高强度酚醛树脂泡沫炭的制备研究

以自制甲阶酚醛树脂为原料,通过发泡法制备泡沫炭,考察了发泡和炭化条件对泡沫炭的微观结构、物相组成、机械强度的影响。结果表明:酚醛树脂泡沫在200~650℃之间应采用较慢的升温速率(1℃/min)进行炭化;由XRD分析发现,900℃炭化温度下所得泡沫炭主要以无定形炭形式存在,同时还存在NaCl晶体;SEM分析可知,表面活性剂吐温-80用量主要影响泡沫炭中泡孔的分布均匀性,发泡剂正己烷用量对泡沫炭的泡孔数量及孔径影响较大,而固化剂盐酸用量则对泡孔的孔径影响较大。泡沫炭制备的较佳工艺为:固化剂用量、表面活性剂和发泡剂用量分别为甲阶树脂质量的3%、6%和6%,此条件下所得泡沫炭的泡孔孔径为50~150μm,孔泡结构规整、孔壁较薄,其表观密度为0.276 g/cm~3,比表面积为137.9 m~2/g,抗压强度为11.1 MPa。     

中性脱墨剂起泡性与脱墨效果间关系的研究

在中性条件下对混合办公废纸(MOW)进行脱墨,研究了脱墨效果和脱墨剂起泡性之间的关系。结果表明,在单一组分脱墨剂中,阴离子表面活性剂起泡性越强脱墨效果越差,起泡性最好的AEC-7-Na脱墨浆白度仅为80.51%(ISO),泡沫越稳定脱墨效果越好,泡沫稳定性最强的ABS脱墨浆白度达到83.04%(ISO)。非离子表面活性剂的脱墨效果与起泡性强弱无明显关系,泡沫的稳定性对脱墨效果没有影响。在非/阴离子表面活性剂复配实验中证明,其脱墨效果与脱墨剂泡沫之间的关系不确定,非离子表面活性剂的搜集能力和两种活性剂的复配性是决定脱墨效果的主要因素。得到了几组脱墨效果较为理想的中性脱墨组合(质量比均为1∶1):T-80+SAS、AEO20+AES、AEO12+AEC-7-Na、S-80+AES。     

苯酚封端蓖麻油基聚氨酯预聚物对苯酚-间苯二酚-甲醛泡沫性能的影响

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油及苯酚为原料合成了苯酚封端的蓖麻油基聚氨酯预聚物(CPUP),以该预聚物作为增韧剂改性苯酚-间苯二酚-甲醛树脂制备泡沫材料。采用FTIR和1 H NMR对CPUP结构进行了表征,用丙酮-二正丁胺法测试了CPUP制备过程中异氰酸根(—NCO)含量的变化;同时研究了CPUP添加量对泡沫力学性能、热稳定性能、阻燃性能以及泡沫微观形态的影响。结果表明,反应3.0h时,蓖麻油基聚氨酯预聚物的—NCO含量达到理论值5.85%,用苯酚封端3.0h后,—NCO值接近0;当增韧剂质量分数为5%时,泡沫的力学性能最好,其中压缩强度和弯曲强度分别为186.2和329.7kPa,比未改性的泡沫提高了26.7%和45.4%,掉渣率为17.2%,比纯泡沫降低了18.5%;改性泡沫的热稳定性能略有提高,阻燃性能优良,氧指数为35.8%;泡沫壁与壁之间结合紧密,分布均匀。     

PET掺杂对新型木质素基泡沫炭合成的影响

泡沫炭具有低密度、高强度、高导电性、多孔骨架结构等诸多优点,是一种高端的整体性先进碳材料。在多种泡沫炭制备的原材料中,木质素因其可再生、低成本、高产量、高芳香性等特点而逐渐受到重视。基于木质素的热学性质复杂且特殊,近年来笔者开发了一种简单、高效的木质素基泡沫炭合成方法。为进一步实现泡沫炭结构与性能的调控,本研究主要通过使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)对木质素进行掺杂,考察PET可能对木质素转化过程中产生的影响,以及转化产物(新型泡沫炭)的材料结构与性能,从而提出PET掺杂对木质素基泡沫炭合成的影响。研究结果表明,PET的掺杂对于木质素的发泡过程有调节作用,其与木质素较好的相容性可以成功制备出木质素-PET基泡沫炭。PET的含量对泡沫炭的体密度、真密度、微观孔泡结构、机械强度等均有较为显著的影响。相比之下,X射线衍射和拉曼光谱结果表明PET掺杂对于泡沫炭的微观碳结构几乎没有影响。当PET掺杂量提升为20%时,泡沫炭的性能略有下降,可能与PET与木质素的均匀混合难度提升相关。本研究提出了通过掺杂高分子以改变新合成方法下泡沫炭结构与性能的思路,对泡沫炭的合成和调控具有指导意义。     

桉木纤维预处理对酚醛泡沫复合材料性能的影响

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)及碱液和KH-550复合的方法对桉木纤维进行预处理,制备桉木纤维-酚醛泡沫复合材料。分析了预处理方法对桉木纤维分子结构、结晶性能和微观形貌的影响,以及预处理方法对桉木纤维复合泡沫机械性能、燃烧性能、隔热性能、微观形貌等性能的影响。结果表明,预处理改变了桉木纤维的微观结构,增强了纤维的结晶度,改善了桉木纤维与酚醛树脂间的界面相容性,复合泡沫的各项性能显著提高,其中弯曲和压缩强度最大提高了约45%和112%,粉化率、导热系数和泡孔孔径最多降低了80.3%,6.8%和300.0%,但预处理对阻燃性无促进作用,复合泡沫的极限氧指数最大降低了13.4%。综合分析可知,KH-550直接处理的复合泡沫各项性能较优,且纤维的质量分数应控制在5%以内。     

丁腈橡胶粉改性酚醛树脂泡沫的性能与微观结构研究

应用丁腈橡胶粉(NBRP)对酚醛树脂进行改性,再与其他助剂复合在70℃制备改性酚醛泡沫材料.分析了NBRP的改性方式对酚醛泡沫材料性能的影响,进一步讨论了NBRP前期改性加入量对酚醛泡沫机械性能、易碎性能、燃烧性能和泡孔微观结构的影响.研究表明:NBRP前期改性酚醛泡沫性能优异,其中添加量2％时综合性能最佳,这为丁腈橡胶粉改性酚醛树脂提供了科学依据.     

人工冻土融沉特性及融土微观结构研究综述

人工冻结法在地铁建设中的大量应用,使得施工后融沉控制成为亟待解决的问题。论述人工冻土融沉特性、融土特性、常温土微观结构和冻融土微观结构的国内外研究现状。基于前人的研究成果,指出有关融土微观结构与融沉关系的研究尚属空白,并提出,融土微观结构与融沉关系的研究和以微观结构特征来表征宏观融沉特性是未来冻融土微观结构的研究方向。     

微观结构和蜡质对植物叶表面疏水性能的影响

【目的】对13种常见具有疏水性能的植物叶表面微观结构以及亲疏水性能进行研究,探究自然界植物表面的超疏水机制。【方法】选取13种植物叶表面进行分析,利用场发射扫描电镜和光学接触角测量仪分别观察测定植物叶片除蜡质前后表面的微观结构形态和静态接触角,测定同一种植物正反面的静态接触角以及成熟度不一叶片的静态接触角。【结果】13种植物叶表面主要呈现单级(球冠凸包型、圆柱凸包型、条纹结构型)、双级微纳双凸型和多级网状空心型等不同的微观结构形态,表面蜡质和微观结构对不同植物叶疏水性能的影响具有较大差异。此外,植物叶背面接触角均大于正面接触角,同一种植物成熟度不同的疏水性也有很大差异。【结论】植物叶表面的疏水性主要受到表面蜡质的含量、微观结构形态的大小与分布影响,根据其影响程度不同将植物叶片分为3类:A类主要受微观结构的影响;B类主要受蜡质的影响;C类受表面微观结构和蜡质的共同影响。     

砂层注浆浆液扩散模式与规律试验研究

注浆工程因其隐蔽性和浆液扩散随机性成为控制施工效果的难点,采用模型试验研究可为设计注浆施工工艺提供依据。针对砂层注浆试验中试验结果处理方法和水泥浆液扩散及分布规律开展研究,提出了改进的EDTA二钠滴定法测定水泥含量,利用注浆模型试验装置,改变注浆参数、浆液色彩和开挖方式进行5次模型试验。通过分析注浆后结石体形状,并将试样分块滴定,结合图像变换法处理注浆体研究浆液扩散形态。结果表明:注浆结石体主要由浆液富集区和沿优势路径扩散区组成;分块滴定检测处理显示浆液由注浆口向外总体呈线性扩散,浆液最大扩散范围随注浆压力、注浆量和水灰比增大而增大,扩散体积与注浆量比值在7.04~8.74之间,可注性随注浆压力和水灰比增大而增大,随注浆量增大而减小;图像处理显示劈裂作用、潜蚀作用、浆液富集和优势路径等常见浆液扩散模式,并与分块处理相互验证。研究表明所述处理方法在试验中应用效果良好,实际工程中需通过优化注浆工艺避免产生单向大型劈裂通道和潜蚀作用。     

碱木质素和PUF的降解产物对聚氨酯材料结构和性能的影响

以碱木质素和聚氨酯泡沫(PUF)的降解产物为添加剂制备复合聚氨酯泡沫材料,并表征了微观结构、表观密度、压缩性能、保温性能等。结果显示,碱木质素可提高与复合基体之间的相容性,原因是其存在强烈的氢键缔合作用。扫描电镜测试显示,碱木质素和PUF的降解产物对材料的微观结构有很大的影响,加入碱木质素有利于提高压缩模量,其压缩模量为146.44 MPa,加入PUF的降解产物会降低压缩模量,其压缩模量为101.59 MPa,而没有加碱木素也没有加PUF降解产物的其压缩模量108.53 MPa。PUF的降解产物的添加降低了样品的保温性能,加入PUF的降解产物的样品的导热系数为PUF降解产物的样品的导热系数为0.032 5 W/(m.K)而不加PUF降解产物的样品的导热系数为0.022 6 W/(m.K)。     

轻质泡沫水泥注浆材料的应用研究

用不同的发泡剂和稳泡剂,采用正交实验,对轻质泡沫水泥浆液作为注浆材料作了初步研究,测试了轻质泡沫水泥浆液的比重、粘度、析水率、结石体密度和结石率等指标,根据实验结果进行了分析研究,从结石体密度和结石体的结石率考虑优选出一种作为注浆材料用于充填防渗注浆的轻质泡沫水泥浆液的合理参数配比。     

植物微管蛋白基因研究进展

微管蛋白是构成植物微管的主要组成部分,主要由α-微管蛋白和β-微管蛋白构成,植物微管蛋白在植物的生长和发育中起到维持细胞形态、促进细胞内运输、参与细胞运动及细胞分裂的作用。植物微管蛋白基因是一个庞大基因家族,目前已经鉴定出了多种植物微管蛋白,并对其结构和功能进行了较为深入的研究。文中介绍了近年来植物微管蛋白基因家族的进化关系、微管蛋白的基因结构、微管结合蛋白以及微管蛋白功能的研究进展,分析了现阶段植物微管蛋白基因研究中存在的主要问题,并对植物微管蛋白研究的前景进行展望。     

Microscopic structure and properties of wood-based foaming composites

In order to reduce the density of wood-based composites without causing a deterioration of their mechanical properties, we studied the process of manufacturing wood-based composites. A combination of polymer foaming technology and flat hot-pressing technology was used. The microscopic structure of the various wood-based composites was analyzed with a scanning electron microscope (SEM). Modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE), impact strength, and thickness expansion rate of water sorption (TS) were all measured. The results showed that fibers loosely interweave, and fibers had been connected by micropore. They also showed that spaces between fibers had big micropore structure. MOR, MOE and impact strength were the highest among three levels of ratio. When the total content of resin and foaming agent were 20% by weight, TS was higher. A hot-pressing temperature of 120°C was optimal. At the low temperatures of 80°C, the foaming process was uncompleted. At a higher temperature, micropores burst at a certain pressure. Based on the variance analysis and maximum difference analysis, a significance test shows that the optimum conditions for the total content of resin and foaming agent is 20% by weight, with a hot pressing temperature of 120°C for 15 min. Under these conditions, the properties of wood-based foaming composites all achieved the industry standard. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2007, 29(3): 154–158 [译自: 北京林业大学学报]     

聚氨酯-泥炭土轻质发泡材料的制备与性能研究

为了制备一种适用于立体绿化的轻质整体栽培基质,基于一步法发泡合成聚氨酯泡沫工艺,采用绿色环保全水发泡方法,将聚氨酯泡沫与有机物质泥炭土复合形成一种聚氨酯-泥炭土轻质发泡材料。以聚醚多元醇、聚丙二醇、异氰酸酯、硅油和具有一定含水率的泥炭土为原料进行混合发泡制备聚氨酯-泥炭土轻质发泡材料,考察了泥炭土的用量、含水率,也探讨制备过程中搅拌时间对聚氨酯-泥炭土轻质发泡材料回弹性能,表观形态,密度(体密度、视密度、湿密度),开孔率,吸水率的影响。结果表明:在泥炭土用量为60%、70%、80%时,聚氨酯-泥炭土轻质发泡材料回弹性能保持相对稳定;当泥炭土用量为70%、搅拌时间为180 s、泥炭土含水率为80%是最佳配比,聚氨酯-泥炭土轻质发泡材料的主要性能较佳且优于其它绿化基质材料,体密度达到0.101 g·cm^-3、开孔率达66.87%、吸水率可达656%。借助光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)进行对比观察,泥炭土的加入未影响聚氨酯泡沫内部三维网状结构的形成,且改善了聚氨酯泡沫的孔隙结构并增强了其吸水性能,其内部结构均匀。     

N,N′-二（对硝基苯基）-2,2-′（对苯二氧基）二乙酰胺的合成、结构及计算

以对硝基苯基氯乙酰胺和对苯二酚为原料,在丙酮溶液中反应合成了N,N′-二(对硝基苯基)-2,2-′(对苯二氧基)二乙酰胺.在室温下采用自然扩散溶剂DM F和乙醇混合溶液(1∶20,体积分数)得到了适合于X射线衍射分析的单晶体.依据晶体结构数据建立了分子结构模型,并利用量子化学半经验PM 3方法进行结构优化计算和频率分析.M u lliken电荷布居分析表明分子中醚氧原子和羰基氧原子上都带有大量负电荷,并且与分子内的氢原子之间有氢键作用.     

N,N''''-二(对硝基苯基)-2,2''''-(对苯二氧基)二乙酰胺的合成、结构及计算

以对硝基苯基氯乙酰胺和对苯二酚为原料,在丙酮溶液中反应合成了N,N'-二(对硝基苯基)-2,2'-(对苯二氧基)二乙酰胺.在室温下采用自然扩散溶剂DMF和乙醇混合溶液(120,体积分散)得到了适合于X射线衍射分析的单晶体.依据晶体结构数据建立了分子结构模型,并利用量子化学半经验PM3方法进行结构优化计算和频率分析.Mulliken电荷布居分析表明分子中醚氧原子和羰基氧原子上都带有大量负电荷,并且与分子内的氢原子之间有氢键作用.     

灌木类植物在边坡生态防护的作用

大规模的水利、交通、矿山等工程建设,给自然界留下了大量裸露的边坡,导致生态环境恶化。通过对朝阳燕山湖发电厂厂区边坡生态防护和分析,打破以往生态防护的主体是豆科、禾本科等草本植物,着重研究灌木类木本植物在生态防护中的优势,论述了灌木在边坡生态防护中的作用。     

麦秸/聚氨酯复合人造板的工艺对其吸声系数的影响研究

通过变化麦秸和聚氨酯的比例、麦秸/聚氨酯复合人造板的密度、以及发泡温度,研究了麦秸/聚氨酯复合人造板在不同的声波频率下的吸声系数。试验结果表明:在不同的声波频率下,发泡温度的高低对麦秸/聚氨酯复合人造板的吸声系数有不同的影响;麦秸/聚氨酯复合人造板的密度与其吸声系数的大小关系密切;在声波频率为250～4 000Hz区域内,麦秸和聚氨酯的比例对麦秸/聚氨酯复合人造板的吸声系数影响较大。     

偶氮二甲酰胺发泡剂对脲醛树脂性能的影响

采用单因素试验方法,将偶氮二甲酰胺发泡剂与脲醛树脂复配制备发泡型胶黏剂,测试胶黏剂的基本性能及拉伸剪切强度,利用热重分析仪(TG)和同步热分析仪(TG-DSC)对胶黏剂的热稳定性和固化特性进行表征。结果表明:偶氮二甲酰胺发泡剂的加入有利于提升树脂体系的流动性,降低树脂的初期固化速度,提高树脂的热稳定性,且对树脂的固体含量及黏度无明显影响;较优的发泡剂添加量为6%;拉伸剪切强度为2.45 MPa。开发的偶氮二甲酰胺/脲醛树脂发泡胶黏剂在轻质人造板领域具有较大的应用潜力。