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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

1994年20卷4期

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碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅱ.低温等离子处理对碳纤维表面浸润特性的影响
郑安呐, 胡福增, 吴叙勤, 李世
1994, (4) .
摘要:
采用毛吸浸润法,研究了氧等离子及氩等离子处理对聚丙烯腈基碳纤维表面浸润特性的影响。发现了等离子处理可以使碳纤维表面对水的浸润性能大为改善,氧等离子处理效果更为明显。对在碳纤维表面预涂不饱和酸酐,经等离子处理可产生接枝的现象进行了验证,并发现接枝马来酸酐后浸润性能反而比原纤维有所下降。经等离子处理的纤维随其接触空气时间的延续,表面浸润性能不断退化,纤维对水的接触角呈曲折形式逐步增加。
振荡电流控制对反应选择性的影响─—硝基苯电解还原制备对氨基苯酚
杨晓勤, 丁平, 袁渭康
1994, (4) .
摘要:
以硝基苯在稀硫酸介质中电解还原制备对氨基苯酚为背景,重点或考察了振荡电流控制对垂直型固定床电板反应器中反应选择性的影响。结果发现,对于1000A/m ̄2的表现几何电流密度,当工作比为0.6和0.8时,在50~500Hz的频率范围内,可得到高于直流操作的选择性,最大可提高约10%。
硝基苯在固定床电极反应器中的还原过程研究
丁平, 朱晓蒙, 杨晓勤, 朱中南, 袁渭康
1994, (4) .
摘要:
对硝基苯在固定床电化学反应器中电解还原制备对氨基苯酚的过程进行了研究,确定了过程的最优操作条件和适宜的电解槽材料。结合在旋转圆柱电极中的实验结果,比较了两种反应器中对氦基苯酚的生成速率和选择性,以及不同反应器对过程的适用性和工业化的可能性,提出了适用的反应器型式及结构。
强自然对流流体的有限元解法──用于化学气相淀积反应器
丁平, 杨玉晶, 朱晓蒙, 袁渭康
1994, (4) .
摘要:
以冷壁化学气相淀积(CVD)反应器中淀积TiN涂层为对象,建立了适用于强自然对流流体的CVD反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应,计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程序,计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了TiN的淀积速率,计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积TiN系统,也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计算传递过程的重要工具。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅰ.低温等离子处理对碳纤维表面的作用
郑安呐, 胡福增, 吴叙勤, 李世
1994, (4) .
摘要:
通过碳纤维表面的扫描电镜观察与复丝力学性能测定,发现等离子处理对纤维的模量几乎没有影响,而强度随着处理功率的增加和时间的延长稍有下降,在外观上仅表现为纤维表面纵向沟槽的加深。氩气等离子比氧化性空气等离子的损伤小。通过碳纤维表面的X射线光电子能谱分析,结合喇曼光谱的研究,还发现等离子处理的有效深度达到15mm左右。其作用是蚀刻去碳纤维表面脂肪链结构,产生石墨等晶体结构富集的高能表面。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅲ.碳纤维表面官能团高精度分析法
郑安呐, 卢红, 吴叙勤, 李世
1994, (4) .
摘要:
建立了以1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)为探针,用紫外可见光分光光度计分析碳纤维表面酚羟基、醌基和游离基的新方法。并对该方法进行了论证和误差分析,得知该方法的分析灵敏度达10 ̄(-8)~10 ̄(-7)mol数量级,且误差不超过±1%。利用该方法发现,裸碳纤维表面酚羟基很容易在较高的温度下氧化,外涂层碳纤维表面拥有的酚羟基比裸纤维要多。此外,等离子处理将使碳纤维表面产生相当多的游离基或能迅速分解为游离基的基团。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅳ.等离子处理对于碳纤维表面官能团的影响
郑安呐, 卢红, 吴叙勤, 李世
1994, (4) .
摘要:
利用二苯基苦基肼分析法发现,等离子处理后碳纤维表面上将产生2~6个/nm ̄2游离基.它们会在30h内转化成其它基团,再复转为酚羟基后慢慢消失.等离子处理的作用-方面可导致游离基或介稳基团的产生,另一方面又不断消除它们.提高处理功率或延长处理时间在一定程度上有利于基团的形成,但超过一定限度后反会适得其反.利用等离子处理产生的游离基可使碳纤维在参与乙烯基单体聚合时,产生接枝聚合分子链.
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅴ.碳纤维表面等离子法接枝处理
郑安呐, 王华, 吴叙勤, 李世缙
1994, (4) .
摘要:
利用等离子处理方法,在碳纤维表面引入羟基,由氧化还原反应引发丙烯酸、丙烯酰胺等单体的聚合,可产生厚达300nm的接枝层.通过FT-IR、XPS、SEM以及力学性能的研究发现,碳纤维接枝后与等离子处理情况相反,强度及延伸率有明显增加,而模量却下降.
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅵ.碳纤维复合材料的界面结合
郑安呐, 吴叙勤, 李世缙
1994, (4) .
摘要:
通过扭转动态力学、层间剪切强度(ILSS)、微量冲击、SEM等研究发现,未处理碳纤维复合材料的界面结合强度已经弱到不能有效传递载荷的地步,而100nm厚接技碳纤维复合材料却具有优良的整体性和ILSS,在冲击过程中有足够的弹性承载能力和一定的纤维拔出与界面脱粘可能,从而有较高的抗冲击性能。氧等离子处理纤维复合材料的界面结合过强,冲击时几乎没有纤维拔出和滑移,也就没有很高的杭冲击能力和ILSS。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅶ.碳纤维单丝受力状态下的界面结合状态
郑安呐, 吴叙勤, 李世缙
1994, (4) .
摘要:
研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基体中拉伸时的现象及界面剪切强度.拉伸时发现,氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象,未处理纤维没有明显的光弹现象,而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线.由拉伸后纤维的平均断裂长度得知,氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度,因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝.接枝纤维的界面结合强度,在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度,但并不产生垂直于轴向的裂缝,表现出优化界面的特征.
表面活性物质对液液传质的影响Ⅰ.对单液滴传质的影响
宋恭华, 胡鸣, 钮超, 李宽宏, 苏元复
1994, (4) .
摘要:
选择四种具有不同互溶度的液液体系,研究表面活性剂的加入对单液滴传质系数的影响。结合界面张力的测定结果,探讨互溶度、界面活性与传质系数的关系。结果表明,互溶度与界面活性、传质系数的降低之间存在着对应关系,对于低界面张力、部分互溶的体系,界面张力不是决定表面活性物质对液滴传质系数影响程度的主要因素。
表面活性物质对液液传质的影响Ⅱ.对Lewis槽传质的影响
宋恭华, 胡鸣, 钮超, 李宽宏, 苏元复
1994, (4) .
摘要:
在Lewis槽中研究了表面活性物质对三种部分互溶液液体系传质速率的影响,并与单液滴传质实验结果进行比较。结果表明,表面活性物质对Lewis糟和单液滴传质速率有类似的影响,对Lewis的影响程度高于单液滴。
水-甲醛-三聚甲醛三元系精馏过程的模拟计算
胡鸣, 宋恭华, 史贤林, 钮超, 朱中南
1994, (4) .
摘要:
采用弛豫法对文题所述系统进行了模拟计算。结果表明,尽管三聚甲醛(TO)在该系统中相对挥发度较高,但受到甲醛、水浓度变化的制约,TO增浓缓慢,当理论塔板多于8块后,其增浓效果更不明显。
超临界苯烃化催化反应中焦前物分子扩散模型的研究
高勇, 石一峰
1994, (4) :417-421.
摘要:
通过超临界相和液相条件下苯烃化反应的实验研究和催化剂的测试分析,发现Y型分子筛催化剂的失活是由于副反应的存在,在催化剂表面上生成了多环大分子生物(称为焦前物)。实验结果表明,超监介反应可以抑制催化剂的结焦,超临界相催化剂活性与液相催化剂活性相比在四倍以上。本文研究超临界流体中的分子扩散传质行为,以并四苯、并五苯和并六苯为焦前物的代表物,建立超监蛤苯烃化反应过程中焦前物粗硬球分子扩散模型。
超临界苯烷基化催化剂的失活研究
朱晓蒙, 高勇
1994, (4) :422-425.
摘要:
通过在色-质联用机上对苯-乙烯烷基化液相反应产物和超临界反应产物的分析,证实超临床界反应产物带走了更多的反应过程中生成焦前体。催化剂的表征测试分析及催化剂碳氢含量分析均表明,超临界反应条件下催化剂的表面结构、微孔结构的变化程度以及含碳量均较液相反应的小,从微观角度证实了超临界反应能降低催化剂失活速率,延长催化剂寿命。
硝基苯在旋转电极反应器中的反应动力学
刘河洲, 丁平
1994, (4) :426-432.
摘要:
采用旋转圆盘电极,研究了1.0mol/LH2SO4水溶液中硝基苯在Cu电极上电化学还原的反应动力学,获得了定量的动力学表达式。该工表征了反应简化机理:硝基苯电化学还原生成苯胲,苯胲继续电还原生成苯胺及经Bam-berger重排反应,在主体相生成对氨基苯酚。关联了反应物浓度、温度、电极电位对三个主要反应步骤速率的影响。获得的动力学表达式可用于反应器设计和过程模拟。
振荡电流控制对反应选择性的影响:硝基苯电解还原制备对氨…
杨晓勤, 丁平
1994, (4) :432-438.
摘要:
以硝基七在稀硫酸介质中电解还原制备对氨基苯酚为背景,重点考察了振荡电流控制对垂直型固定床电极反应器中反应选择性的影响。结果发现,对于1000A/m^2的表观几何电流密度,当工作比0.6和0.8时,在50~500Hz的频率范围中,可得到高于直流操作的选择性,最大可提高约10%。
硝基苯的固定床电极反应器中的还原过程研究
丁平, 朱晓蒙
1994, (4) :439-443.
摘要:
对硝基苯在固定床电化学反应器中电解还制备对氨基苯酚的过程进行了研究,确定了过程中最优操作条件和适宜的电解槽材料。结合在旋转圆柱电极中的实验结果,比较了两种反应器中对氨基苯酚的生成速率和选择性,以及不同反应器对过程的适用性和工业化的可能性,提出了适用的反应器型式及结构。
强自然对流流体的有限元解法:用于化学气相相淀积反应器
丁平, 杨玉晶
1994, (4) :444-451.
摘要:
以冷壁化学气相淀积(CVD)反应器中淀积TiN涂层为对象,对立了适用于强自然对流流体的CVD反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应,计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程度,计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了TiN的淀积速率,计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积TiN系统,也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究:I.低温等离…
郑安呐, 胡福增
1994, (4) :451-458.
摘要:
通过碳纤维表面的扫描电观察与复丝力学性能测定,发现等离子处理对纤维的模量几乎没有影响,而强度随着处理功率的增加和时间的延长稍有下降,在外观上仅表现为纤维表面纵向沟槽的加深。氩气等离子比氧化性空气等离子的损伤小。通过碳纤维表面的X射线光电子能谱分析,结合喇曼光谱的研究,还发现等离子处理的有效深度达到15nm左右。其作用是蚀刻去碳纤维表面脂肪链结构,产生石墨等晶体结构富集的高能表面。
碳纤维表面处理及共复合材料界面优化的研究:II.低温等离…
郑安呐, 胡福增
1994, (4) :459-464.
摘要:
采用毛吸浸润性,研究了氧等离子及氩等离子处理对聚丙烯腈基碳纤维表面浸润特性的影响。发现了等离子处理可以使碳纤维表面对水的浸润性能大为改善,氧等离子处理效果更为明显。对在碳纤维表面预涂不饱和酸酐,经等离子处理可产生接枝的现象进行了验证,并发现接枝马来酸酐后浸润性能反而比原纤维有所下降。经等离子处理的纤维随其接触空气时间的延续,表面浸润性能不断退化,纤维对水的接触角呈曲折形式逐步增加。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究:Ⅲ.碳纤维表面…
郑安呐, 卢红
1994, (4) :465-472.
摘要:
建立了以1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)为探针,用紫外可见光分光光度计分析碳纤维表面酚羟基、醌基和游离基和新方法。并对该方法进行了论证和误差分析,得知该方法的分析灵敏度达10^-8~10^-7mol数量级,且误差不超过±1%。利用该方法发现,裸碳纤维表面酚羟基很容易在较高的温度下氧化,外涂层碳纤维表面拥有酚羟基比裸纤维要多。此外,等离子处理将使碳纤维表面产生相当多的游离基或能迅速分解为游离基
碳纤维表面处理及共复合材料界面优化的研究:Ⅳ.等离子处理…
郑安呐, 卢红
1994, (4) :472-477.
摘要:
利用二苯基苦基肼分析法发现,等离子处理后碳纤维表面上将产生2~6个/nm^2游离基。它们会在30h内转化成其它基团,再复转为酚羟基后慢慢消失。等离子处理的作用一方面可导致游离基或介稳基团的产生,另一方面又不断消除它们。提高处理功率或延长处理时间在一定程度上有利于基团的形成,但超过一定的限度后反会适得其反。利用等离子处理产生的游离基可使碳纤维在参与乙烯基单体聚合时,产生接枝聚合分子链。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究:V.碳纤维表面…
郑安呐, 王华
1994, (4) :473-484.
摘要:
利用等离子处理方法,在碳纤维表面引入羟基,由氧化还原反应引发丙烯酸、丙烯酰胺等单体的聚合,可产生厚达300nm的接枝层。通过FT-IR、XPS、SEM以及力学性能的研究发现,碳纤维接枝后与等离子处理情况相反,强度及延伸率有明显增加,而模量却下降。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究:VI.碳纤维复…
郑安呐, 吴叙勤
1994, (4) :485-491.
摘要:
通过扭转力学、层间剪切强度(ILSS)、微量冲击、SEM等研究发现,未处理碳纤维复合材料的界面结合强度已经弱到不能有效传递载荷的地步,而100nm厚接技碳纤维复合材料却具有优良的整体性和ILSS,在冲击过程中有足够的弹性承载能力和一定的纤维拔出与界面脱粘可能,从而有较高的抗冲击性能。氧等离子处理纤维复合材料的界面结合过强,冲击时几乎没有纤维拔出和滑移,也就没有很高的抗冲击能力和IULSS。
碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究:Ⅶ.碳纤维单…
郑安呐, 吴叙勤
1994, (4) :492-500.
摘要:
研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基栖中拉伸时的现象及界面剪切强度。拉伸时发现,氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象,未处理纤维没有明显的单弹现象,而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线。由拉伸一纤维的平均断裂长度得知,氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度,因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝。接枝纤维的界面结合强度,在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度,但并不产生垂直于
核磁共振谱法估计重油和沥青中芳环分布
陆善祥
1994, (4) :501-506.
摘要:
在假设不同环数芳环上取代度或取代基数相等的基础上,由H-NMR数据,推导出芳环分布计算式。采用模型混合物验证不同环数芳环质子类型谱带归属然后估计出四种Alberta沥青质芳环分布。结果表明,不同取代基数的假设,不会引起芳环分布估计的较大误差;Alberta沥青质稠环环芳烃含量不高,与传统对沥青质中稠环芳烃含量估计相关甚大。
重油和沥青中芳香碳的定量估计
陆善祥
1994, (4) :507-513.
摘要:
采用^1H-NMR和^S13C-NMR谱,结果元素分析等数据,估计了重油和沥青中各种类型芳香碳,建立了较完整的表征方法。在模型混合物核磁共振谱基础上,指定^13C-NMR谱中129.5~150(ppm)+123.5~126(PPm)/3谱带作为非质子芳碳。模型混合物较核表明,用本方法估计的桥头芳碳和环烷并芳碳与实际值吻合良好;估计的四种Alberta沥青样品的各种类型芳碳,其结果与Strausz化
重油和沥青中饱和碳的定量估计
陆善祥
1994, (4) :514-521.
摘要:
建立了较完整的估计重油和沥青中饱和碳浓度数方法,其中包括环烷桥头碳、环烷甲基取代碳、环烷烷基(≥C2)取代碳等。基于理论分析,建立了估计环间的桥链和各种平均结构参数的方法,包括平均芳环环核数和环烷环环核数、芳环和环烷环烷工取代度、单元片上芳环和环烷环数。从实验数据出发,提出了烷基链长分布的公式。
重油组成的分子系综表征法
陆善祥
1994, (4) :522-527.
摘要:
采用Monte-Carlo模拟方法,建立了表征重组成的等效分子系统法,提出了重油分子构造规则和约束及关计算机算法。Alberta重油的模拟结果和实验数据比较表明,其系统计结构基团浓度,密度、沸点、环、桥和侧链分布,饱和烃含量均与实测一致,从而为利用纯化合物物化性质研究复杂的重油建立起桥梁。
镍取代云母蒙脱石的结构表征
宋学敏, 陆善祥
1994, (4) :528-534.
摘要:
对不同镍含量的镍取代云母蒙脱石(NiSMM)样品,通过XRD分析,阳离子交换容量和比表面积测定,证明随着镍含量的增加,镍越来越多地进入到单元层结构中。NiSMM具有与天然蒙脱石相同的层状结构,其层间填充着可被交换的阳离子。这些阳离子大多数是NH4^+。XRD的d060值和红外光谱的骨架振动吸收带进一步表明,镍是进入到单元层中八面体片的六配位中心离子的位置上。NiSMM的结构稳定性高于天然蒙脱石。
表面活性物质对液液传质的影响:I.对单液滴传质的影响
宋恭华, 李宽宏
1994, (4) :535-540.
摘要:
选择四种具有不同互浓度的液液体系,研究表面活性剂的加入对单液滴传质系数的影响。结合界面张力的测定结果,探讨互浓度、界面活性与传质系数的关系。结果表明,互浓度与界面活性、传质系数的降低之间存在着对应关系,对于低界面张力、部分互溶的体系,界面张力不是决定表面活性物质对液滴传质系数影响程度的主要因素。
表面活性物质液液传质的影响:II.对Lewis槽传质的影响
宋恭华, 李宽宏
1994, (4) :541-546.
摘要:
在Lewis槽中研究了表面活性物质对三种部分互溶液液体系传质速率的影响,并与单液滴传质实验结果进行比较。研究结果表明,表面活性物质对Lewis槽和单液滴传质速率有类似的影响,对Lewis的影响程度高于单液滴。
水—甲醛—三聚甲醛三元系精馏过程的模拟计算
胡鸣, 宋恭华
1994, (4) :547-550.
摘要:
采用弛豫法对文题所述系统进行了模拟计算。结果表明,尽管三聚甲醛(TO)在该系统中相对挥发度较高,但受到甲醛、水浓度变化的制约,TO增浓缓慢,理论塔板多于8块后,其增浓效果更不明显。
三聚甲醛合成反应器的工程分析
胡鸣, 宋恭华
1994, (4) :551-554.
摘要:
对德国BASF公司提出的三聚甲醛合成反应器进行了工程分析。结果表明,如汽相方式引出产物的可逆反应仅当正逆反应速率均很低时,反应液循环喷淋方式才能获得比出反应过程更高的时空收率。强酸催化,由浓甲醛水溶液合成三聚甲酸属快反应,不宜采用反应液循环喷淋形式的反应器。设计了若干组实验进行两种反应器时空收率的对比,实验验证了上述结果。
反应条件及添加惰性物质对三聚甲醛合成反应的影响
宋恭华, 胡鸿
1994, (4) :555-560.
摘要:
研究了三聚甲醛合成过程进料浓度、催化剂用量等对副产物(特别是甲酸)生成行为的影响。结果表明,该体系副产物的生成强烈地依赖于反应时间和催化剂硫酸的用量,而与原料浓度的波动无关。在反应-精馏过程的反应器中添加惰性高沸有机物,可有效地缩短反应物的停留时间,提高三聚甲酸的选择性,大大降低快速反应-精馏过程对反应器的设计要求。
顺丁烯二酸水溶液的热反应动力学
胡鸣, 王北星
1994, (4) :561-564.
摘要:
研究了不同温度、浓度条件下,顺丁烯二酸(顺酸)非催化反应网络,即顺酸可生成反丁烯二酸(反酸)和苹果酸,反酸与苹果酸存在可逆反应。建立了该反应网络的动力学模型。测定了不同反应条件下顺酸、反酸和苹果酸浓度随时间变化的规律,据此,动力学参数进行了估值。
顺丁烯二酸与二甲苯共沸脱水动力学
王北星, 胡鸣
1994, (4) :565-567.
摘要:
研究了顺丁烯二酸(顺酸)在二甲苯溶剂中共沸脱水生成顺丁烯二酸酐(顺酐)的反应过程。通过减小顺酸固体粒度及增加搅拌装置等手段,消除内外扩散的影响。在123~140℃温度范围内,测定了该脱水反应的速率。研究表明,该脱水反应为一级反应,且在不同温度区域表现出不同的活化能。