻燃剂PKK,并表征了其结构。探究发现,阻燃剂PKK可以提高EP的热稳定性和促进EP成炭,EP/PKK-7.5的D·Wmax降低了29.8%,800℃下YC提升了50.3%,可以提高EP的阻燃性能,EP/PKK-7.5的LOI为29.1%,垂直燃烧达到UL-94 V-0等级,可以抑制燃烧过程中EP的发烟量,EP/PKK-7.5的烟密度降低了26%,但阻燃剂PKK会使EP的力学性能下降;阻燃剂PKK可以提高PUA的热稳定性和促进PUA成炭,PUA/PKK-10的D·Wmax降低了11.6%,800℃下YC提升了89.8%,可以提高PUA的阻燃性能,PUA/PKK-10的LOI为27.7%,垂直燃烧达到UL-94 V-1等级,并且有较好的抑烟效果,烟密度降低了52%,但阻燃剂PKK会使聚脲弹性体的力学性能下降。阻燃剂PKK的阻燃机理:在凝聚相中,磷元素和硅元素促进炭层生长并使炭层更加致密;在气相中,磷氧自由基终止燃烧链式反应,难燃气体稀释氧气浓度和带走热量。（3）以DOPO、AGE、KH-550和甲基侧氢聚硅氧烷为原料合成了阻燃剂PDA,并表征了其结构。探究发现,阻燃剂PDA可以提高EP的热稳定性和促进EP成炭,EP/PDA-10的D·Wmax降低了46.9%,800℃下YC提升了54.2%,可以提高EP的阻燃性能,EP/PDA-10的LOI为31.2%,垂直燃烧达到UL-94 V-1等级,可以抑制燃烧过程中EP的发烟量,EP/PDA-10的烟密度降低了30%,并且阻燃剂PDA不会使EP的力学性能下降;阻燃剂PDA可以提高PUA的热稳定性和促进PUA成炭,PUA/PDA-10的D·Wmax降低了13.4%,800℃下YC提升了40.6%,可以提高PUA的阻燃性能,PUA/PDA-10的LOI为23.4%,垂直燃烧达到UL-94 V-2等级,但阻燃剂PDA会使聚脲弹性体的产烟量略微提升,阻燃剂PDA随着添加量的增多,对PUA的力学性能影响越小,PUA/PDA-10的力学性能和原聚脲弹性体相近,阻燃剂PDA的阻燃机理:在凝聚相中,磷元素和硅元素促进炭层生长并使炭层更加致密;在气相中,磷氧自由基终止燃烧链式反应,难燃气体稀释氧气浓度和带走热量。

关键词：反应型阻燃剂阻燃机理环氧树脂聚脲弹性体

光热水蒸发-催化双功能竹纤维基复合材料的制备及其性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

光热水蒸发-催化双功能竹纤维基复合材料的制备及其性能研究

作者：潘瑞杰北京化工大学

学位级别：硕士

工业化和人口不断增长导致了严峻的能源短缺和环境污染问题。水资源短缺和水质恶化已成为全球性的紧迫问题。太阳能作为一种可再生能源,其潜力巨大,将太阳能应用于海水淡化和污水处理具有广阔的研究前景。传统的光热水蒸发技术可以从海... 详细信息

工业化和人口不断增长导致了严峻的能源短缺和环境污染问题。水资源短缺和水质恶化已成为全球性的紧迫问题。太阳能作为一种可再生能源,其潜力巨大,将太阳能应用于海水淡化和污水处理具有广阔的研究前景。传统的光热水蒸发技术可以从海水/污水中分离收集淡水,但鉴于有机污染物的多样性、毒性、蓄积性和难降解性,其不能有效去除这些有机污染物。基于过一硫酸盐（PMS）的高级氧化法能生成多种活性自由基,有效降解废水中的有机污染物。因此,将光热转化材料与具有高效活化PMS能力的催化剂相结合,制备成具有光热水蒸发和催化降解能力的双功能复合材料,对解决淡水资源短缺和水污染问题具有重要意义。为此,我们选取碳纳米管（CNTs）为主要光热转化材料,CoFe2O4和Au做主要催化剂,用亲水的竹纤维布为基材,制备了双功能复合材料。通过设计并优化双功能三维蒸发器,解决平面装置光热转化效率低、能量利用率低的问题,进一步提高其光热水蒸发效率和催化降解能力。具体研究内容如下:（1）山峰状铁酸钴/碳纳米管装饰的纤维布用于协同光热水蒸发和催化降解双酚A:全面净化海水/污水,确保在水蒸发的同时去除水体中的有机污染物,是提高水净化效率和解决水污染问题的关键,因此制备了CoFe2O4和CNTs装饰的竹纤维布（CCBF）,用于光热水蒸发与催化降解污染物相结合。CCBF中竹纤维具有大量的孔道和极性基团,CNTs具有高效的光热转化能力,同时原位生长的CoFe2O4不仅可以提高光热转换效率,还能激活PMS,催化降解双酚A。此外,将CCBF折叠成一个山峰状的三维蒸发器,可以提高光能利用率和利用环境能量,促进光热水蒸发和催化降解性能。三维蒸发器在一个太阳光强照射下水蒸发速率达到了2.72 kg m-2h-1,同时可在10 min内100%降解海水中的双酚A。将光热水蒸发与催化降解相结合,山峰状CCBF蒸发器对含BPA海水的水处理总速率达到27.72 kg m-2h-1。（2）仿生牵牛花三维结构用于同时光热水蒸发和催化降解污染物的研究:针对环境湿度会影响水蒸发速率这一问题,设计了一种基于仿生牵牛花状的三维结构蒸发器,用于提高装置的光热水蒸发和催化降解性能。Au纳米颗粒具有高光热转化率、催化活性和化学稳定性等优点,是用于双功能蒸发器的理想材料,通过在CCBF表面负载Au制备获得复合材料,进一步提高其光热水蒸发效率和对污染物的催化降解能力。设计三维结构,利用烟囱效应,产生气流,降低蒸发器表面及周围空气湿度,具有中央干态“花蕊”的仿生牵牛花状三维蒸发器达到了3.21 kg m-2h-1的高效水蒸发速率。此外,该材料与PMS结合使用,展现出高效的催化降解能力,且对环境因素如p H值和盐度具有良好适应性,具有广阔的应用范围。

关键词：光热水蒸发催化降解三维蒸发器铁酸钴高级氧化法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于改性聚赖氨酸构建多功能止血凝胶

基于改性聚赖氨酸构建多功能止血凝胶

作者：付豪北京化工大学

学位级别：硕士

受伤造成的大量失血是自然灾害和紧急情况中造成死亡的主要原因,使用止血材料实现快速止血是减少伤亡的关键措施。传统的止血材料功能单一,止血应用有一定的局限性,已经无法满足高效的医疗需要,因此开发满足多种应用需求的多功能止血材... 详细信息

受伤造成的大量失血是自然灾害和紧急情况中造成死亡的主要原因,使用止血材料实现快速止血是减少伤亡的关键措施。传统的止血材料功能单一,止血应用有一定的局限性,已经无法满足高效的医疗需要,因此开发满足多种应用需求的多功能止血材料具有十分重要的意义。阳离子聚合物由于其正电性,具有止血、抗菌等多种生物医学功能。本论文通过对ε-聚赖氨酸(EPL)的结构进行改性,将优化的改性聚合物与温敏性物质一步共混,制备了止血温敏凝胶,开发出一种简单高效的多功能伤口处理水凝胶敷料。第二章中,首先用不同含量的丁二酸酐对EPL进行改性,制备了不同接枝量的羧基改性聚赖氨酸(EPL-C);再将EPL-C与具有热响应性的泊洛沙姆407(F127)一步共混,制备了系列温敏止血凝胶(FN-C)。体内外实验结果表明,中等羧基改性的EPL-C2形成的止血凝胶FN-C2具有最优的体外促凝血性能和股动脉损伤止血效果,作用机制在于:相比于EPL和其他接枝量的EPL-C,EPL-C2赋予F127凝胶与血液接触后选择性吸附血浆蛋白中纤维蛋白原、进而促进血小板高粘附的优异性能。进一步向FN-C2凝胶中添加胰岛素可以制备载药凝胶(FN-C2-I),其在体内外凝血测试中仍保持了FN-C2的高止血效果,同时也能够实现胰岛素的体外缓释,并在大鼠全层皮肤缺损模型中表现出优异的促愈合性能。第三章中,选择一种含氟分子对EPL进行改性得到不同接枝量的氟化改性聚赖氨酸(EPL-F),进一步将EPL-F与F127共混制备了温敏抗菌止血凝胶(FN-F)。与EPL相比,中等接枝量的EPL-F2具有更好的体外抗菌效果,在最优浓度下EPL-F2形成的凝胶FN-F2也具有更优异的纤维蛋白原和血小板粘附性能,实现了更好的体外促凝血和体内止血效果。和市售抗菌凝胶相比,FN-F2还显示出优异的体外抗菌性能,并在牙周炎和全层皮肤缺损感染模型中取得优异的治疗效果。综上,本论文通过先对聚赖氨酸进行简便的一步化学改性,再与热响应性聚合物共混的方式,制备了多功能止血促修复凝胶。通过体内外实验证实了羧基化和氟化改性的两类聚赖氨酸,均可以高效调节材料-血液相互作用实现促凝血功能化;还分别结合凝胶载药和阳离子聚合物抗菌的特点,实现了凝胶止血之外的促伤口修复和抗感染效果。本论文不仅开发了两种有应用前景的多功能止血凝胶,还提出了通过阳离子聚合物的结构优化开发高性能止血材料的新策略。

关键词：阳离子聚合物止血抗菌温敏性凝胶载药凝胶