HDPE膜预辐射接枝NIPA/AAc制备环境敏感性水凝胶

采用高密度聚乙烯膜(HDPE)预辐射接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酸(AAc),制备既具有温度敏感又具有pH敏感的水凝胶。着重研究了吸收剂量、剂量率、单体浓度、反应时间、接枝单体配比、溶剂等实验条件对接枝率的影响,测试了水凝胶的温度敏感性和pH敏感性。     

辐射法制备聚丙烯酸-改性壳聚糖体系的两性凝胶

以O-马来酸酐化N-邻苯二甲酰化壳聚糖(MPCS)为中间产物,通过γ射线引发,在均相溶液体系制备含有改性壳聚糖.聚丙烯酸的两性凝胶.用红外光谱证实了接枝反应的发生.同时还系统地研究了接枝反应的影响因素,结果表明,接枝率依赖于单体浓度和所用的剂量.通过研究了接枝产物在不同pH值缓冲溶液中溶胀度的变化,结果发现,接枝产物在酸性条件(Ph<7)下溶胀较小,在碱性条件(pH>7)下溶胀度较大.而且还测试了接枝产物在DMF溶剂中的溶胀情况.     

PH敏感丙烯酰胺/β-环糊精水凝胶的辐射制备及其性能研究

用顺丁烯二酸酐(MAH)对β-环糊精(β-CD)进行化学改性,合成了丁烯二酸单酯化p.环糊精(MAH-β-CD).采用电子束对MAH-β-CD和丙烯酰胺(AAm)混合水溶液辐照,制得含β-CD结构单元的水凝胶poly(AAm-co-MAH-β-CD).研究了各组分配比、辐照剂量等对水凝胶性能的影响;测定了pH值和离子强度等因素对水凝胶溶胀率的影响.结果表明,poly(AAm-co-MAH-β-CD)水凝胶具有一定的pH敏感性和离子强度敏感性,在pH＜5时,水凝胶的溶胀率较小,pH5～8时,溶胀率快速上升,最后趋于平稳;pH＞5时,同一辐照剂量的水凝胶溶胀率随MAH-β-CD含量的增加明显增大,而在相同组分下水凝胶的溶胀率随剂量的增大而下降.     

辐射合成法合成明胶类水凝胶及其性能研究

采用辐射法合成了明胶/羧甲基纤维素钠（CMC-Na）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）水凝胶,利用索氏提取器、紫外-可见分光光度计以及原子光谱仪分别对其溶胀性、pH值敏感性、凝胶含量及其对Cr（Ⅵ）的吸附性能进行了测试分析。在剂量率约为83 Gy/min,吸收剂量为15、25、35和45 kGy条件下,明胶/CMC-Na/PVP质量比为4∶1∶2、4∶1∶5和2∶1∶5的明胶/CMC-Na/PVP水溶液经辐照均能交联合成水凝胶。在高纯水中,该类水凝胶溶胀率分布于11～56之间;在pH=1的高氯酸溶液中,所有凝胶的溶胀率较之水溶液中均有所下降,说明这类水凝胶对pH值敏感。不同原料比例生成的水凝胶,其溶胀率并未随吸收剂量的增大而呈现出明显的增加。比例为4∶1∶5的水凝胶溶胀性能最为优良,其溶胀率最大值为56。合成的明胶/CMC-Na/PVP水凝胶可在1个月内完全腐化分解,说明在PVP中添加明胶和CMC-Na后,引入了天然高分子材料优良的降解性能,加速了凝胶分解,缩短了降解时间。同时,发现该类凝胶具有极强的吸Cr（Ⅵ）能力,可达0.539 g/g。     

辐射法制备壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶及其溶胀性能研究

采用电子束对壳聚糖和丙烯酸混合水溶液进行辐照，制得了壳聚糖／聚丙烯酸（CS／PAAc）共聚物水凝胶。研究了pH值、各组分配比和辐照剂量等因素对产物溶胀率的影响。结果表明，水凝胶具有pH敏感性，在强酸性（pH≈1）和碱性（pH〉7）条件下均表现出较好的溶胀性；而在pH2-5范围内溶胀率较小。同时，随着辐照剂量的增大，产物的溶胀率也随之增大，在酸性条件下表现并不明显，而当pH〉6时增大效果较显著。     

温度敏感PNIPA/膨润土复合水凝胶辐射法合成及其性能研究

本工作以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)为聚合单体,采用辐射法合成了PNIPA/膨润土复合水凝胶材料,研究了钠基膨润土与有机改性膨润土种类、膨润土的含量以及分散条件对水凝胶溶胀性能的影响.溶胀性能测试结果表明,加入膨润土的复合水凝胶其溶胀性能优于均聚PNIPA,加入有机膨润土的复合凝胶平衡溶胀率(SR)最好,且表现较好的温度响应性和快速的相转变特性;随着有机膨润土含量的增加,复合水凝胶的SR和温度响应性均逐渐升高,当膨润土含量为10%时,水凝胶的溶胀性能最优.退溶胀实验结果表明,PNIPA/有机膨润土水凝胶失水最快,在0.5h内,其失水率为83%,PNIPA/钠基膨润土水凝胶失水74%,而PNIPA水凝胶失水则只有50%左右.压缩性能测试结果表明,加入膨润土后,水凝胶的压缩强度、最大压缩力等均有了不同程度的增大,随着土含量的增加,凝胶的压缩性能呈上升趋势,当有机改性土含量为15%时,其压缩强度为均聚PNIPA的2.5倍,压缩屈服力由原来的0.38N增加到5.28N,提高了约14倍.     

氮-异丙基丙烯酰胺温敏凝胶的辐射合成与性能表征

在不同伽马辐照剂量下合成了一系列氮-异丙基丙烯酰胺凝胶,用称重法和DSC测试研究了其温度响应行为及溶胀行为,并通过流变测试研究了水凝胶的力学性能随辐照剂量的变化关系。研究认为,不同辐射剂量下合成的水凝胶其结构明显不同。当剂量过小时,形成的凝胶不均匀,网络结构不完整,存在大量的支状长链,导致凝胶的溶胀有限,强度偏低;剂量偏高时,过度的交联使得网络结构过于紧密,水分子渗透变得困难,可包裹的水量变少,而分子有限的伸缩性导致材料的温敏性能变差。研究发现,在本实验的条件下,剂量在30kGy附近制备的水凝胶表现出最佳的温敏溶胀性能和力学性能。     

温度及pH敏感N-异丙基丙烯酰胺/β-环糊精水凝胶的辐射制备及其性能研究

采用顺丁烯二酸酐(MAH)对β-环糊精(β-CD)进行改性,合成了丁烯二酸单酯化β-环糊精(MAH-β-CD).以电子束为辐射源对 MAH-β-CD 和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)混合物水溶液进行辐照,制备了PObr(NIPAAm-co-MAH-β-CD)水凝胶.研究了辐照剂量对水凝胶溶胀性能的影响;同时研究了温度、pH值和离子强度等因素对水凝胶溶胀率的影响.结果表明,poly(NIPAAm-co-MAH-β-CD)水凝胶具有温度敏感性、pH敏感性和离子强度敏感性.     

EVA预辐射接枝N－异丙基丙烯酰胺制备热敏性材料

采用预辐射接枝法，将Ｎ－异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡＡｍ）接枝到乙烯－醋酸乙烯酯共聚物（ＥＶＡ）试片上。研究了各种因素对接枝反应的影响。结果表明，接枝体系具有一般预辐照液－固两相接枝体系的共性，如在接枝反应前期，反应速度不变，以后逐渐下降，接枝率与反应温度成正比，少量的Ｃｕ（ＮＯ３）２，就能使接枝率急剧下降。经ＮＩＰＡＡｍ接枝的ＥＶＡ表面，呈现与ＮＩＰＡＡｍ凝胶相似的热敏性，即在低于“较低临界溶解温度”（ＬＣＳＴ）的温度时溶胀于水，而在高于ＬＣＳＴ时，迅速退溶胀，其ＬＣＳＴ约为３２℃，水含量随温度的变化是可逆的。相比之下，接枝ＮＩＰＡＡｍ的ＥＶＡ表面比ＮＩＰＡＡｍ凝胶具有更灵敏的热敏性。试片的ＬＣＳＴ会随着接枝层的组成变化而漂移。     

PNIPAM/蒙脱土复合水凝胶辐射合成与表征

采用辐射聚合方法合成了PNIPAM/蒙脱土(MMT)复合水凝胶;研究了蒙脱土对PNIPAM/MMT复合水凝胶溶胀性能和压缩性能的影响.结果表明,虽然MMT能提高复合水凝胶的初始溶胀速率和平衡溶胀率,但它不改变凝胶原有的环境响应性能和溶胀机理.PNIPAM水凝胶和PNIPAM/MMT复合水凝胶均具有温度敏感性,低临界溶解温度(LCST)均在32℃左右,溶胀机理均遵循Fickian扩散模式,即水分子的扩散成为水凝胶溶胀的决定过程.使用MMT能改善PNIPAM/MMT复合水凝胶的压缩性能;且复合水凝胶的压缩性能随MMT含量的增加而提高.     

干道式高温热管的传热性能试验研究

干道式高温热管传热性能试验主要是为了获得干道式热管在不同温度范围的传热极限及重力场对传热极限的影响。在真空条件下启动热管,调节水套气隙氩气和氦气比例来测量声速极限,建立可调角度台架得到不同倾角下热管的极限传热性能。试验得到400～650 ℃工作温度下热管的极限传热功率曲线及不同倾角下热管的极限传热功率。此类热管510 ℃以下传热极限为声速限;±10°范围内重力对传热极限无影响;极限传热功率为2.8 kW。     

预辐射接枝制备热敏性水凝胶

通过空气中预辐照乙烯－醋酸乙烯共聚物（ＥＶＡ）试片，将单体Ｎ－异丙基丙烯酰胺（ＮＩＰＡＡｍ）技接到ＥＶＡ表面上，得到一种新型的具有良好的热敏性及机械性能的水凝胶，研究了各种因素对接枝反应及热敏性能的影响，结果表明，接枝体系具有一般预辐照液－固两相接枝体系的共性，接枝ＮＩＰＡＡｍ后的ＥＶＡ与ＮＩＰＡＡｍ水凝胶相比，不仅机械性能得到了改善，而且其表面具有比ＮＩＰＡＡｍ水凝胶更加灵敏的热敏性。     

IPN’s of acrylic acid and N-isopropylacrylamide by gamma and electron beam irradiation

Interpenetrating networks (IPN) of temperature sensitive N-isopropylacrylamide (NIPAAm) and pH sensitive acrylic acid (AAc) monomer were prepared in two consecutive steps. Hydrogels of AAc were synthesized by gamma radiation from a ⁶⁰Co gamma source and an electron beam from a Van de Graaff accelerator. A second hydrogel of NIPAAm was synthesized within the first AAc hydrogel by polymerization and cross-linking with a redox initiator and cross-linking agent. The thermal and pH sensitivity of the hydrogels were determined by measuring the swelling, and the morphology and composition by SEM.     

Irradiation mediated synthesis of a superabsorbent hydrogel network based on polyacrylamide grafted onto salep

The synthesis and swelling behavior of a new superabsorbent hydrogel based on natural salep grafted with polyacrylamide is described. The new biopolymer was synthesized via simultaneous crosslinking and graft copolymerization of acrylamide monomer onto a salep backbone using radiochemical methods. Various parameters such as relative contents of salep and acrylamide, as well as total dose of γ-rays were examined. The best synthesis condition is reported and a mechanism for superabsorbent hydrogel formation suggested. Factors affecting the swelling behavior of hydrogel were also studied.     

辐射制备热敏性水凝胶及控制释放

通过在空气中预辐射聚丙烯，将单体Ｎ－异丙基丙烯酰胺接枝到聚丙烯多孔膜的表面上，得到一种新型的具有良好的热敏性及机械性能的水凝胶。研究了各种因素对接枝后应的影响，考察了其热敏性能及表面形貌，通过变温度可改变多孔膜孔膜大小，并产针其用于托马斯亮蓝分子的渗透及控释过程。     

燃料组件稳态回路辐照考验多热工参数耦合特性研究

燃料组件稳态回路辐照考验是研究组件抗辐照性能的关键环节,鉴于回路辐照考验热工参数对试验运行的重要性,本文针对稳态辐照考验回路,结合燃料组件对回路辐照考验热工参数的需求,分析了一次水流量及入口温度发生变化、装置内部存在换热以及不同换热器运行方式下回路系统的关键热工参数耦合特性。研究表明,随着换热器一次水入口温度和流量的下降,主换热器的最大换热功率有明显下降,在严重偏离设计工况下,主换热器换热能力存在不能满足燃料组件辐照运行的风险。同时,辐照装置内部换热对主换热器换热极为不利。在回路运行温度需求较高,而装置内部换热较强情况下,主换热器二次水流量的设计裕量不能低于装置内的热交换比例,且该裕量取值需趋大。两台主换热器并联运行的优势主要体现在较大一次水流量情况,且存在一个较小的一次水流量,使得单台换热器独立运行与两台换热器并联运行时的换热能力一致,低于该流量比例时,两台换热器并联运行时的换热能力反而弱于单台换热器运行。      

碳纳米管/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备及性能

通过活度2.072×1015 Bq、剂量率2 k Gy·h-1的钴-60进行辐照接枝和辐照交联两步法制备了碳纳米管复合水凝胶。使用傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared spectroscopy,FTIR)、热释重分析(Thermal gravimetric analysis,TGA)、透射电子显微镜(Transmission electron microscope,TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、BET比表面积(Brunauer-Emmett-Teller Specific Surface Area)等方法对样品进行了表征。结果显示,改性后的碳纳米管(Carbon nanotubes,G-CNTs)的管壁出现了明显的链段,其傅里叶红外光谱在1 452 cm-1和1 726 cm-1处多了两个吸收峰;碳纳米管复合水凝胶的BET值(30 m2·g-1)比聚丙烯酰胺水凝胶的(12 m2·g-1)提高了一倍多。实验结果表明丙烯酸被成功接枝到CNTs的管壁上。G-CNTs在凝胶中均匀分散,并提高了复合水凝胶的比表面积和机械强度。     

尼龙滤布共辐射接枝N-异丙基丙烯酰胺研究

通过共辐射接枝法,将N-异丙基丙烯酰胺单体接枝聚合到尼龙滤布表面,通过测定接枝聚合前后尼龙滤布质量变化来计算接枝率。以无水甲醇为溶剂、硫酸铜为阻聚剂,考察了接枝率随单体浓度的变化规律,测试了接枝前后尼龙滤布表面与水的接触角(CA),并研究了接枝前后样品的热分解行为。利用扫描电子显微镜(SEM)对样品表面形貌进行了表征。结果表明:接枝聚合后的样品热分解温度降低,单丝表观尺寸增大且表面粗糙度增加,随着接枝率的升高,改性尼龙滤布的接触角逐渐减小,亲水性增强,这与聚N-异丙基丙烯酰胺在室温时的亲水性相符。     

基于CFD方法的高温热管特性研究

高温热管运行特性的分析与预测,对热管设计和应用具有重要意义。为分析高温热管内两相流动传热特性,首先建立钠热管的计算流体力学（CFD）分析模型,并对模型计算值与钠热管稳态实验数据进行对比校核,模拟结果与实验测点温度的绝对误差小于40℃,相对误差在5%以内;其次,利用本文模型与方法对不同传热功率和倾角下的热管内部流场特性进行分析研究。研究表明,均匀加热条件下,蒸气腔内的速度在蒸发段接近线性变化,而在冷凝段,气体流速减小致使压强回升,同时,蒸气的流动压降和速度随加热功率增加呈下降趋势;在热管水平和倾角运行工况,热管内两相流动压降中液相压降均占主导;而气液间剪切效应中,气体流动速度为主导效应。本文模型可为热管堆等高温热管应用领域提供热管设计与分析方法。