化工新型材料

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马来酸酐功能化聚烯烃的制备及应用研究进展

姜天赐, 李凤红, 陈立鑫, 王德喜, 师岩, 李鹏珍

化工新型材料. 2020, 48(7): 1-5. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.001

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通过聚烯烃接枝马来酸酐提高聚烯烃的极性、亲水性及在聚合物共混中的相容性。在如何提高接枝物的接枝率方面综述了聚烯烃接枝马来酸酐的制备研究进展,并着重介绍了聚烯烃接枝马来酸酐作为相容剂在可生物降解、发泡、阻燃领域的应用。

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超支化聚合物的合成及应用研究进展

秦笑梅, 陈亚培

化工新型材料. 2020, 48(7): 6-10. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.002

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超支化聚合物是一类高度支化的三维大分子,因其独特的物理性质、化学特性及潜在的应用价值受到广泛关注。综述了超支化聚合物的主要合成方法如单-单体法(SMM)、双单体法(DMM)和其他合成方法,并阐述了超支化聚合物在金属纳米粒子稳定剂、涂料、药物载体、环境修复和石油开采等领域的应用,最后对超支化聚合物在今后的研究方向进行了分析和展望。

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新型多功能防雾材料研究进展

杨铄冰, 贾睿, 李婷, 张乐兴, 东为富, 明伟华

化工新型材料. 2020, 48(7): 11-14. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.003

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透明材料用途广泛,但其在使用过程中会因结雾带来不便甚至经济损失,因此解决透明材料防雾问题具有重要意义。结合防雾的基本原理,综述了防雾材料的制备及近年来多功能防雾材料的研究现状和应用进展,指出了存在的问题,并对防雾材料的发展前景进行了展望。

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光伏组件封装材料的研究进展

周冬兰, 周鹏, 廖丹

化工新型材料. 2020, 48(7): 15-18. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.004

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光伏组件已经广泛应用于大型光伏电站和分布式光伏项目,需求量快速增加。在光伏组件中,封装材料的作用是把光伏电池片分别与钢化玻璃和背板紧密粘结起来,避免光伏电池直接暴露在雨雪、风沙及灰尘等外部环境下。封装材料的特性影响了光伏组件的输出效率和使用寿命。重点介绍了光伏组件中使用的主要封装材料如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、环氧树脂、有机硅和聚烯烃的特点及研究进展,并对光伏组件封装材料的发展前景进行了展望。

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单斜相钒酸铋BiVO₄(s-m)的制备及其光催化性能的研究进展

李杰, 逄显娟, 吴艳芳

化工新型材料. 2020, 48(7): 19-23. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.005

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近年来,单斜相结构的钒酸铋BiVO₄(s-m)以优异的物理化学特性和可见光催化性能,引起了人们的广泛关注。研究表明,制备方法的不同会导致其结晶度、形貌、晶面裸露、比表面积等微观结构发生改变,进而影响其可见光催化性能。因此,就BiVO₄(s-m)的制备方法行了归纳总结,并对其今后的研究方向进行了展望,以期为BiVO₄(s-m)可见光催化剂的研究提供参考。

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急救用新型快速止血材料研究进展

杨珏莹, 林礼智, 陈煜, 魏爱玲, 张莹, 晏直誉, 唐术衔

化工新型材料. 2020, 48(7): 24-29. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.006

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快速止血对于战伤性大出血、临床手术不可控出血、创伤导致动脉破损等意外事故出血具有重要意义。在对止血材料进行分类的基础上,针对其应用特点总结了新型快速止血材料的性能要求,综述了无机材料、天然高分子材料和合成高分子材料等新型止血材料的研究及应用现状,对其发展前景进行了展望。

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锂离子电池磷酸铁锂正极材料研究进展

贡纬华, 王华丹, 苏毅, 李国斌

化工新型材料. 2020, 48(7): 30-33. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.007

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近年来,磷酸铁锂由于其电化学性能优良被认为是新一代的绿色正极材料。但是其自身的结构缺陷制约了其发展。综述了磷酸铁锂的基本结构、充放电原理以及电化学反应模型,磷酸铁锂的制备方法及其进展,并回顾了国内外对提高磷酸铁锂电化学性能所做的研究,主要包括表面包覆、离子掺杂和材料纳米化,最后展望了该领域的发展趋势。

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改性玉米芯在污水处理中的应用研究进展

贾启华, 时雅滨, 许晓娟, 孙丽

化工新型材料. 2020, 48(7): 34-37. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.008

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国内外学者研究发现,作为农业废弃物的玉米芯是制备吸附剂的理想材料,对各类污染物有较好的吸附作用,并具有独特的优势。对玉米芯的改性方法进行了归纳,并总结了玉米芯对重金属、放射性元素、无机氮、无染料和有机污染物的吸附特性,明确了玉米芯在污水处理中的应用价值,最后指出了目前研究中存在的问题以及发展趋势。

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石墨烯导热硅橡胶的研究进展

文芳, 杨波, 李悦, 郭华超, 李爽

化工新型材料. 2020, 48(7): 38-42. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.009

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石墨烯因具有超高的本征热导率,可作为特殊的功能性填料,在导热硅橡胶领域得到广泛研究。然而,石墨烯的比表面积高达2630m²/g,片层间存在π-π键相互作用力和范德华力,使其难以均匀分散到硅橡胶基体中,极大地制约了其在高性能热界面材料中的应用。针对传统的无机填料一般要在较高的填充量下才能有效地提高基体的热导率,介绍了石墨烯在导热硅橡胶中的研究进展,并从石墨烯的分散性问题入手,详细阐述了多种填料协同填充导热硅橡胶的工艺,简要分析了协同填充对导热硅橡胶性能的影响因素,并对石墨烯导热硅橡胶的应用趋势和工作方向进行了展望。

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锂离子电池正极材料LiMn₂O₄的制备方法及研究进展

郭佳明, 梁精龙, 李慧, 徐正震

化工新型材料. 2020, 48(7): 43-46. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.010

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以锰酸锂(LiMn₂O₄)为代表的锂离子电池作为绿色能源已引起广泛关注。综述了通过高温固相法、熔融盐浸渍法、水热合成法,喷雾干燥法,溶胶-凝胶法,Pechini法和共沉淀法制备LiMn₂O₄的方法。综合各种制备LiMn₂O₄方法的原理、优势、缺陷以及发展现状,提出了未来的研究方向。

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我国聚乙烯产业现状及未来发展分析

任慧勇

化工新型材料. 2020, 48(7): 47-51. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.011

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随着我国多套大型炼化一体化和煤化工深加工项目的建成投产,我国聚乙烯的生产能力不断增加,生产原料格局、装置分布状况等发生了较大变化,新产品开发层出不穷。与此同时,消费量也相应增加。2019年我国聚乙烯的生产能力为1923.5万t,表观消费量为3431.9万t。预计到2024年,我国聚乙烯的生产能力将超过3000.0万t,需求量将超过4300.0万t。随着新建装置产能的不断增加以及中东等低廉产品的大量拥入,未来市场竞争将更加激烈。国内相关企业今后应加强新技术开发,调整产品结构,积极扩大出口,以确保行业健康、快速发展。

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不同形貌碳微球的制备、机理及其应用的研究进展

王思宇, 袁红

化工新型材料. 2020, 48(7): 52-56. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.012

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碳微球的表面形貌及结构性能对其应用起着至关重要的作用,从碳微球的形貌结构入手,综述了不同形貌碳微球的制备,及工艺条件对碳微球形貌结构的影响,阐述了不同形貌碳微球的形成机理及应用。

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不同载体的复合相变材料的制备及热性能研究

肖力光, 王敬维

化工新型材料. 2020, 48(7): 57-59. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.013

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针对相变材料在相变过程中存在液相泄漏的问题,采用直接浸渍法将相变材料封装入不同的载体(硅藻土、膨润土、膨胀珍珠岩)中,制备出不同载体的复合相变材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、红外光谱(FT-IR)等手段对复合相变材料进行表征。结果表明:复合相变材料同样具有较高的热值,3种不同载体的复合相变材料的相变焓分别为112.00J/g、91.49J/g和120.52J/g,饱和吸附时相变材料的占比分别是67.29%、54.98%和72.41%,并综合对比不同载体的复合相变材料,选择膨胀珍珠岩为最优性价比载体材料。

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双逾渗结构PVDF/(PA6/BN/AlN)导热复合材料的制备及性能研究

张振, 赵俊, 曹明, 陈鹏, 钱家盛, 伍斌, 夏茹

化工新型材料. 2020, 48(7): 60-63. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.014

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以氮化硼(BN)和氮化铝(AlN)为导热填料,采用溶液超声剥离法将BN和AlN分散在聚酰胺6(PA6)中,再与聚偏氟乙烯(PVDF)熔融共混,制备了具有双逾渗结构的PVDF/(PA6/BN/AlN)导热复合材料,研究了导电填料BN/AlN在两相中的选择性分布以及BN/AlN填充量对复合材料导热性能和介电性能的影响。结果表明,BN/AlN选择性地分布在PA6中,随着BN/AlN填充量的增加,复合材料热导率升高,有利于提高复合材料的吸热和散热能力。BN/AlN填充量为5%(wt,质量分数,下同)时,复合材料的热导率为0.564W/(m·K),与纯PVDF/PA6复合材料相比,热导率提高了164.8%。BN/AlN的加入有利于提高PVDF/PA6复合材料的介电性能,在BN/AlN填充量为5%、频率为100Hz条件下,PVDF/(PA6/BN/AlN)复合材料介电常数达到11923,是纯PVDF/PA6介电常数的917倍。

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二元混合熔盐的配制及储热性能研究

范青柱, 闫全英, 王婧璇, 刘超

化工新型材料. 2020, 48(7): 64-68. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.015

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以氯化钠、碳酸钠以及氯化锂为原料配制了18种混合熔盐,其中氯化钠与碳酸钠的二元混合熔盐9种,氯化钠与氯化锂的二元混合熔盐9种。使用差示扫描量热仪对二元混合熔盐的相变温度和相变潜热进行测试,以便从中选出最佳的太阳能相变蓄热材料。结果表明,虽然氯化钠和碳酸钠的价格低廉,但是其混合熔盐并不适用于太阳能发电技术。氯化钠与氯化锂质量比为5∶5的二元混合熔盐,既没有过高的熔点,也没有太低的结晶温度,且相变潜热较高,适宜作为相变蓄热材料应用于太阳能热发电。

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基于真空镀镍碳纤维复合材料的涡流加热性能研究

秦文峰, 符佳伟, 王新远, 范宇航, 游文涛

化工新型材料. 2020, 48(7): 69-72. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.016

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通过真空镀膜技术制备了一种新型镀Ni碳纤维板复合材料,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外成像仪对其进行表征分析和温度测试。结果表明:复合材料具有优良的涡流加热能力,样品表面沉积量和输入功率的变化能直接影响样品表面导电网络的构建和升温能力。随着沉积量的变化,在恒定输出功率123W情况下,Ni/CFB-100样品的最高温度可以达到123℃,而Ni/CFB-600样品的最终温度达到142.5℃。随输入功率的变化,Ni/CFB-600样品在输入功率44W下的升温幅度只有40.2℃,但在输入功率123W下的升温幅度达到了86.4℃。在恒定输入功率情况下,Ni/CFB-600样品的最大融冰速率达到了20.161×10^-3g/s。实验表明在导电性能较差的碳纤维板表面通过真空镀膜技术镀镍可以实现涡流加热除冰的目的,具有潜在的应用价值。

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大粒径窄分布聚甲基倍半硅氧烷微球的制备及表征

欧阳昌伟, 杨军, 王翔

化工新型材料. 2020, 48(7): 73-75. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.017

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采用沉淀聚合法制备了粒径大小分布均一的大粒径聚甲基倍半硅氧烷微球,研究了油水比、反应温度和催化剂pH等因素对微球粒径大小及粒径分布的影响,利用扫描电镜(SEM)对微球外观形态进行了表征,采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对微球结构进行表征。结果表明:当油水比为1∶7,催化剂溶液pH为11,反应温度为35℃时,可制备得到平均粒径为10.8μm的窄分布聚甲基倍半硅氧烷微球。

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三组分热致变色微胶囊的制备及性能研究

毛冬宇, 刘红茹, 王晓春

化工新型材料. 2020, 48(7): 76-80. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.018

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以结晶紫内酯、双酚A和十四醇为原料,制备热致变色复配物。通过正交试验,确定三者之间的比例为m(结晶紫内酯)∶m(双酚A)∶m(十四醇)=1∶4∶70,搅拌温度为70℃、搅拌时间为2h,在此条件下制备的热致变色复配物变色效果最好。以热致变色复配物为芯材,明胶-阿拉伯树胶为壁材,通过复凝聚法制备热致变色微胶囊,在高剪切分散乳化机转速为3500r/min、固化时间为3h时,可获得表面光滑的球状微胶囊。制备的热致变色微胶囊变色性能、耐热性能及耐酸碱性能良好。

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可发性聚苯乙烯/SiO₂气凝胶核壳复合颗粒绝热保温性能研究

李凯, 高文明, 杜莹, 耿刚强

化工新型材料. 2020, 48(7): 81-84. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.019

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可发性聚苯乙烯(EPS)是一种常用的建筑外墙保温材料,具有容重小、机械强度高、抗腐蚀和易成型切割等优点。为了进一步提高EPS板保温性和阻燃性,采用悬浮聚合工艺制备以SiO₂气凝胶为“核”,聚苯乙烯为“壳”的有机-无机复合颗粒,应用高压浸渍在复合颗粒中加入发泡剂,通过蒸汽发泡制备有机-无机复合保温板。结果表明:在聚苯乙烯中加入SiO₂气凝胶,可以有效地降低聚苯乙烯/SiO₂气凝胶核壳复合颗粒的玻璃化温度;随着SiO₂气凝胶掺杂量的增加,复合颗粒的发泡倍率逐渐降低;SiO₂气凝胶质量含量为1.6%,复合保温板的导热系数为0.0281W/(m·K),抗压强度为0.21MPa。

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银对氧化锌压敏电阻器用铜导电浆料的影响

马洪春, 朱晓云, 龙晋明, 曹梅

化工新型材料. 2020, 48(7): 85-88. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.020

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用铜导电浆料替代传统的贵金属银浆料是电子浆料发展的重要方向之一。根据氧化锌压敏电阻器对导电浆料的工艺技术要求(烧结温度不能高于600℃,否则会造成器件压敏电性能降低),在铜导电浆料中添加适量银粉,制备了新型铜导电浆料,并将其印在氧化锌压敏基片表面,通过烧结处理得到导电铜膜。采用扫描电子显微镜观察导电铜膜的显微组织,采用四探针法测定导电铜膜的电阻,考察了铜粉种类、银添加量、银粉添加方式和烧结温度对导电铜膜性能的影响。结果表明,在铜导电浆料中添加质量分数4.5%的银粉,有助于提高浆料中铜粉的烧结活性,在烧结温度为600℃时可获得结合力和导电性良好的导电铜膜。银添加量一定时,与银粉相比,银包铜粉在浆料中的分布均匀性和连结性更好。

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基于纳米银-聚苯胺-石墨烯复合界面的葡萄糖生物传感器的构建

石瑞丽, 谯顺彬, 田辉, 陶菡

化工新型材料. 2020, 48(7): 89-92. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.021

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采用石墨烯纳米材料,并结合葡萄糖氧化酶、聚苯胺和纳米银修饰玻碳电极研制了新型的生物传感器。考察了修饰电极的电化学行为,讨论了3种不同影响因素对电极响应的作用。结果表明:传感器对葡萄糖表现出良好的电催化性能。在最佳条件下,该传感器对葡萄糖的线性检测范围为5×10^-6～3.2×10^-4mol/L,检测限为6.65×10^-6mol/L(S/N=3)。

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彩色纳米银抗菌剂的制备及抗菌性能研究

牟登科, 周欢森, 钟建军, 贾晓菲, 冯敏玲, 赵玉珍, 王悦辉

化工新型材料. 2020, 48(7): 93-95. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.022

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以硝酸银为原料,柠檬酸钠为表面修饰剂,抗坏血酸或硼氢化为还原剂,在室温下合成出了黄色、紫色和蓝色的3种纳米银胶。透射电子显微镜表征表明黄色纳米银胶中主要是形状不规则的纳米银颗粒;紫色纳米银胶中主要是小尺寸三角形纳米银片和纳米银颗粒;蓝色纳米银胶中主要是大尺寸的三角形纳米银片。采用大肠杆菌为抗菌对象,详细研究了3种纳米银胶对大肠杆菌的抗菌作用。结果表明:3种纳米银胶均具有良好的抗菌作用。其中,纳米银颗粒的抗菌作用最佳,其次是小尺寸纳米银片,大尺寸纳米银片的抗菌作用最弱。分析认为不同形貌纳米银抗菌作用与其活性和比表面积等有关。

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2,4,6-三(α-呋喃乙烯基)-1,3,5-均三嗪的合成及发光性能研究

肖尊宏, 罗桂林, 陈治明

化工新型材料. 2020, 48(7): 96-99. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.023

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为了获得相容性好的农膜转光剂,以乙腈、乙醇和糠醛为原料,合成了2,4,6-三(α-呋喃乙烯基)-1,3,5-均三嗪(TFT),通过元素分析、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和核磁共振氢谱仪对TFT进行了表征。结果表明:TFT氯仿溶液在波长375nm的紫外光激发下,发出440nm左右的蓝紫光;固体TFT在波长378nm的紫外光激发下,发出450～550nm的蓝光,与植物光合作用需要的蓝紫光(400～480nm)相匹配;固体TFT的发射光强度比TFT在氯仿溶剂中强很多,且发射峰红移近40nm,这种现象可能是固体TFT具有聚集诱导发光效应,有利于其应用于转光农膜。

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双子磷酸酯改性硼酸锌晶须及其在聚乙烯中的阻燃研究

赵德胜, 张琪, 马文中, 徐荣, 钟璟

化工新型材料. 2020, 48(7): 100-103. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.024

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以三氯氧磷、乙二醇为原料,合成了双子磷酸酯表面活性剂,采用水热合成法制备了双子磷酸酯改性硼酸锌晶须。通过红外光谱、X射线衍射、核磁氢谱、扫描电镜和透射电镜等手段对双子磷酸酯和改性后硼酸锌晶须进行结构表征;用水接触角、活化指数等表征改性效果。将改性后的硼酸锌晶须与聚乙烯进行复配,制备成复合材料,考察复合材料的阻燃性能。结果表明:1%含量的双子磷酸酯具有良好的改性效果,硼酸锌晶须由亲水性向疏水性转变,水接触角达到159.8°,活化指数达到99.5%;复合材料的极限氧指数达到29.4%。

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液固法氯磺化聚乙烯橡胶的制备及性能研究

韩龙, 张宪君, 王莉, 王俊程, 赵季若

化工新型材料. 2020, 48(7): 104-107. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.025

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通过以高密度聚乙烯(HDPE)、Cl₂和磺酰氯(SO₂Cl₂)作为反应试剂,采用液固本体法制备氯磺化聚乙烯(CSM)。液固法制备出氯含量为30%～38%、硫含量为0.6%～1.3%的CSM,对其各项性能测试发现,液固法CSM的交联密度随硫含量的增大而降低;拉伸强度在此范围内几乎不变,均为26MPa左右;扯断伸长率随硫含量的增大而降低;其氯含量越高,回弹性越差,压缩永久变形越小;玻璃化温度(T_g)随分子链上极性氯原子含量的增加而升高;CSM热分解过程分为3个阶段,分别为氯磺酰基的脱除、氯原子的脱除和降解反应。液固本体法制备的CSM符合GB/T 30920—2014氯磺化聚乙烯(CSM)橡胶的要求。

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氧化石墨烯修饰蔗渣生物炭吸附CO₂的研究

王立春, 马丽萍, 彭雨惠, 敖冉, 郭致蓥

化工新型材料. 2020, 48(7): 108-113. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.026

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以甘蔗渣为原料,通过浸渍法制备了生物炭/氧化石墨烯复合吸附剂,研究了氧化石墨烯含量不同的复合吸附剂在压力101.325kPa、温度30℃条件下对CO₂的吸附性能,并通过比表面积及孔径分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪对复合吸附剂进行了表征。结果表明:热解温度为900℃得到的生物炭表现出最高的CO₂捕集能力,CO₂吸附量达到57.4mg/g;当氧化石墨烯负载量为9%(质量分数)时,复合吸附剂表现出最优的CO₂捕集能力,CO₂吸附量为77.5mg/g,与生物炭相比,氧化石墨烯修饰的生物炭对CO₂的捕集能力提高了35%;复合吸附剂对CO₂的吸附能力受表面含氧官能团、生物炭的芳香化程度以及CO₂与吸附剂表面趋近角度的影响。

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构造CuO/Cu₂S复合微纳米晶材料及其光催化性能研究

岳阳阳, 韦毅, 邓明龙, 李力

化工新型材料. 2020, 48(7): 114-118. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.027

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采用水热法合成CuO/Cu₂S复合材料,将CuO纳米颗粒修饰在Cu₂S颗粒表面。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见-近红外光谱等研究CuO/Cu₂S复合材料的晶体结构、表面形貌和光吸收性能,并实验分析CuO/Cu₂S光催化降解亚甲基蓝的性能。结果表明,0.25% CuO/Cu₂S复合材料光催化材料催化性能最佳,在90min内对亚甲基蓝的降解率为99%,相比单一Cu₂S催化降解亚甲基蓝性能提高65%。本研究通过纳米颗粒修饰表面,实现两种半导体的能带匹配,从而提升光催化性能,为开发高性能自组装纳米结构光催化材料提供依据。

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共沉淀法制备Fe₃O₄/石墨相氮化碳磁性复合材料及其移除有机废水的研究

张璐, 白永庆, 易均辉, 莫惠媚, 周开欣

化工新型材料. 2020, 48(7): 119-123. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.028

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以高温热聚合三聚氰胺得到的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)为前驱体,通过简单的共沉淀法合成了Fe₃O₄/g-C₃N₄磁性复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS)等手段对材料进行表征,并考察了该复合材料在可见光条件下对有机染料酸性橙7的降解效率。结果表明:Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料由片状结构g-C₃N₄和絮状物质Fe₃O₄颗粒组成,Fe₃O₄/g-C₃N₄复合材料不仅保持了在紫外区的强吸收,而且在可见光区吸收波长范围更大;Fe₃O₄/g-C₃N₄为16∶1时的复合材料表现出最高效的光催化活性和良好的稳定性,其原因是Fe₃O₄和g-C₃N₄之间的协同作用,促进了光生电荷相互分离。

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碳纤维复合材料表面涂层激光去除工艺及对其力学性能的影响

宣善勇

化工新型材料. 2020, 48(7): 124-128. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.029

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采用激光除漆工艺去除碳纤维复合材料(CFRP)的表面涂层,通过改变设备的激光功率、脉冲频率、扫描速度和扫描次数等参数,研究不同激光除漆工艺对样条表面温度、表观形貌以及力学性能的影响。结果表明:工艺优化后样条表面温度低于60℃,激光可以精确地除去面漆和底漆而不损伤基材,扫描后样件弯曲性能有所降低,多次扫描后弯曲强度相比未除漆样件降低了8.82%,证实了激光去除碳纤维复合材料表面涂层的可行性。

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改性氧化铝表面SAPO-34分子筛膜的制备及性能研究

刘生鹏, 肖志超, 李浩阳, 孙国锋, 熊芸

化工新型材料. 2020, 48(7): 129-133. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.030

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以硅烷偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)作为改性剂,对氧化铝载体表面进行修饰,研究了硅烷偶联剂对氧化铝载体表面SAPO-34分子筛膜结构及性能的影响。SEM图和XRD分析表明,在改性氧化铝载体表面可以形成致密且高纯度的SAPO-34分子筛膜,没有裂缝、针孔或其他缺陷。气体渗透结果表明,载体改性后SAPO-34分子筛膜的混合气体(H₂/CO₂)分离选择性达到了14.57,与未经载体改性的分子筛膜相比提高了1.87倍。

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碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料的力学性能研究

陈秋宇, 赫玉欣, 张丽, 吴东阳, 欧阳蔚, 徐世君

化工新型材料. 2020, 48(7): 134-138. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.031

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采用拉-挤成型法制备单向连续碳纤维/玻璃纤维(混杂体积比1∶1)层内混杂复合材料,研究了混杂方式对复合材料力学性能及破坏机制的影响。结果表明,不同层内混杂复合材料受混杂结构的影响表现出不同的拉伸强度,但拉伸模量几乎不受混杂结构的影响;层内混杂复合材料的在层间剪切强度方面呈现正向混杂效应,其剪切破坏是树脂、界面破坏和纤维断裂的综合作用造成的,属于多级破坏。

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硼掺杂还原氧化石墨烯吸附六价铬的动力学和热力学研究

陈锋, 马路路, 张谋, 郭世浩, 徐子豪, 马培, 刘帅霞

化工新型材料. 2020, 48(7): 139-144. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.032

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以氧化石墨烯为碳源,硼酸为硼源,采用水热法一步制得硼掺杂还原氧化石墨烯(B-RGO),利用扫描电镜、X射线衍射和红外光谱表征其物理性能,并首次研究其对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和热力学。结果表明,B-RGO中B含量为7.16at%,为纳米片状无序结构碳,表面存在含氧和含硼官能团,可以提供更多的活性吸附位点,因而其对 Cr(Ⅵ)的吸附性能优于RGO和GO。测试发现,其动力学符合准二级动力学模型,相关系数R²为0.992,化学吸附起主导作用;粒子内扩散模型表明,吸附的速率由膜扩散和内扩散共同控制。不同温度下的吸附等温线更符合Langmuir等温式,最大吸附量为119mg/g(318K),0<R_L<1,说明B-RGO吸附Cr(Ⅵ)为有利吸附。热力学参数ΔG⁰<0,ΔH⁰>0,ΔS⁰>0,表明B-RGO吸附Cr(Ⅵ)的过程是自发的、吸热的熵增反应。

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镧掺杂对PLZT组分薄膜铁电性能影响的研究

张瑶

化工新型材料. 2020, 48(7): 145-149. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.033

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采用化学溶液分解法分别制备了锆钛酸铅镧(PLZT)(x/65/35,Pb_1-xLa_x(Zr_0.65Ti_0.35)O₃)单组分薄膜和PLZT梯度薄膜,研究了镧掺杂对PLZT组分薄膜铁电性能的影响。结果表明:PLZT单组分和梯度薄膜具有良好的钙钛矿结构,PLZT-123梯度薄膜比PLZT(2/65/35)单组分薄膜在(111)面具有更好的结晶性能。薄膜结构致密无裂缝,与基片表面紧密结合,界面清晰,且表面平整,薄膜厚度均匀,约为400nm。薄膜的最佳掺镧浓度为2%,PLZT(2/65/35)和PLZT-123薄膜表现出了良好的铁电性能,它们的剩余极化强度为36.65μC/cm²和40.47μC/cm²。实验表明掺镧浓度对薄膜性能有着重要的影响,当掺镧浓度较低时,PLZT单组分和梯度薄膜具有良好的铁电性能,而且平均掺镧浓度相同的梯度薄膜比单组分薄膜具有更加优异的铁电性能。

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PVC/PA6熔融共混物的形态、力学性能、摩擦性能的研究

周新婷, 刘金彦

化工新型材料. 2020, 48(7): 150-153. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.034

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以马来酸酐-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS-g-MAH)为增容剂,将聚氯乙烯(PVC)与自制的低熔点聚酰胺6(PA6)共混制备了PVC/PA6复合改性材料。研究了PA6用量对复合材料微观结构形态、摩擦磨损、力学性能的影响。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,PA6含量为10%时在PVC树脂中分散粒径最小。摩擦和力学测试结果表明,PA6含量为10%时,复合材料的摩擦、磨损和力学性能是最佳的。

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生物柴油-塑料裂解蜡复合改性温拌沥青高温性能研究

魏巧, 李传强, 凌天清, 陈臣, 葛豪

化工新型材料. 2020, 48(7): 154-158. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.035

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生物柴油和废塑料的再利用对环境保护具有重要意义。为了研究生物柴油-塑料裂解蜡复合改性剂对沥青性能的影响,采用三大指标、动态剪切流变(DSR)、多应力蠕变(MSCR)和布氏旋转黏度(RV)实验,通过针入度、软化点、延度、车辙因子、弹性恢复率、不可恢复蠕变柔量和黏度等指标,评价不同配比和掺量的生物柴油和塑料裂解蜡对沥青的改性效果。结果表明,掺入生物柴油后,沥青的软化点和恢复率减小,高温性能下降。塑料裂解蜡改性后,沥青的车辙因子增大,高温性能得到提升。合适掺量的生物柴油-塑料裂解蜡复合改性沥青满足温拌标准,具有良好的高温性能。根据实验结果,掺加1.5%生物柴油+5.0%塑料裂解蜡复合改性沥青综合性能相对最佳。

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淤浆法制备聚(异丁烯-co-对甲基苯乙烯)无规共聚物及其溴化与可逆硫化研究

田英鑫, 商育伟, 伍一波, 杨丹, 李树新, 郭文莉

化工新型材料. 2020, 48(7): 159-163. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.036

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通过正离子聚合淤浆法,以异丁烯和对甲基苯乙烯为原料、二氯乙基铝/2-氯-2,4,4-三甲基戊烷(AlEtCl2/TMPCl)为引发体系,制备了无规共聚物,并使用自由基引发剂偶氮二异庚腈(AVBN)在55℃遮光条件下进行溴化得到主链结构全饱和的溴化聚(异丁烯-co-对甲基苯乙烯)无规共聚物(BIMS),使用四甲基乙二胺(TEMED)与自制的可逆硫化剂双环戊二烯二甲酸钾盐[DCPD(COOK)₂]进行硫化加工。结果表明:在-86℃下进行反应,AlEtCl₂与TMPCl摩尔比为18时,稳定性及重复性较好,其分子量达到24kg/mol;自由基引发剂AVBN质量含量在0.75×10^-3%时,溴化反应效果较好;DCPD(COOK)₂与TEMED相比具有更好的效果,二次硫化加工时拉伸强度平均下降10.6%,断裂伸长率平均下降16.5%,在添加5份DCPD(COOK)₂时拉伸强度最大,达到4.9MPa,具有较好的再加工性。

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装配式建筑用密封海绵的制备及性能研究

冯明慧, 李帅, 夏春蕾, 周明晖, 蒋国昌, 姜志国

化工新型材料. 2020, 48(7): 164-166. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.037

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以液化MDI(MM103)、聚己内酯二醇(PCL)和1,6-己二醇(HDO)为主要原料,水为发泡剂,二氯一氟乙烷为共发泡剂,三乙胺和二月桂酸二丁基锡为催化剂,合成了形状记忆聚氨酯泡沫(SMPUF),然后通过压制得到具有膨胀效果的密封海绵。通过密度测试、差示扫描量热测试和形状记忆性能测试研究了形状记忆泡沫及密封海绵的性能。结果表明,密封海绵密度为1.1g/cm³,形状恢复温度为80℃,且其形状记忆性能优异,能够满足装配式建筑缝隙密封使用要求。

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动力锂电池系统运行环境条件对其性能影响的研究

廖成龙, 王刘涛, 王健雁, 凌泽

化工新型材料. 2020, 48(7): 167-170. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.038

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压力、温度和湿度均会影响动力电池系统性能的发挥,环境条件的滥用更是会影响其安全性。所以应加强模组夹具的设计,使其在充放电过程中维持在合适的压力范围内,这能保持电芯的一致性以提升系统的循环寿命;电池系统也应充分考虑密封设计的耐久性,并对可能的水汽侵入做好防护,各种可靠性实验后也应进行气密性测试。这样才能应对电动汽车复杂多样的运行环境,给使用者带来良好的使用体验。

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勃姆石改性UHMWPE锂电池隔膜性能的研究

张玉梅, 茆汉军, 王新威

化工新型材料. 2020, 48(7): 171-174. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.039

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通过不同配比的勃姆石(BH)对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)锂电池隔膜进行了共混改性,研究其对锂电池隔膜穿刺强度、拉伸性能、耐热性能和结晶性能等影响。结果表明:当BH质量含量为4%时,锂电池隔膜综合性能较好,穿刺强度提高20%、透气度提升25%、MD方向热收缩降低60.7%,TD方向热收缩降低51.1%。扫描电镜结果表明:当BH质量含量为4%时,BH的颗粒嵌在UHMWPE基体树脂中,表面有多孔网络缠结,有利于提高BH与UHMWPE之间的界面结合力。

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反应温度对水热合成法制备MnO₂的晶型、形貌及超级电容性能的影响研究

周玉, 李凯楠, 胡书春, 张鲲, 屈圆圆, 李晓冬, 周文杰

化工新型材料. 2020, 48(7): 175-180. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.040

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以硫酸锰为锰源、过硫酸铵为氧化剂,分别在100℃、120℃、140℃、160℃和180℃的反应温度下,通过水热合成法制备了5个MnO₂产物。XRD、SEM及超级电容性能测试结果表明,反应温度直接影响MnO₂产物的晶型、形貌与超级电容性能。当反应温度在100～120℃范围内时,制得的MnO₂产物(S1和S2)呈球状聚集体形貌,晶型结构为α+γ;当反应温度在140～180℃范围内时,制得了呈棒状形貌的α+β型MnO₂产物(S3、S4和S5),且产物平均直径随反应温度的升高而逐渐增大(0.18～0.51μm),α晶型含量随反应温度的升高而逐渐降低(77.8%～57.5%)。棒状形貌产物(S3、S4和S5)较具有球状聚集体形貌的产物(S1和S2)表现出更高的比电容值、库伦效率和比电容保持率;在棒状形貌产物中,棒状体直径最小、α晶型含量最高的S3产物表现出最优的超级电容性能。

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异氰酸酯对潜固化单组分聚脲性能的影响

王娜, 李炳奇, 陈芝, 宋禹泉, 张均, 姜志国

化工新型材料. 2020, 48(7): 181-183. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.041

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采用甲苯二异氰酸酯(TDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、液化二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)制备单组分聚脲。通过红外光谱(FT-IR)、耐热性能、吸水率力学性能、表干时间和实干时间等测试,研究了异氰酸酯种类对单组分聚脲结构与性能的影响。结果表明:液化MDI型和TDI型单组分聚脲耐热性能较好,固化速度较快;HMDI型和IPDI型单组分聚脲的力学性能较好,吸水率较低。

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自流平饰面防火聚苯乙烯板烟气产生规律研究

于水军, 杨岱霖, 魏月贝, 谢高超

化工新型材料. 2020, 48(7): 184-187. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.042

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聚苯乙烯板作为建筑外墙外保温系统的核心材料,发生火灾时火焰蔓延速度快,容易产生大量有毒烟气,影响建筑火灾安全。以α石膏和粉煤灰作为自流平砂浆基材,加入不同掺量的氢氧化镁阻燃剂,研究自流平饰面防火聚苯乙烯板的烟气产生规律。结果表明,涂覆自流平砂浆的聚苯乙烯板燃烧级别均能到达V-0级,平均烟密度最大值比聚苯乙板低4～13倍,烟密度峰值到达时间延长60～120s,并有效降低CO的浓度;氢氧化镁的加入可以降低饰面层中产生的SO₂浓度,随着氢氧化镁含量的增加,饰面层阻燃和抑烟效果更佳;水胶比为0.30,砂胶比为0.50,粉煤灰取代率为30%,减水剂掺量为0.2%,氢氧化镁掺量为10%的饰面层阻燃和抑烟性能最好。

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浮力材料的静水压性能研究

梁小杰, 梁宁宁, 王庆颖, 周媛, 刘志, 翟晓康

化工新型材料. 2020, 48(7): 188-190. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.043

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浮力材料具有密度低、机械强度高等优点,在航空航天和深海等工程领域的应用越来越广泛。采用3种空心玻璃微珠制备了一系列浮力材料,研究了在不同静水压环境下(6～26MPa)浮力材料的吸水率和体积形变。结果表明:随着静水压力的升高,浮力材料的吸水率增大;表面未被涂料包覆的浮力材料体积基本不变,表面被涂料包覆的浮力材料体积先保持不变后急剧缩少。

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氯丙基三苯乙炔基硅烷的制备及其固化分析

谭德新, 梁家仪, 宁明月, 余素颖, 张佩琪, 王艳丽

化工新型材料. 2020, 48(7): 191-195. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.044

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以苯乙炔、镁条、氯丙基三氯硅烷和溴乙烷为原料,通过Grignard反应成功制备氯丙基三苯乙炔基硅烷(CPTPES)单体。利用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振波谱仪(¹H-NMR、¹³C-NMR)对单体进行结构表征;通过差示扫描量热仪(DSC)确定单体的固化工艺,采用Kissinger法、Ozawa法、Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法探究单体的固化特性,并预测固化反应机理。实验结果表明:CPTPES的熔点为75℃,反应活化能E_a为146.75kJ/mol,指前因子lnA为26.33,反应级数m为0.47,n为1.61,固化机理与自催化反应机理相符。

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暴露{101}晶面的锐钛矿型TiO₂光热协同催化降解苯的性能研究

任璐, 毛明杨, 蒋科

化工新型材料. 2020, 48(7): 196-200. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.045

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讨论了温度对暴露{101}晶面锐钛矿型TiO₂光催化性能的影响,测定了热催化性能,对比了锐钛矿型TiO₂{101}晶面和{001}晶面的光催化和光热协同催化性能。结果表明:暴露{101}晶面的锐钛矿型TiO₂随着反应温度的升高,光催化降解苯的效率越高。光催化反应和热催化反应之间存在着协同效应。光热协同催化降解苯的CO₂本征生成速率较光催化提升了7.19倍。锐钛矿型TiO₂{101}晶面比{001}晶面具有更高的光催化降解苯的活性,较低的光热协同活性。

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层状硅酸铁微观结构对苯酚吸附性能的影响

赵志航, 邹易杰, 施岩, 张霜, 刘家名, 李艳武, 刁祥瑞

化工新型材料. 2020, 48(7): 201-205. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.046

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采用共沉淀法将硫酸铁与水玻璃负载,制备出新型吸附剂硅酸铁,通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET和吸附-脱附表征手段测试分析,对该材料的各种物理化学性质进行表征,并系统地考察了吸附时间、吸附剂用量、温度及其溶液pH对模拟废水中苯酚吸附特性的影响。结果表明:该硅酸铁吸附剂比表面积高达560m²/g,平均孔径为3.5nm;当模拟废水中苯酚初始浓度为100mg/L,吸附剂加入量2g,吸附时间120min,吸附温度25℃,pH=7时,去除率和吸附量分别可达74%和3.7mg/g。吸附等温线拟合与Langmuir模型符合,因此其对苯酚的吸附是单分子层吸附。

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溴氧化铋/石墨氮化碳复合半导体制备及其可见光催化性能研究

丁同悦, 陈奕桦, 胡俊俊, 杨本宏

化工新型材料. 2020, 48(7): 206-209. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.047

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采用水热合成法制备BiOBr/g-C₃N₄复合光催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)对其进行表征。结果表明:BiOBr呈近似方形片状颗粒,边长约600nm,厚度约40nm,并且均匀地分布在g-C₃N₄薄片上。在可见光下,BiOBr/g-C₃N₄复合催化剂催化降解罗丹明B(RhB),降解率最高达96%,经过4次重复使用,其降解率仍然可达90%以上。

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石墨相氮化碳复合及氢化改性提升BiVO₄光催化性能的研究

蒋力栋, 陈达, 秦来顺, 梁俊辉

化工新型材料. 2020, 48(7): 210-214. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.048

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通过水热法简单合成了可见光响应光催化剂BiVO₄,再采用一步煅烧法制备了BiVO₄/g-C₃N₄,最后在20MPa纯氢气气氛下以200℃处理4h获得氢化BiVO₄样品(H-BiVO₄/g-C₃N₄),通过X射线衍射、透射电镜等手段证实成功合成BiVO₄/g-C₃N₄复合光催化剂,并在氢化样品表面发现无序层;固体漫反射光谱说明改性后的样品对可见光吸收增强;可见光下光催化降解亚甲基蓝,发现改性后的样品降解效率提升;通过光电化学测试,明确g-C₃N₄复合与氢化改性提升BiVO₄光催化活性的原因主要是光生载流子分离传输效率的提升。

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壳聚糖/Ti-W-V-Mn基金属氧化物复合脱硝催化剂的制备及性能研究

王新翠, 刘瑾, 李真, 王凯, 张定仑

化工新型材料. 2020, 48(7): 215-220. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.049

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利用壳聚糖(CS)与Ti-W-V-Mn基金属氧化物复合制备新型选择性催化还原(SCR)催化剂CS/Ti-W-V-Mn,应用于NO的无氨辅助脱硝催化。采用SEM、FT-IR、XRD、BET及催化活性评价对催化剂的结构与性能进行表征。结果表明,CS/Ti-W-V-Mn复合脱硝催化剂不仅在低温区(180～250℃)具有良好的无氨催化脱硝性能,在高温区(350～400℃)仍具有较高的无氨脱硝活性。其中,当CS与Ti-W-V-Mn金基属氧化物的投料比(质量比)为1∶1时,催化性能最优,NO的转化率可在宽温度范围(180～400℃)内始终保持100%。该催化剂在低温无氨重复脱硝测试中仍具有较高的催化活性,可重复性较好。

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UiO-66系列材料的制备及其吸附分离CO₂/CO性能研究

黄兴, 钟瑞琴

化工新型材料. 2020, 48(7): 221-224. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.050

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在对苯二甲酸(H₂BDC)苯环上引入不同的取代基,通过与氯化锆(ZrCl₄)和冰乙酸在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中进行溶剂热反应合成UiO-66系列金属有机骨架材料,测试材料对合成气中CO₂,CO的吸附性能。结果表明UiO-66-NH₂对CO₂吸附量最高,为100.14cm³/g,对CO吸附量为17.69cm³/g,在CO₂/CO体系中对CO₂有较高的分离性能。

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新型磷-氮阻燃固化剂的制备及其在环氧树脂中的应用研究

厉安昕, 毛萍莉, 梁兵

化工新型材料. 2020, 48(7): 225-230. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.051

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以季戊四醇双磷酸酯二膦酰氯(SPDPC)和1,2-环己二胺(DACH)为原料,合成一种磷-氮阻燃固化剂——聚-1,2-环己二胺季戊四醇双磷酸酯(PDASP),通过傅里叶变换红外光谱仪、电喷雾电离质谱仪和热重分析仪对其结构和热性能进行了表征。以PDASP和4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂对环氧树脂(E-44)进行固化并制备了不同磷含量的阻燃环氧树脂复合材料。通过极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试复合材料的阻燃性能,用热重分析仪和扫描电子显微镜对复合材料的热性能、残炭形貌及冲击断面进行了研究。结果表明:每100g E-44中PDASP用量为25g时(磷质量分数为2.30%),复合材料的LOI可达28.4%且通过UL-94 V0级测试,其拉伸强度和冲击强度分别达到43.5MPa和4.8kJ/m²;随着PDASP添加量的增加,复合材料的残炭率显著增加。通过扫描电子显微镜观察复合材料燃烧后残炭表面形貌,发现复合材料表面形成致密的炭层且明显发泡,表明PDASP的阻燃固化性能良好。

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固体碱催化小桐子油裂化制备生物基燃料油的研究

董蕾, 苏有勇, 孙浩伟, 周慧, 徐天宇, 邵子昕

化工新型材料. 2020, 48(7): 231-234. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.052

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以小桐子油为原料,开展固体碱催化小桐子油裂化制备生物基燃料油的研究,主要考察了反应温度、催化剂粒径和质量空速对生物基燃料油产率和产物成分的影响。结果表明:氧化钙催化小桐子油裂化制备烃类的最佳工艺条件为裂化温度为480℃、催化剂粒径为2～4mm和质量空速为2.4h^-1,在此优化条件下液态烃类的产率可达70.75%,产物的酸值为0.9mg KOH/g,液态产物的主要成分是C₅-C₁₅的烯烃、烷烃和醇类,约占总产物的87.85%。可为油脂催化裂化制备生物基燃料油的深入研究提供依据。

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碳纤维增强环氧复合材料机械臂结构设计与性能研究

隋显航, 郭辉, 李显华, 林凤森, 李光友

化工新型材料. 2020, 48(7): 235-237. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.053

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通过有限元分析方法对碳纤维增强环氧复合材料(CFRP)机械臂进行力学分析计算,确定了变壁厚CFRP机械臂轻量化的设计方案。变壁厚CFRP机械臂在满足强度及刚度的要求下,重量相对于铝合金材质的机械臂降低了90.9%。

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航空双组分密封胶适航与验证技术研究

叶李薇, 张帆, 李林, 张亚博, 彭华乔, 苏正良

化工新型材料. 2020, 48(7): 238-243. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.054

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在美国的航空标准SAE AS 5127/1和SAE AS 5127/2的基础上,分析国外航空双组分密封胶适航审定技术验证的实验方法和步骤,包括密封胶施工性能、应用性能、材料相容性、力学性能、可修补性能及阻燃性能等评估方法,为我国民航开展航空双组分密封胶性能检测和研究工作,以及国产航空双组分密封胶的适航审定提供技术支持。

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石墨烯纳米片改性沥青的制备及性能研究

贾晓东, 彭义雯

化工新型材料. 2020, 48(7): 244-247. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.055

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为探究石墨烯纳米片(GNPs)对基质沥青路用性能的影响及改性机理,首先采用高速剪切法制备不同GNPs掺量的改性沥青,并通过多应力蠕变恢复试验(MSCR)、动态剪切流变试验(DSR)、低温弯曲梁流变试验(BBR)、差示扫描量热仪(DSC)及导热系数测试仪等手段对GNPs改性沥青的高温性能、低温性能、热性能及感温性能进行深入研究。其次,借助傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对改性沥青的化学组成及结构进行表征与分析,从微观角度对GNPs的改性机理进行分析。结果表明:随着GNPs掺量的增大,具有二维层状结构的GNPs能够与热沥青发生较强的亲和作用,有效地对热沥青分子链段产生插层或缠绕,从而限制其在高温时的流动性;虽然GNPs能够增强改性沥青的交联密度,但却阻碍了沥青分子链段的运动,使得沥青试样在低温受荷载时的形变恢复能力下降;GNPs与基质沥青之间仅仅发生了物理作用,并未产生化学反应,二者间的化学兼容性良好,GNPs对基质沥青以物理改性为主。

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含Cl-20的ETPE基发射药力学性能研究

周军, 杨慧群, 武学安, 何利明

化工新型材料. 2020, 48(7): 248-251. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.056

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为了研究含六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基含能热塑性弹性体(GAP-ETPE)发射药的力学性能,制备了几组含CL-20的ETPE基发射药试样,测量了其密度,并通过抗冲击实验、压缩试验对其力学性能进行了研究。结果表明,乙醇-丙酮-四氢呋喃混合溶剂对含氮量不同的硝化纤维素(NC)的溶解能力不同;ETPE分子量增大有利于提高该类发射药的抗冲击性能,但不利于抗压缩性能;混合棉有利于提高该类发射药的抗冲击性能和抗压缩性能。

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丙烯酸盐自聚合法共掺Co/F对改性正极材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄电化学性能的影响

黄振德

化工新型材料. 2020, 48(7): 252-255. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.057

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采用丙烯酸盐自聚合法,确保原料主体各组分和微量Co/F掺杂物,按化学计量比均匀分布并保持结构稳定,实现Co/F共掺获得对锂离子电池LiNi_0.5Mn_1.5O₄改性。经X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电循环和电化学循环伏安测试。结果表明:由Co/F共掺杂制备LiCo_0.09Ni_0.45Mn_1.46O_3.88F_0.12,其在大倍率充放电下具有良好的循环稳定性。在3C充放电循环下,首次放电容量为122mAh/g,循环60次后容量保持率为93%,具有满足未来电动汽车快速充电技术的应用前景。

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竹材的超声波处理及生物酶催化聚合研究

王承, 傅佳佳

化工新型材料. 2020, 48(7): 256-260. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.058

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采用超声波-漆酶系统联合处理竹材制备高聚物,在超声波水浴、超声波萃取条件下依次加入漆酶,对煮沸预处理所得竹粉萃取原液进行催化,并探寻漆酶聚合液应用于纺织生产的可行性。结果表明,超声波萃取、超声波水浴处理120min后,漆酶酶活性分别降为初始值的82%和83.75%,剩余酶活性仍较高。同竹粉萃取原液相比,漆酶催化聚合所得反应液中OH含量明显下降,反应前后颜色变化明显。核磁共振氢谱分析表明,芳香族峰、烯丙基/OH峰区域明显减弱或消失,证实了竹材中萃取物的有效聚合。漆酶聚合物对棉织物和毛织物有一定的染色效果,后续应进一步增强漆酶的聚合效果,改善其在织物中的应用。

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复合材料层压板构件边角分层缺陷修补方法研究

李平, 何凯, 张永建, 龚志红, 包啸, 彭珂

化工新型材料. 2020, 48(7): 261-264. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.059

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针对复合材料构件边角区域分层问题,提出了对分层区域分次打磨切除并重新粘接补片的修补方案。制备了复合材料层压板边角分层缺陷试样,对试样进行了无损探伤、拉伸和弯曲实验、显微检测,并对实验件的无损探伤结果、力学性能和显微结构进行分析。结果表明:修补后的试样无损检测合格,试样拉伸强度恢复率较好,试样弯曲强度恢复率完好。此方法为复合材料构件执行外场修补提供了一种快速有效的修补方法。并已在实际生产和外场排故中完成了初步的工程应用。

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介孔SiO₂载银复合材料的制备及抗菌性能研究

成程, 邬艳君, 解蓉蓉, 张曼莹

化工新型材料. 2020, 48(7): 265-270. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.060

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研究了介孔二氧化硅(SiO₂)及介孔SiO₂载银纳米复合材料的制备工艺及其抗菌性能。分别用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)等技术对复合材料的表面形貌和组成进行了系统的表征。以革兰氏阴性大肠杆菌(EC)、铜绿假单胞菌(PA)、革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(SA)3种细菌为代表对制备的抗菌材料进行检测。结果表明,介孔SiO₂纳米颗粒具有有序的介孔结构,平均孔径在2.879nm;纳米银均匀地分散在孔道内,没有任何团聚现象;介孔SiO₂载银纳米颗粒具有较强的抑菌效果,且随着载银量的增加而逐渐提高。

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胺基酞菁/杂多酸荷移复合物的制备、表征及抑菌性能研究

尹彦冰, 张迅, 杨杭

化工新型材料. 2020, 48(7): 271-274. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.061

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以两种不同胺基取代的酞菁钴和两种Keggin型杂多酸为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,在35℃下通过电荷转移的方式制得4种胺基酞菁/杂多酸荷移复合物。利用紫外-可见光谱、红外光谱对其结构进行了表征,利用热重分析对其热稳定性进行了考察;将4种复合物用于不同菌种的抑菌试验中,研究其抑菌性能。结果表明:产物是通过化学键键合所得的一种新型荷移复合物,且复合物热稳定性较好,从抑菌实验结果可知复合物α-四二甲胺基钴酞菁/磷钼钒杂多酸对枯草芽孢杆菌具有较好的抑制作用。

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TiO₂纳米管阵列催化剂的制备及其光电耦合降解苯酚研究

孔祥权, 朱琳, 杨春维, 汤茜

化工新型材料. 2020, 48(7): 275-278. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.062

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纳米材料TiO₂纳米管阵列(TNA)具有独特的、高度有序的阵列结构和良好的降解苯酚污染物的性能。采用电化学阳极氧化法制备TNA,以苯酚作为模拟污染物,考察了在光电协同耦合作用下TNA降解苯酚的效果及动力学规律。实验结果表明:在电流密度为17.78mA/cm²、pH=3.0的条件下,采用光电耦合降解苯酚,反应40min后质量浓度为5mg/L的苯酚去除率可达100%。反应动力学分析结果表明,苯酚的光电耦合降解过程遵循准一级动力学规律,其反应速率常数为0.1371min^-1,相关系数R²为0.998。

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电气石竹炭陶瓷复合材料的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

韦仲华, 金城凤鹤, 王义安, 林华, PenSytharith, 韦冬芳

化工新型材料. 2020, 48(7): 279-283. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.063

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以电气石、竹炭粉为主要原料,黏土为辅料,经混合、成型、干燥和煅烧工艺制备了一种新型的电气石竹炭陶瓷复合材料。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和N₂吸附-脱附等手段对电气石竹炭陶瓷复合材料进行表征,并测试了复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明:成功制备出了一种电气石竹炭陶瓷复合材料,且主要是由(Mg,Al)₅(Si,Al)₈O₂₀(OH)₂·8H₂O和SiO₂组成。制备的电气石竹炭陶瓷复合材料的粒径为4～5mm,比表面积为137.69m²/g,平均孔径为400～500nm,且对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附性能。

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载镧钙基蒙脱土吸附剂的制备及其吸附性能研究

周凤珍, 李文秋, 王文静, 郭惠玲

化工新型材料. 2020, 48(7): 284-289. https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn 1006-3536.2020.07.064

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采用La³⁺和粉末状天然钙基蒙脱土(Ca-MMT)制备了载镧钙基蒙脱土(Ca-MMT@La)吸附剂,采用比表面积及孔径分析仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线荧光光谱仪对吸附剂比表面积、结构和化学组成进行分析,考察了吸附时间、磷酸根初始质量浓度、含磷溶液pH、温度对其吸附性能的影响。结果表明:镧改性的Ca-MMT除磷效率明显提高;吸附时间为7h左右Ca-MMT@La吸附过程基本达到平衡,磷酸根去除率为87.82%;随着磷酸根初始质量浓度的增加,去除率呈下降趋势;含磷溶液pH增大,磷酸根去除率先增大后减小,pH=3时磷酸根去除率最大,达到95.96%。根据Langmuir等温吸附方程推断吸附属于单分子层吸附。

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