聚乙烯结晶度的测定及结晶机理的研究

聚乙烯结晶度的测定及结晶机理的研究

一、聚乙烯结晶度测定及结晶机理的研究(论文文献综述)

陈玺[1](2021)在《长期服役XLPE绝缘性能劣化机理研究》文中研究说明电力电缆线路具有供电可靠性高、结构简单便于安装且敷设美观等优势被广泛应用在城市城镇配电网络中。近年来,电力电缆事故频发,严重影响了城市供电可靠性。高压XLPE电缆在长期实际运行过程中,会受到各种因素影响,其劣化过程极其复杂,为电缆事故的发生埋下隐患。论文选用长期服役15年和30年110 kV XLPE电缆绝缘材料作为研究对象,以同型号高压备用电缆为对比组,对实际运行电缆随服役年限的劣化变化规律展开相应研究。结合微观、介观以及宏观,分别对不同服役年限的电缆劣化过程进行了分析研究,为长期服役交联聚乙烯电缆绝缘的劣化研究提供理论参考。长期服役运行电缆试样相较于备用电缆,结晶度随服役年限逐渐降低,结晶区逐渐被破坏,XLPE大分链断裂,生成了较多不同尺度的小分子链等自由基,使得热失重第一阶段的占比增大,热稳定性降低;长期的电热耦合作用使电缆中交联杂质逐渐挥发,材料羰基指数迅速下降;电缆在服役期间遭受多次短路故障,短路电流引起的高温使得电缆绝缘结晶行为产生变化,故障温度冷却过程中伴随有重结晶发生,生成了大小不一的晶粒,使得熔融温度降低,融程变宽。根据空间电荷分布特性可知,随着服役年限增加,结晶区破坏以及热氧老化的发生使电缆内部缺陷逐渐扩大,空间电荷包积聚更加明显,试样内部的深陷阱密度增大。结晶区的进一步破坏,为大分子链运动提供了更多自由空间,主链的局部运行以及整个链段的运动成为了介损的主要来源。因为电缆在服役运行期间有重结晶的发生,较小的晶粒会导致界面增大,进而缩小了电子的自由程,使得击穿更易发生,导致工频短时击穿场强逐渐降低。本文同时探索了介质声速与电缆劣化的关联性。研究发现,介质声速与温度呈现一次关系。随着温度的升高,介质声速呈正比例下降。可能是因为温度升高使得试样内部小分子无规则运动变得更加剧烈,阻碍了声波在介质中传递。随着服役年的增加,同一温度下的介质声速有所提升,其可能是原因为XLPE大分子链断裂,短链和小分子基团增多为声波的传递提供了大量谐振自由基,加快了介质声速的传递。研究结果有望为电力电缆绝缘老化状态评估提供新的测试方法和理论依据。

邹艺源[2](2021)在《基于肉桂醛/环糊精包合物的淀粉基膜的制备及表征》文中指出近年来,食源性疾病以及石油基不可降解包装材料造成的环境污染问题引起了人们的广泛关注。以生物材料制备活性包装成为食品包装行业新的趋势。本文采用高直链玉米淀粉和魔芋葡甘聚糖为主要成膜材料,研究了制膜工艺条件对高直链玉米淀粉/魔芋葡甘聚糖复合膜性能的影响。并加入肉桂醛/β-环糊精包合物制备出一种力学性能、阻隔性能和抑菌性能良好的新型可降解生物活性包装膜。主要内容和研究结论包括:(1)通过单因素和正交实验,确定了制备高直链玉米淀粉/魔芋葡甘聚糖复合膜的最佳工艺条件:高直链玉米淀粉浓度2.6%,魔芋葡甘聚糖添加量0.4%,增塑剂甘油用量1.5%,成膜液体积为100 m L,干燥温度为50°C。优化后,复合膜的拉伸强度为14.324 MPa,断裂延伸率为53.11%。(2)研究了β-环糊精及肉桂醛/β-环糊精包合物对高直链玉米淀粉/魔芋葡甘聚糖复合膜力学和阻隔性能的影响。随着β-环糊精及其包合物的添加,复合膜厚度增大,拉伸强度得到改善,在β-环糊精添加量为1.5%,包合物添加量为2.0%时,复合膜具有最高的拉伸强度,分别为13.766 MPa和23.881 MPa。β-环糊精及其包合物的加入也降低了复合膜中的水分含量,改善了复合膜的水蒸气阻隔性能。微观形态结果表明,含有1.5%β-环糊精和2.0%包合物的复合膜表面结构最为平坦致密。(3)通过X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热稳定性分析深入探讨了β-环糊精及肉桂醛/β-环糊精包合物对复合膜中高直链玉米淀粉与魔芋葡甘聚糖两种多糖分子间相互作用的影响及作用机理。加入β-环糊精及肉桂醛/β-环糊精包合物后,复合膜的结晶度和双螺旋短程有序度大幅降低。复合膜的热稳定性增强,热分解温度从309°C分别提高到337°C和348°C。β-环糊精及其包合物对大分子相互作用的影响主要通过两种方式:(a)分散到成膜溶液中,并通过搅拌促进各组分的均匀分散,增加了多糖链相互作用的几率;(b)在成膜过程中析出并聚集,促进淀粉与魔芋葡甘聚糖的缔合。与β-环糊精相比,肉桂醛/β-环糊精包合物与多糖体系之间的疏水作用和低相容性,使其对促进多糖分子的分散和缔合作用更强。(4)研究了肉桂醛在复合膜中的缓释规律和对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果。结果表明,包合物添加量为2.0%时,环糊精对肉桂醛的控释效果最好。高温及高湿环境加速肉桂醛的扩散及释放。当肉桂醛/β-环糊精添加量高于2.0%时,金黄色葡萄球菌琼脂平板上的复合膜显示出明显的抑菌环。包合物添加量分别为2.0%和2.5%时,接种到复合膜上的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的繁殖完全被抑制。以市售聚乙烯膜为对照,考察了肉桂醛/β-环糊精包合物膜对面包的保鲜效果。相对于聚乙烯膜,肉桂醛/β-环糊精包合物复合包装膜可以有效抑制面包中霉菌的生长繁殖。

江文正[3](2021)在《电磁屏蔽用炭基复合材料的制备及其性能研究》文中认为为持续推进我国竹炭理论研究和应用水平,课题立足竹炭在电磁屏蔽领域的应用需求。本文以二次高温炭化竹炭(BC)、高密度聚乙烯(HDPE)为主要原材料,通过机械共混和熔融挤出等技术,制备电磁屏蔽功能的BC/HDPE复合材料。研究了竹炭的含量、炭化温度对复合材料力学性能、熔融结晶性能、导电性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响,揭示了竹炭的含量及炭化温度、微观结构、电磁屏蔽性能之间的内在联系,阐明了竹炭基复合材料的电磁屏蔽机理,为突破竹炭的电磁屏蔽应用瓶颈提供理论依据。最后将BC/HDPE复合材料的制备技术拓展应用在生物质气化炭上,对比了竹炭、气化炭、木炭等生物炭基复合材料的性能,为生物质炭基复合材料在室内装饰、电磁屏蔽等领域的应用提供理论和技术参考。主要研究结果如下:(1)二次炭化是一种简单高效提高竹炭导电性能的技术。在700℃1500℃内随着炭化温度的升高,竹炭的比表面积先增大后减小,碳元素含量从82.45%增加至96.87%,固定碳含量从81.22%增加至96.3%,热值从31.385 MJ/kg增加至34.904 MJ/kg,电导率从10-8 S/cm增加至92.94 S/cm;二次炭化降低了竹炭的极性,并且在纤维帽和细胞壁上形成许多大孔结构,竹炭的这种特征使其可作为复合材料的增强相;二次炭化后,竹炭形成弧形石墨边缘,石墨化程度随着温度的升高逐渐增大,BC1500的002峰对应的微晶尺寸为0.334 nm接近石墨条纹间距0.34 nm。二次炭化显着增强了竹炭的导电性能,这是碳含量提高、细胞壁和纤维帽进一步收缩以及弧形石墨边缘形成的综合结果。(2)竹炭的炭化温度及其填料含量对复合材料性能影响显着。随着竹炭填料比例的增加,复合材料的抗弯强度逐渐增强,1100℃处理的竹炭含量70%时复合材料抗弯强度达到最大值51.76 MPa,其含量60%时其弯曲模量达到最大值4.15 GPa。700℃-1500℃二次炭化处理竹炭后,700℃处理的竹炭其复合材料力学性能最佳。竹炭的加入改变了复合材料的熔融温度、冷结晶温度、储能模量以及损耗模量,它一方面增强了复合材料的刚度,另一方面也增强了复合材料的耐热性。竹炭在1100℃炭化后制备的复合材料电磁屏蔽效能达到27.56 d B,而1500℃炭化后复合材料电磁屏蔽效能达到35.69 d B,可屏蔽99.99%的电磁波。(3)气化炭在1100℃二次炭化后其挥发分、固定碳、灰分、碳元素以及电导率的变化与竹炭二次炭化后的趋势一致,但气化炭的灰分含量高导致其导电性能相比竹炭较小。生物炭与HDPE的界面相容性很好,均匀地分散在基体之中并增强了复合材料的刚性,气化炭(GC)、气化炭1100(GC1100)、竹炭(BC)、竹炭1100(BC1100)、木炭(WC)等五种炭基复合材料的弯曲强度分别为39.38MPa、43.98MPa、43.2MPa、42.46MPa、45.61MPa,木炭对炭基复合材料的增强效果是最显着。气化炭经过二次炭化处理后,其制备的炭基复合材料电导率为2.03 S/m,3mm厚度的复合材料屏蔽效能达到18.35 d B,增加厚度后有望应用在民用电磁屏蔽材料上。

詹胜鹏[4](2021)在《水环境下聚合物材料滑动摩擦和气泡空蚀行为分子动力学模拟与试验研究》文中认为聚合物材料因其具有高弹性、低密度、高强度、高韧性、耐腐蚀、优异的自润滑和机械加工性能等优点作为摩擦副部件替代金属材料在水环境下的应用越来越广泛。但是,长期服役于水环境下的聚合物材料摩擦副部件会因吸水和空化现象导致材料表面物理化学状态发生变化,从而影响聚合物材料服役寿命。与此相对应的是,有关聚合物摩擦副材料在这些方面的研究和报导却较少。本文以典型聚合物材料为研究对象,采用分子动力学模拟+试验方法分别开展:(1)聚合物材料在滑动摩擦过程中摩擦界面微观特性(包括分子结构、物理化学变化等)与摩擦学性能之间的关系;(2)空化现象中微观空泡溃灭的动力学特性以及聚合物材料空蚀损伤机理;(3)聚合物材料的微观吸水机理以及吸水对材料物理化学、力学性能和摩擦学性能的影响机制三个方面的探索研究工作。该工作可为聚合物材料在涉水工程装备上的设计、应用奠定理论基础和技术指导。论文的研究内容与主要结论如下:1.以单链结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为研究对象,分别采用联合原子和全原子方法建立了以固-固、固-液-固接触形式的滑动摩擦分子动力学模型。从介观到微观原子尺度研究不同载荷、温度等条件下聚乙烯材料摩擦过程中分子链能量、构象以及摩擦界面物理化学变化规律。研究结果发现:聚乙烯所处的状态(玻璃态或橡胶态)对法向力和摩擦力影响显着,摩擦力主要由内聚区的变形摩擦力和界面区的黏着摩擦力组成,变形摩擦力占主导地位,黏着摩擦力占次要地位;摩擦过程中,表面材料会发生弹性和塑性变形,进而形成磨损,其中弹性变形能主要与分子链间的范德华相互作用能有关,塑性变形能主要与分子链的键角能和二面能有关;聚乙烯滑动摩擦过程分子链是沿滑动方向伸展取向,沿加载方向聚集取向;分子链的柔顺性是随着温度的增加而增强;水环境下摩擦过程中聚乙烯分子链结构比聚甲醛具有更好的化学稳定性。在同样满足摩擦学使用要求的情况下,超高分子量聚乙烯结构相比于聚甲醛更适合于水环境下的摩擦副工程应用。2.采用分子动力学模拟方法研究了微观空泡溃灭时间、溃灭能量、溃灭射流强度以及空泡溃灭产生的机械作用等空泡动力学特性。研究结果表明:冲击速度越高,空泡溃灭时间越短,并且产生的射流速度越高;空泡溃灭产生的射流会形成类似“拳头”状的二次水锤冲击;冲击压力与冲击速度成正比,与空泡直径成反比;当水分子冲击速度为1.0 km/s时,水分子结构会出现冰VII(Ice-VII)结构相变。此外,利用超声振动空蚀设备试验研究了五种典型聚合物材料的空蚀性能。研究结果发现:UHMWPE和聚酰胺6(PA6)材料的耐空蚀性能明显优于聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚甲醛(POM)材料,表面空蚀坑结构形成的“水垫”效应可以减缓材料继续受到空蚀破坏;金属与聚合物材料相互空蚀时,金属材料的空蚀程度与聚合材料的硬度有直接的关系,硬度较低的聚合物材料更容易吸收空泡冲击能量,减轻对对偶件的空蚀破坏程度。3.利用分子动力学与实验方法研究了水分子在聚合物材料微观分子结构内部的变化机制以及吸水性对材料物理、化学、力学及摩擦学性能的影响机制。研究结果表明:由于氢键力的作用,水分子在UHMWPE和PTFE材料内部以团簇的方式分布,而在PA6、POM和PEEK材料内部则是均匀分布;氢键力的作用使得水分子不易在PA6、POM和PEEK材料内部扩散导致其吸水率较高。UHMWPE和PTFE与水分子不易形成氢键力作用,吸水质量分数较低;聚合物材料吸水质量分数与浸泡时间呈幂函数关系;吸水率越高,表面硬度降低越多,塑化程度越严重,力学性能和耐磨性均有所降低。

陈颖[5](2021)在《无机晶须/PBS复合材料的制备及分子动力学模拟研究》文中研究表明可生物降解高分子材料因其可降解性、安全性及环境友好性,在包装材料、农业地膜及生物医疗材料等领域都有广泛的应用。其中,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)因其良好的机械性能、较高的热变形温度和易加工性能,成为当今可生物降解领域研究的重点。然而与传统高分子材料相比,可降解材料的力学性能、热稳定性等仍有待提高,有关PBS的改性成为研究的热点之一。碱式硫酸镁晶须(MHSH)因其高强度、高模量及阻燃等优点,被广泛应用于高分子材料的补强增韧。然而,无机晶须的分散性及与聚合物基体的相容性成为影响复合材料性能的关键因素。为此,本研究采用KH590及乙烯基POSS对MHSH进行双表面改性,制备了一类镁盐晶须/POSS杂化材料(MHSH-POSS)以增强其与聚合物基体的界面相互作用。通过熔融共混法制备了一系列晶须/PBS复合材料,采用实验和分子动力学(MD)模拟相结合的方法研究了晶须及杂化材料对PBS性能的影响,并从微观角度探讨了其对PBS的增效机制。采用MHSH晶须及MHSH-POSS杂化材料来增强PBS,通过熔融共混法制备了一系列镁盐晶须/PBS复合材料,考察了晶须含量及晶须改性对PBS性能的影响。结果表明,当晶须含量为5%时,PBS复合材料的机械性能最佳,MHSH-POSS对PBS的增强效果优于MHSH,复合材料的拉伸强度、弯曲强度分别达到60.9 MPa和42.0 MPa,较纯PBS分别提高了113.7%和131.3%。DSC测试显示,晶须的加入降低了PBS的结晶度,PBS/MHSH-POSS的结晶度为56.4%,明显低于纯PBS的67.0%。降解试验表明,晶须的加入显着提高了PBS的降解率,主要归因于晶须会导致PBS复合材料的结晶度降低、非晶区增加,这有利于降解酶进入到松散的无定型区域,从而促进PBS的降解。利用Jeziony法、莫志深法和Kissinger法对PBS及其复合材料进行非等温动力学研究。发现随着晶须的加入,PBS复合材料的结晶速率常数Za增大、降温速率函数F(T)变小,表明晶须可作为一种成核剂,加快PBS的结晶速率;而PBS/MHSH-POSS复合材料的结晶活化能为8.446 k J/mol,较纯PBS提高了40.6%,说明晶须会与PBS的分子链相互作用,限制分子链的迁移,从而降低PBS的结晶度。通过POM观察发现,PBS及其复合材料结晶过程均以球晶的方式进行生长,晶须的加入增加了球晶的密度,同时缩小了PBS球晶的尺寸。XRD与TEM测试说明表面改性增强了晶须与PBS间相互作用,致使PBS复合材料晶格间距增大,从而影响PBS的结晶过程。借助MD模拟计算PBS复合材料的结合能(Ebinding),定量研究了晶须与PBS间作用力的大小,结果表明,MHSH-POSS与PBS间的Ebinding为58173.51 kcal/mol,明显大于未改性MHSH与PBS间的50289.05 kcal/mol,表明晶须改性能显着提高晶须与PBS的界面相互作用。均方位移(MSD)分析表明,PBS分子链在MHSH-POSS表面的迁移能力最小,说明MHSH-POSS杂化材料表面修饰的POSS会与PBS分子链相互缠绕,限制了PBS分子链的运动。径向分布函数(g(r))曲线分析表明,晶须与PBS间通过形成氢键来提高界面相互作用。通过H-bond计算,发现MHSH-POSS与PBS界面间的氢键数量多于MHSH,这有利于提高MHSH-POSS与PBS基体的界面相互作用,从而增强界面相容性。

王猛[6](2021)在《微纳米SiO2/LDPE复合电介质空间电荷与直流电性能的研究》文中进行了进一步梳理聚合物电介质内空间电荷的积聚,使局部形成高场,绝缘材料击穿强度降低,成为了制约高压直流输电发展的重要因素。研究表明,在聚合物中掺杂适量无机纳米粒子能够抑制空间电荷,并改善其某些介电性能,改善程度与纳米颗粒分散状态密切相关,改善机理尚不明确。也有研究表明,微米颗粒在一定程度上能够改善纳米颗粒的分散性,微、纳米颗粒同时掺杂后可能会产生一定的协同效应,通过调控载流子输运机制,获得性能更优异的材料。本文以低密度聚乙烯(LDPE)作为聚合物基体,以表面经过疏水改性的微米、纳米SiO2作为无机填料,采用熔融共混法制备了纳米、微米及微-纳米SiO2/LDPE复合材料。探讨了微-纳米复合材料制备过成中,微米、纳米SiO2添加顺序对其性能的影响,结果表明,先添加微米SiO2混炼一定时间后在加入纳米SiO2所制备的微-纳米复合材料性能最优,基于这种制备工艺,探讨了微米、纳米SiO2浓度对复合材料性能的影响。利用原子力显微镜(AFM)、偏光显微镜(PLM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)等对LDPE和微、纳米SiO2/LDPE复合材料的结晶形态与微晶尺寸进行表征。结果表明:微、纳米SiO2颗粒使球晶尺寸减小。纳米SiO2通过异相成核作用使纳米复合材料内部形成了小而致密的球晶结构,球晶结晶完善,结晶度提高;微米SiO2异相成核作用较弱,对球晶生长有阻碍作用,使微米复合材料内部球晶尺寸有所减小,球晶结晶不完善,结晶度变化不明显。复合材料的结晶度随着无机颗粒浓度的增加而降低。利用电声脉冲法(PEA)实验研究了LDPE和微、纳米SiO2/LDPE复合材料的空间电荷特性。结果表明,纳米复合材料在两极附近积累了少量同极性电荷,微米复合材料在阳极附近积累了同极性电荷,在阴极附近积累了异极性电荷。纳米SiO2对空间电荷具有较强的抑制作用,当纳米SiO2含量为0.5wt%时,纳米复合材料抑制效果最优,当纳米SiO2含量超过0.5wt%时,随着浓度增加,抑制效果降低。微米SiO2对空间电荷抑制能力不明显,但微米复合材的短路电荷衰减速率高。微-纳米复合材料的空间电荷特性介于二者之间。实验研究了LDPE和复合材料的热激电流特性,结果表明:纳米复合材的电流峰峰温向高温方向移动,微米复合材料的电流峰峰温略向低温方向移动,微-纳米复合材料的电流峰与纳米复合材料的接近。说明纳米SiO2使LDPE内部引入了深陷阱,而微米SiO2使LDPE内部则产生了较多的浅陷阱。基于陷阱理论,建立了电极界面电荷层屏蔽模型和载流子在不同陷阱间的输运模型。实验研究了LDPE和复合材料的电导特性和直流击穿特性。结果表明:复合材料的电导电流均低于LDPE,纳米复合材料的电导电流最低,微-纳米复合材料次之,随着SiO2含量的增加,复合材料的电导电流增大。在J-E曲线中,LDPE、微米复合材料和微米SiO2含量较高的微-纳米复合材料的电导电流出现了三个斜率变化区域,微米SiO2对阈值电场E1影响较小,但使阈值电场E2明显提高,而纳米复合材料及微米含量较低的微-纳米复合材料未出现第三个斜率变化区域,且纳米SiO2使得阈值电场E1明显提高。纳米复合材料的直流击穿场强明显高于LDPE,但随着纳米SiO2的含量增加,击穿场强逐渐降低,纳米SiO2含量为0.5wt%时,击穿场强最高,较LDPE提高约29.2%;微米复合材料的直流击穿场强低于LDPE,随着微米SiO2含量的增加,击穿场强明显下降,当微米SiO2含量较低时,击穿场强与LDPE接近;微-纳米复合材料的击穿场强随着SiO2整体含量的增加而降低,当微米SiO2含量较低时,击穿场强随着纳米SiO2的增加降低比较缓慢,当微米SiO2含量较高时,随着纳米SiO2的增加,击穿场强降低幅度较大。基于实验结果和复合材料的聚集态结构,结合多核模型、介电双层模型及聚合物陷阱理论,建立了LDPE和复合材料内部的陷阱形成、载流子输运过程中入陷、脱陷与复合以及热电子对LDPE分子链轰击的过程模型。运用Materials studio软件建立了LDPE、纳米SiO2以及LDPE与经过甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷改性的纳米SiO2间的界面模型,通过分子动力学方法对模型进行优化和模拟,并基于密度泛函理论计算探讨两种体系的陷阱和击穿特性。结果表明,纳米SiO2与LDPE间以范德华力作用为主,纳米SiO2/LDPE中的陷阱为深陷阱,LDPE中的陷阱为浅陷阱,纳米SiO2/LDPE的击穿场强较纯LDPE提高约18.2%。

彭鹏[7](2021)在《交联聚乙烯复合绝缘热老化动力学特性及其寿命评估》文中研究指明电力电缆因其占地面积少、可靠性高等优点,在城市电能运输与长距离输电中逐渐普及应用。但是,早期电缆投运的年限逐渐提高,且在运行过程中电缆受到电、热等应力的侵蚀,逐渐出现绝缘击穿放电等损毁现象。为避免此类现象甚至更大事故的发生,现场需要实时监测电缆的运行状态,发现状况并进行处理。绝缘层是电缆安全可靠运行的重要保障,交联聚乙烯本身具有优秀的绝缘性能,是10-220kV电力等级电缆的主要绝缘材料,研究交联聚乙烯材料的老化特征并评估其绝缘状态与剩余寿命能够有效帮助上述问题的解决。绝缘材料的潜伏性缺陷很难被介质损耗、泄漏电流等宏观检测手段检测出来,绝缘材料的老化本质上是一个化学反应过程,活化能作为材料的本征属性,能够表征材料发生化学反应的难度壁垒。本文以交联聚乙烯样片作为试样,开展不同温度下的加速热老化处理,测量其微观特性、电气性能以及动力学特性随老化状态的变化规律,基于温度加速因子与击穿场强得到绝缘失效电导活化能判据,最终提出基于电导活化能的交联聚乙烯绝缘老化状态评估与寿命预测方法。针对交联聚乙烯绝缘试样开展100℃与130℃加速热老化试验。为表征热老化对试样微观特性的影响,进行扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FITR)以及差示扫描量热测量。实验结果表明:随着老化程度的加深,试样表面逐渐出现层状、鳞片状结构,固体小颗粒析出物增多。绝缘的老化可以分为两个阶段:老化初期,内部基团反应不剧烈,羰基指数在初始值1.0729附近波动,结晶度有略微的上升;老化后期,材料内部分子链断裂,发生氧化还原反应,羰基、醚基等官能团大幅增加。为研究热老化对交联聚乙烯绝缘热动力学特性的影响,测量XLPE试样的电导活化能与热重活化能。未老化试样的热重活化能为276.444kJ/mo1,初始电导活化能为0.783eV,通过曲线拟合与计算求解发现:两种活化能与温度的关系都符合阿伦尼乌斯方程,且数值走势相同,都呈现总体曲折下降的趋势。本文测量了试样在不同老化时间下的介质损耗与击穿电压,研究热应力对于交联聚乙烯绝缘电气特性的影响。在两种老化温度下,绝缘试样的老化过程存在差异性,导致其介质损耗变化规律不相同,分别呈现曲折下降与先上升再下降再上升的变化规律;交联聚乙烯初始击穿场强为31.143kV/mm,随着老化时间的增加,击穿场强呈现先上升后下降的现象。本文建立了交联聚乙烯绝缘失效活化能判据,提出基于电导活化能评估交联聚乙烯绝缘老化状态与剩余寿命的方法。以击穿场强下降至初始值的50%作为绝缘失效的判据,得到此XLPE绝缘试样的寿命为13.177a与12.764a,交联聚乙烯绝缘试样绝缘失效时对应的电导活化能为0.4623eV;提出了交联聚乙烯绝缘试样老化状态评估方法与寿命计算公式,当电导活化能低于0.75eV,绝缘材料已经进入老化后期,运用经验公式即可得到试样剩余寿命。测量退役电缆绝缘A、B、C的电导活化能分别为0.4593、0.5136、0.4824eV,预测其剩余寿命为-0.0951a,1.4387a以及0.5843a,结果与实际运行情况相符。

张维民[8](2021)在《多级孔Beta沸石 ——从小试到中试》文中提出Beta沸石是一种具有三维十二元环交叉孔道结构的大孔沸石,其具有优异的性能,如高的强Br?nsted酸浓度、高Si/Al比、良好的(水)热稳定性和高表面积,是石化工业应用中的潜在催化剂,在石油炼制和石油化工工艺中表现出优异的催化性能。然而,传统的Beta沸石作为催化剂时,存在强烈的空间位阻和扩散限制,阻碍大分子通过其内部孔道而形成积炭使催化剂失活,导致沸石催化剂的潜力未能被充分利用。解决该问题的主要策略之一是制备多级孔Beta沸石,以允许大分子转化并缩短扩散路径。目前虽然有多种制备多级孔Beta沸石的方法,但仍然仅限于实验室规模,工业化生产仍未能实现。限制其大规模生产的主要原因是工艺复杂或原料昂贵。因此,为了真正实现多级孔Beta沸石的未来应用,有必要开发一种经济可行的制备方法,该方法既需要保证制备的多级孔沸石性能优异,也需满足合成结构稳定、成本低廉和合成程序简单的要求。本论文在常规Beta沸石的合成凝胶中加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),水热条件下合成多级孔Beta沸石,并探索了预晶化时间和添加乙醇的影响,最终确立了以CTAB为模板制备多级孔Beta沸石的方法,此方法无需预晶化,无需乙醇,操作程序简单;改变合成凝胶中的H2O/(SiO2+Al2O3)、Na2O/(SiO2+Al2O3)及TEAOH/(SiO2+Al2O3)等参数及使用不同链长的烷基三甲基溴化铵,在一定范围内均可合成多级孔Beta沸石,得到的多级孔Beta沸石是由单晶纳米颗粒组成的椭球状聚集体,介孔由丰富的晶间孔构成;通过控制变量,在保持较高微孔比表面积的前提下,外比表面积在80-290 m2·g-1的范围内,介孔体积在0.23-0.54 cm3·g-1的范围内可调变,且单晶纳米粒子的大小和椭球状聚集体的尺寸也可调变,实现了多级孔Beta沸石孔结构和形貌的调控;该合成方法操作简便、成本低廉、产品性质可调,基本满足了工业化生产的前提条件。通过研究多级孔Beta沸石的晶化动力学,改变凝胶Si/Al比和CTAB浓度等,利用表面张力测试、XRD、N2吸附、SEM和TG等技术手段,追踪分析了多级孔Beta沸石晶化过程中CTAB的作用方式。在成核期,带正电的CTA+以球状胶束形式存在于固体中,被吸引在带负电荷的Al(OSi)4-和Si-O-附近,由于空间位阻作用,阻碍四面体间的相互连接,产生更多的晶核。随着晶化进行,Si-O-逐渐生成骨架中不带电的完整硅氧四面体,大量CTAB胶束与固体脱离,剩余的CTAB部分以CTA+形式与沸石外表面Si-O-作用,部分与Al(OSi)4-结合;与沸石外表面Si-O-和Al(OSi)4-结合的CTA+阻碍纳米晶粒的聚集,高温脱除后产生了晶间介孔,介孔来源于沸石纳米颗粒的堆积;另一部分CTA+以单体形式在Beta沸石的直通孔道与内部Al(OSi)4-结合,与TEA+相互竞争,并取代部分TEA+起到模板作用。外比表面积与凝胶Si/Al比和CTAB浓度有关,吸附的CTAB胶束越大,外比表面积越大。因此,可以在一定范围内改变CTAB浓度而实现不同凝胶Si/Al比的沸石孔结构和形貌调变。在凝胶Si/Al比为10-200的范围内,研究了CTAB的调变范围对多级孔Beta沸石性质的影响。在凝胶Si/Al比为10-100的范围内,CTAB/SiO2的调变范围随着凝胶中Si/Al比的增大而逐渐减小,且合成的多级孔Beta沸石可达到的最大外比表面积也减小,形貌由纳米晶粒堆积而成的椭球状聚集体形貌转变为具有清晰晶体边界的立方体结构。凝胶Si/Al比为150时,多级孔Beta沸石变得致密,且出现了片状无定形。凝胶Si/Al比的改变使多级孔Beta沸石的Si/Al比以及Al分布发生变化,进而影响其酸性。凝胶Si/Al比增大,产物体相Si/Al比增大,导致总酸量减少。凝胶Si/Al比为10-50时,骨架Si/Al比逐渐升高,导致总B酸量下降,强B酸占比提高;凝胶Si/Al比为100时,出现了大量提供酸量有限的四配位骨架铝Al(IVb),导致B酸量急剧减少。凝胶Si/Al比为10-100时,非骨架铝含量逐渐下降,尤其是五配位非骨架铝Al(V)的下降趋势明显,导致L酸量逐渐下降。利用三个不同大小的探针分子(均三甲苯、1,2,3,4-四氢萘和1,3,5-三异丙苯)研究多级孔Beta沸石的吸附与扩散性能。在吸附/脱附实验中,与常规Beta沸石相比,三种探针分子在多级孔Beta沸石中均表现出更高的吸附量及更快的扩散速率。利用三个不同大小的探针分子(甲基环己烷,均三甲苯,1,3,5-三异丙苯)反应研究多级孔Beta沸石的酸性。甲基环己烷催化转化是一种表征多级孔Beta沸石酸性的有效手段,均三甲苯催化转化可用来反映多级孔Beta沸石孔内和外表面的酸性分布,1,3,5-三异丙苯裂解可用来反映多级孔Beta沸石可接近酸的酸性质。沸石中介孔的引入,提高了甲基环己烷的转化率,裂解产物的产率以及异丁烷的产率,表明多级孔Beta沸石使可接近的总酸、B酸以及强B酸酸量均提高;提高了均三甲苯的转化率、降低了I/D值及1,2,4/1,2,3-TMB值,表明多级孔Beta沸石使可接近的总酸酸量提高、反应空间和孔内或孔口的酸量与酸密度增大、扩散性能提高;提高了1,3,5-三异丙苯的转化率以及深度裂解产物的选择性,表明多级孔Beta沸石的可接近酸以及可接近的强酸的酸量均提高。在中试规模的反应器中,动态水热体系下制备多级孔Beta沸石,探究多级孔Beta沸石的工业化可行性。所制备的多级孔Beta沸石具有高的外表面积和丰富的中孔体积,且保留了沸石固有的微孔性质,已证实在实验室和中试规模下制备的多级孔Beta沸石具有相似的性质。中试规模的成功制备,证明该制备方法操作简易且合成结构稳定,因此可实现工业化生产。通过扩散实验和9,10-二氢蒽的加氢裂化反应研究了中试规模制备的多级孔Beta沸石的性能。多级孔Beta沸石中介孔的引入,缩短了吸附质分子在沸石中的扩散路径,提高了其扩散速率,因此提高了吸附质分子的传质速率。9,10-二氢蒽在多级孔Beta沸石的加氢裂化反应表明介孔的引入提高了酸性位的可接近性,提高了产物分子传质速率。将中试规模制备的多级孔Beta沸石为载体的催化剂应用于工业模拟的VGO加氢裂化反应中,该催化剂因载体中的介孔提高了酸性位的可接近性,因此比参比剂具有更高的活性,具有较高的中间馏分收率。此外,该催化剂的开环能力提高,致使产品中航空煤油的烟点增加,柴油的凝固点升高和尾油的BMCI值降低。因此,在涉及大分子参与的酸催化反应中,多级孔Beta沸石具有非常大的应用潜力。

周霖[9](2021)在《氯乙酸丙烯酯与马来酸酐对XLPE耐水树性能的影响》文中指出电缆绝缘层材料在生产和运输以及安装的过程中难以避免出现缺陷、混入杂质或渗入水分而产生水树,会进一步演变成电树,导致绝缘层发生击穿而丧失绝缘性能。为了抑制XLPE中水分子聚集形成的微水珠在交流电场的作用下对绝缘缺陷的电-应力冲击而产生水树,本文采用过氧化物熔融化学接枝的方法在XLPE中分别引入氯乙酸丙烯酯(CAAE)与马来酸酐(MAH)两种极性基团分子,作为结晶成核中心来改善结晶结构形态和力学性能,利用其亲水性阻碍水分子在片晶间的无定形区形成微水珠,从而提高抗水树性能,并且可提供均匀密集分布的电荷深陷阱来提高介电性能。利用水刀电极法进行加速水树老化实验,以未进行接枝改性的XLPE作为对比基准材料,比较两种接枝改性XLPE在抗水树的性能和机理上的差异。在高频高压交流电场下引发水树枝,对不同加压老化时间试样的水树形貌进行光学显微观测并统计水树枝的长度。使用差分扫描量热仪、扫描动态热机械分析仪和电子拉力机分别测试改性材料的结晶度、动态弹性和应力-应变特性。采用蒙特卡罗分子模拟方法计算接枝分子/水二元混合体系的自由能、热力学相图、相互作用参数和混合能,以分析接枝分子与水分子的相容性。水树实验表明采用CAAE和MAH对XLPE进行接枝改性均可以明显提高XLPE的抗水树性能。接枝改性以后的XLPE呈现更高的结晶度,与动态弹性能和应力-应变特性的测试结果一致表明,改性XLPE中的接枝极性基团分子使聚乙烯分子之间的作用力增强,并可作为聚乙烯分子非均匀成核点,导致片晶及球晶的密度增加和无定形区域的体积减小且韧性提高,因此抗水树特性得以改善。蒙特卡洛分子模拟证明,CAAE/H2O二元混合体系具有负的混合能和相互作用参数,阻碍水分子聚集成微水珠而减小其对片晶间无定形区产生的电-应力冲击。CAAE改性XLPE获得抗水树性能主要来自于CAAE的强亲水性;而MAH能够更有效的增强聚乙烯分子之间的范德华力,并作为结晶成核中心有效改善聚乙烯分子的微观结晶结构,使片晶间无定形区的体积减小和韧性增大更明显,是其提高XLPE抗水树性能的主要原因。对两种接枝改性XLPE材料的介电频谱、交流介电击穿强度和直流电导进行测试,结合热激电流(TSC)的电荷陷阱能级分布和第一原理电子态密度计算,分析接枝极性基团对介电极化的贡献以及对抑制电荷注入、降低直流电导和提高交流击穿场强的作用机理。接枝极性基团分子,尤其是MAH,可在XLPE材料中引入深能级电荷陷阱,能够有效抑制强电场作用下载流子的电极注入和输运,从而降低电导电流并提高介电击穿强度。

翟双[10](2021)在《高压交联聚乙烯电缆绝缘加速老化特性研究》文中认为随着城市规模的不断扩大以及入地工程的开展,越来越多交联聚乙烯(Cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆投入运行。目前,我国经济发达地区面临着部分电力电缆服役时间较长,因电缆老化所引发故障数量不断增多的问题。因此,深入研究XLPE电缆绝缘的老化特性对于电力电缆故障的检出及预防、提高输配电系统的稳定运行至关重要。本文主要针对110 k V高压XLPE电力电缆,在实验室开展加速热氧老化、加速热老化、冷热循环老化等加速老化试验,研究上述老化过程中XLPE电缆绝缘微观结构与宏观性能的变化规律,建立起宏观性能劣化和微观结构演变之间的关联性。首先,将高压XLPE电缆绝缘在100℃和160℃进行加速热氧老化试验,制备老化时间不等的一系列试样,研究不同温度热氧老化条件下XLPE微观结构和宏观性能劣化规律的差异。结果表明:老化初期,XLPE的微观结构和宏观性能未发生显着变化;老化中后期,微观结构和宏观性能开始快速劣化,具体表现为结晶度下降、熔融温度下降、起始分解温度下降、介电常数增大、介电损耗角正切值增大、工频击穿场强下降等。经分析后认为,抗氧化剂可能在老化过程中扮演了非常重要的角色。老化初期,抗氧化剂抑制了氧化反应;老化中后期,由于抗氧化剂消耗完毕,氧化反应引发了XLPE分子链断裂、晶体结构被破坏、结晶度下降,进而导致了宏观性能的快速劣化。160℃热氧老化条件下,XLPE球晶处于熔融状态,热氧老化对已熔融的结晶区造成严重破坏,导致结晶度快速下降以及性能的快速衰减;100℃热氧老化条件下,相比无定形区,结晶区具有更致密的结构,不利于氧气的侵入,因此热氧老化主要破坏无定形区,XLPE的结构和性能上的劣化速率低于160℃热氧老化。其次,我们在160℃分别开展了加速热氧老化、加速热老化以及冷热循环老化,研究不同老化方式下XLPE的微观结构和宏观性能劣化规律差异。结果表明:加速热氧老化条件下,XLPE微观结构和宏观性能劣化速度最快,冷热循环老化次之,加速热老化最慢,这说明在高温老化的过程中,氧气是导致材料劣化的主要因素,而高温是次要因素。在冷热循环老化的过程中,试样反复经受高温热氧老化和降温重结晶的过程在降温过程中,再交联反应和重结晶过程会对已被破坏的微观结构起到修复的作用,从而延缓了老化的速度,此时XLPE结构和性能的劣化速度要低于加速热氧老化。最后,通过水冷、自然冷却、随炉冷却三种冷却方式,研究了高温热氧老化后试样经历的冷却过程对XLPE晶体熔融特性的影响。结果表明:高温热氧老化过程中XLPE试样的熔融温度和结晶度经历了先基本不变后快速下降的变化过程。比较相同老化时间、不同冷却方式试样的DSC曲线,证明了上述变化过程主要来源于热氧降解过程对XLPE晶体的破坏,冷却速率的影响非常有限。

二、聚乙烯结晶度测定及结晶机理的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、聚乙烯结晶度测定及结晶机理的研究(论文提纲范文)

(1)长期服役XLPE绝缘性能劣化机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状概述
        1.2.1 XLPE劣化过程中微观结构变化特性研究现状
        1.2.2 XLPE微观结构对空间电荷影响研究现状
        1.2.3 空间电荷对XLPE宏观特性影响研究现状
    1.3 本文研究的内容及结构框架
2 长期服役XLPE试样获取及测试方法
    2.1 长期服役XLPE试样获取
    2.2 长期服役XLPE试样分子结构测试
        2.2.1 傅里叶变换红外光谱测试
        2.2.2 X射线衍射测试
        2.2.3 差示扫描量热测试
        2.2.4 热失重测试
    2.3 长期服役XLPE试样电学性能测试
        2.3.1 空间电荷测试
        2.3.2 宽频介电谱测试
        2.3.3 工频击穿测试
    2.4 本章小结
3 长期服役XLPE试样理化性能分析
    3.1 红外光谱分析
    3.2 X射线衍射分析
    3.3 差示扫描量热分析
    3.4 热失重分析
    3.5 本章小结
4 长期服役XLPE试样介电性能分析
    4.1 空间电荷特性分析
        4.1.1 备用XLPE试样空间电荷分布
        4.1.2 服役15 年XLPE试样空间电荷分布
        4.1.3 服役30 年XLPE试样空间电荷分布
        4.1.4 平均电荷密度及陷阱特性
    4.2 宽频介电谱分析
        4.2.1 介电常数实部的介电响应
        4.2.2 介质损耗角正切值的介电响应
        4.2.3 松弛活化能的计算
    4.3 本章小结
5 长期服役XLPE试样宏观特性及劣化机理分析
    5.1 工频击穿测试分析
    5.2 长期服役XLPE试样劣化与介质声速的关联性
        5.2.1 长期服役XLPE试样劣化规律
        5.2.2 长期服役电缆与介质声速的关联
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(2)基于肉桂醛/环糊精包合物的淀粉基膜的制备及表征(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 抗菌活性包装膜
        1.2.1 天然抗菌活性包装膜
    1.3 可降解生物基包装膜
        1.3.1 可降解生物基包装膜概论
        1.3.2 淀粉可降解膜
        1.3.3 高直链淀粉可降解膜
    1.4 淀粉基复合膜
        1.4.1 淀粉-增塑剂复合膜
        1.4.2 淀粉-非淀粉多糖复合膜
        1.4.3 淀粉-蛋白质复合膜
        1.4.4 淀粉-脂质复合膜
        1.4.5 淀粉-其他复合膜
    1.5 课题研究目的与意义
    1.6 课题研究内容
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
第2章 高直链玉米淀粉/魔芋葡甘聚糖复合膜的制备
    2.1 引言
    2.2 实验材料与设备
        2.2.1 材料与试剂
        2.2.2 实验仪器设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 高直链玉米淀粉膜的制备
        2.3.2 单因素实验设计
        2.3.3 正交实验设计
        2.3.4 厚度测定
        2.3.5 力学性能测定
        2.3.6 水溶性和水分含量测定
        2.3.7 水蒸气透过系数测定
        2.3.8 微观结构测定
        2.3.9 X-射线衍射测定
        2.3.10 红外光谱测定
        2.3.11 热稳定性测定
        2.3.12 数据统计与分析
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 魔芋葡甘聚糖对高直链玉米淀粉膜性能的影响
        2.4.2 甘油对高直链玉米淀粉基复合膜性能的影响
        2.4.3 倒膜量对高直链玉米淀粉基复合膜性能的影响
        2.4.4 干燥温度对高直链玉米基复合膜性能的影响
        2.4.5 正交实验制备复合膜
    2.5 本章小结
第3章 β-环糊精及肉桂醛/β-环糊精包合物对复合膜性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 样品的制备
        3.3.2 肉桂醛标准曲线的测定
        3.3.3 肉桂醛/β-环糊精包合物包埋率的测定
        3.3.4 肉桂醛/β-环糊精包合物的表征
        3.3.5 厚度测定
        3.3.6 力学性能测定
        3.3.7 水溶解度和水分含量测定
        3.3.8 水蒸气透过性测定
        3.3.9 数据统计与分析
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 肉桂醛的包埋率
        3.4.2 肉桂醛/β-环糊精包合物的表征
        3.4.3 复合膜的厚度
        3.4.4 复合膜的力学性能
        3.4.5 复合膜的水溶解度和水分含量
        3.4.6 复合膜的水蒸气透过性
    3.5 本章小结
第4章 β-环糊精及肉桂醛/β-环糊精包合物对复合膜结构的影响及作用机理
    4.1 引言
    4.2 实验材料与仪器
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器设备
    4.3 实验方法
        4.3.1 样品制备
        4.3.2 复合膜微观结构的测定
        4.3.3 X-射线衍射测定
        4.3.4 红外光谱的测定
        4.3.5 热稳定性测定
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 复合膜的微观结构分析
        4.4.2 复合膜的结晶结构
        4.4.3 复合膜的红外分析
        4.4.4 复合膜的热稳定性分析
    4.5 本章小结
第5章 肉桂醛在复合膜中的缓释行为及抑菌效果
    5.1 引言
    5.2 材料与仪器设备
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验仪器设备
    5.3 实验方法
        5.3.1 抗菌复合膜的制备
        5.3.2 肉桂醛在复合膜中的缓释
        5.3.3 抗菌性能测定
        5.3.4 面包的保鲜实验
        5.3.5 数据统计与分析
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 肉桂醛在复合膜中的缓释行为
        5.4.2 抗菌膜的抗菌性能
        5.4.3 抗菌膜对面包的保鲜效果
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间主要科研成果

(3)电磁屏蔽用炭基复合材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 生物炭
    1.2 导电生物炭研究概况
    1.3 生物炭复合材料研究概况
        1.3.1 生物炭尺度对复合材料性能的影响
        1.3.2 生物炭种类及热解条件对复合材料性能的影响
        1.3.3 生物炭填量对复合材料性能的影响
    1.4 生物炭导电及屏蔽复合材料研究概况
    1.5 课题的研究内容
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 创新点
    1.6 技术路线
2 竹炭的二次炭化工艺及性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 二次炭化竹炭的制备
        2.2.3 竹炭基本特性分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 二次炭化温度对竹炭理化性能影响
        2.3.1.1 炭化温度对竹炭基本性能影响
        2.3.1.2 炭化温度对竹炭电导率的影响
        2.3.2 二次炭化时间对竹炭理化性能影响
        2.3.2.1 炭化时间对竹炭基本特性影响
        2.3.2.2 炭化时间对竹炭电导率的影响
        2.3.3 二次炭化竹炭红外的分析
        2.3.4 炭化前后竹炭微观形貌及石墨化结构分析
    2.4 本章小结
3 电磁屏蔽功能的竹炭/高密度聚乙烯复合材料制备与性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验原材料
        3.2.2 BC/HDPE复合材料的制备
        3.2.3 BC/HDPE复合材料表征
        3.2.3.1 抗弯强度测试
        3.2.3.2 熔融结晶性能测试
        3.2.3.3 动态力学性能测试
        3.2.3.4 扫描电子显微镜及扫描探针显微镜测试
        3.2.3.5 导电及屏蔽性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BC/HDPE复合材料抗弯性能
        3.3.2 BC/HDPE复合材料熔融结晶性能
        3.3.3 BC/HDPE复合材料动态力学分析
        3.3.4 BC/HDPE复合材料微观结构
        3.3.5 BC/HDPE复合材料导电及屏蔽性能
    3.4 小结
4 炭化温度对竹炭/高密度聚乙烯复合材料性能的影响
    4.1 前言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 实验原材料
        4.2.2 BC/HDPE复合材料的制备
        4.2.3 BC/HDPE复合材料表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 炭化温度对BC/HDPE复合材料抗弯强度的影响
        4.3.2 炭化温度对BC/HDPE复合材料动态力学性能的影响
        4.3.3 炭化温度对BC/HDPE复合材料熔融结晶的影响
        4.3.4 炭化温度对BC/HDPE复合材料微观结构的影响
        4.3.5 炭化温度对BC/HDPE复合材料电导率的影响
        4.3.6 炭化温度对BC/HDPE复合材料电磁屏蔽效能的影响
    4.4 小结
5 不同生物炭的炭基复合材料的性能研究
    5.1 前言
    5.2 实验材料与方法
        5.2.1 实验原材料
        5.2.2 生物炭/高密度聚乙烯复合材料的制备
        5.2.3 生物炭及生物炭高密度聚乙烯复合材料的测试表征
    5.3 不同生物炭的性能研究
    5.4 不同生物炭基复合材料的性能表征
        5.4.1 不同生物炭基复合材料的抗弯性能
        5.4.2 不同生物炭基复合材料的动态力学性能
        5.4.3 不同生物炭基复合材料的熔融结晶性能
        5.4.4 不同生物炭基复合材料的微观结构
        5.4.5 不同生物炭基复合材料的导电性能
        5.4.6 不同生物炭基复合材料的屏蔽性能
    5.5 小结
6 结论和建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
个人简介
致谢

(4)水环境下聚合物材料滑动摩擦和气泡空蚀行为分子动力学模拟与试验研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 聚合物材料摩擦学研究进展
        1.2.1 摩擦学概述
        1.2.2 聚合物材料
        1.2.3 聚合物材料摩擦学行为研究综述
    1.3 聚合物材料空蚀研究进展
        1.3.1 空化与空蚀概述
        1.3.2 空泡动力学理论及空蚀破坏作用机制
        1.3.3 聚合物材料空蚀行为研究综述
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 分子动力学模拟与试验方法
    2.1 计算材料科学概述
    2.2 分子动力学基本原理与方法
        2.2.1 原子间作用势
        2.2.2 模拟系综和控温控压方法
        2.2.3 边界条件及宏观物理量统计
        2.2.4 分子动力学计算软件
    2.3 试验方法
        2.3.1 试验材料
        2.3.2 试验设备及表征设备
        2.3.3 振动空蚀试验
        2.3.4 吸水性试验
    2.4 本章小结
第三章 聚合物滑动摩擦行为分子动力学模拟研究
    3.1 聚合物固-固接触滑动摩擦分子动力学模拟
        3.1.1 模型建立与模拟参数设置
        3.1.2 模拟结果与分析
    3.2 聚合物固-液-固接触滑动摩擦分子动力学模拟
        3.2.1 模型建立与参数设置
        3.2.2 模拟结果与分析
    3.3 本章小结
第四章 水介质下微观空泡溃灭分子动力学及空蚀试验研究
    4.1 空泡溃灭分子动力学模拟研究
        4.1.1 空泡溃灭分子动力学模型构建与计算细节
        4.1.2 空泡溃灭模拟结果与分析
    4.2 聚合物材料空蚀试验研究
        4.2.1 UHMWPE材料空蚀性能分析
        4.2.2 POM材料空蚀性能分析
        4.2.3 PA6 材料空蚀性能分析
        4.2.4 PTFE材料空蚀性能分析
        4.2.5 PEEK材料空蚀性能分析
        4.2.6 五种聚合物材料空蚀性能对比分析
    4.3 本章小结
第五章 聚合物材料微观吸水行为分子动力学模拟及试验研究
    5.1 聚合物材料微观吸水分子动力学模拟研究
        5.1.1 吸水分子动力学模型
        5.1.2 模拟结果与分析
    5.2 聚合物材料吸水行为试验研究
        5.2.1 聚合物材料吸水特性分析
        5.2.2 聚合物材料吸水物理化学状态分析
        5.2.3 聚合物材料吸水后力学、摩擦学性能变化分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文的主要结论
    6.2 本文的创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
博士期间发表学术论文和参与科研情况
作者简介

(5)无机晶须/PBS复合材料的制备及分子动力学模拟研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
前言
1 文献综述
    1.1 生物可降解高分子材料
        1.1.1 可降解高分子材料的简介
        1.1.2 可降解高分子材料的分类
        1.1.3 可降解高分子材料的应用
    1.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)
        1.2.1 PBS简介
        1.2.2 PBS的合成
        1.2.3 PBS的改性研究
        1.2.4 PBS基复合材料的研究现状
    1.3 无机晶须
        1.3.1 无机晶须简介
        1.3.2 碱式硫酸镁晶须简介
        1.3.3 无机晶须的改性研究
        1.3.4 无机晶须的应用
    1.4 计算机分子模拟
        1.4.1 计算机模拟技术简介
        1.4.2 分子动力学模拟简介
        1.4.3 分子模拟在高分子材料中的应用
    1.5 本文的研究内容及意义
        1.5.1 本文的研究意义
        1.5.2 本文的研究内容
2 镁盐晶须/PBS复合材料的制备及性能研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 镁盐晶须/PBS复合材料的制备
    2.2 分析与表征
        2.2.1 机械性能测试
        2.2.2 傅里叶红外光谱测试(FT-IR)
        2.2.3 差示扫描量热仪测试(DSC)
        2.2.4 综合热分析仪测试(TG)
        2.2.5 扫描电镜测试(SEM)
        2.2.6 接触角分析测试(WCA)
        2.2.7 降解性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 机械性能分析
        2.3.2 FT-IR分析
        2.3.3 DSC分析
        2.3.4 TG分析
        2.3.5 SEM分析
        2.3.6 接触角分析
        2.3.7 降解性能分析
    2.4 本章小结
3 镁盐晶须/PBS复合材料的结晶动力学研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验仪器
    3.2 分析与表征
        3.2.1 差示扫描量热仪测试(DSC)
        3.2.2 偏光显微镜测试(POM)
        3.2.3 X射线衍射测试(XRD)
        3.2.4 透射电镜测试(TEM)
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 聚合物的结晶
        3.3.2 非等温结晶动力学研究
        3.3.3 POM分析
        3.3.4 XRD分析
        3.3.5 TEM分析
    3.4 本章小结
4 镁盐晶须/PBS界面模型的分子动力学模拟研究
    4.1 分子模型的构建
        4.1.1 MHSH改性模型的构建
        4.1.2 PBS模型构建
        4.1.3 PBS/MHSH界面模型的构建
    4.2 分子动力学模拟过程
        4.2.1 几何优化
        4.2.2 动力学退火
        4.2.3 动力学模拟
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结合能分析
        4.3.2 均方位移曲线分析
        4.3.3 径向分布函数曲线分析
        4.3.4 氢键分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及专利目录

(6)微纳米SiO2/LDPE复合电介质空间电荷与直流电性能的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究目的及背景
    1.2 聚合物基纳米复合电介质研究进展
        1.2.1 纳米材料的基本效应
        1.2.2 纳米复合电介质中的界面
        1.2.3 纳米复合电介质的理论研究现状
        1.2.4 纳米复合电介质的介电性能研究现状
    1.3 聚合物基微纳米复合电介质介电性能研究现状
    1.4 空间电荷研究现状
    1.5 论文的主要研究内容
第2章 聚乙烯基微纳米SiO_2复合材料的制备与结构表征
    2.1 聚乙烯基微纳米SiO_2复合材料的制备
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 微纳米复合材料的制备
    2.2 微纳米复合电介质的结构表征
        2.2.1 无机颗粒的分散性
        2.2.2 化学结构表征
        2.2.3 不同工艺制备的材料的结晶结构表征
        2.2.4 不同浓度的微纳米复合材料结晶度测定
    2.3 本章小结
第3章 微纳米SiO_2/LDPE复合材料空间电荷特性
    3.1 空间电荷的形成和PEA测试系统
        3.1.1 空间电荷的形成
        3.1.2 PEA法测量空间电荷的装置系统
    3.2 聚合物电介质空间电荷陷阱理论
    3.3 不同制备工艺的微纳米复合电介质空间电荷特性
        3.3.1 预压电场对空间电荷的影响
        3.3.2 短路时空间电荷分布
    3.4 不同浓度的微纳米复合电介质空间电荷特性
        3.4.1 预压电场对空间电荷的影响
        3.4.2 短路时空间电荷分布
    3.5 复合材料的热激电流特性和抑制空间电荷机理分析
        3.5.1 复合材料的热激电流特性
        3.5.2 复合材料抑制空间电荷的机理分析
    3.6 本章小结
第4章 微纳米SiO_2/LDPE复合材料直流电性能研究
    4.1 微纳米复合材料的电导特性
        4.1.1 固体介质电导理论概要
        4.1.2 不同工艺制备的微纳米复合材料的电导特性
        4.1.3 不同浓度的微纳米复合材料的电导特性
    4.2 微纳米复合材料的直流击穿特性
        4.2.1 固体介质击穿理论概要
        4.2.2 不同工艺制备的微纳米复合材料击穿特性
        4.2.3 不同浓度的微纳米复合材料的直流击穿特性
    4.3 微纳米复合材料介电性能理论分析
    4.4 本章小结
第5章 纳米SiO_2/LDPE复合材料电学性能仿真
    5.1 模型构建
        5.1.1 经硅烷改性的纳米SiO_2表面模型构建
        5.1.2 低密度聚乙烯模型构建
        5.1.3 纳米SiO_2/LDPE模型构建
    5.2 分子动力学模拟
    5.3 模拟结果与分析
        5.3.1 纳米SiO_2/LDPE的界面结合能与相互作用力分析
        5.3.2 LDPE和纳米SiO_2/LDPE的击穿场强分析
        5.3.3 LDPE和纳米SiO_2/LDPE的陷阱特性
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(7)交联聚乙烯复合绝缘热老化动力学特性及其寿命评估(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 交联聚乙烯绝缘加速老化
        1.2.2 交联聚乙烯绝缘劣化特性
        1.2.3 基于活化能的绝缘材料寿命评估方法
        1.2.4 交联聚乙烯绝缘状态与寿命评估方法
    1.3 本文主要研究工作
第2章 交联聚乙烯绝缘热老化微观特性
    2.1 热老化实验方案设计
        2.1.1 实验样品
        2.1.2 老化平台与实验方案
    2.2 热老化对交联聚乙烯微观形态的影响
        2.2.1 扫描电子显微镜的测试原理与方法
        2.2.2 测试结果与分析
    2.3 热老化对交联聚乙烯化学结构的影响
        2.3.1 傅里叶红外光谱测试原理与方法
        2.3.2 测试结果与分析
    2.4 热老化对交联聚乙烯结晶度的影响
        2.4.1 差示扫描量热测量原理与方法
        2.4.2 测量结果与分析
    2.5 本章小结
第3章 交联聚乙烯绝缘热老化动力学特性
    3.1 热老化对交联聚乙烯热重活化能的影响
        3.1.1 热重活化能计算方法
        3.1.2 热失重实验平台与方法
        3.1.3 测试结果与分析
    3.2 热老化对交联聚乙烯电导活化能的影响
        3.2.1 电导活化能的计算与表征
        3.2.2 直流电导率的测试方法与平台
        3.2.3 测量结果与分析
    3.3 本章小结
第4章 交联聚乙烯绝缘热老化电气特性
    4.1 热老化对交联聚乙烯介电损耗的影响
        4.1.1 介电损耗测试原理与方法
        4.1.2 介电谱测试平台与方法
        4.1.3 测试结果与分析
    4.2 热老化对交联聚乙烯击穿场强的影响
        4.2.1 击穿场强测试原理与方法
        4.2.2 测试结果与分析
    4.3 本章小结
第5章 基于活化能的交联聚乙烯电缆绝缘寿命评估
    5.1 老化时间等效表征
        5.1.1 温度加速因子
        5.1.2 交联聚乙烯击穿电压与老化时间的关联规律
    5.2 基于电导活化能的交联聚乙烯绝缘寿命评估
    5.3 评估方法的应用
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(8)多级孔Beta沸石 ——从小试到中试(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 沸石
        1.1.1 沸石的定义
        1.1.2 沸石的结构及特性
        1.1.3 沸石催化剂的特性及应用
    1.2 多级孔沸石
        1.2.1 多级孔沸石的类型
        1.2.2 多级孔沸石较常规沸石的优势
        1.2.3 多级孔沸石的制备方法
        1.2.4 CTAB在沸石合成中的作用
        1.2.5 多级孔沸石的规模化制备现状
    1.3 Beta沸石
        1.3.1 Beta沸石的结构及特性
        1.3.2 Beta沸石的合成及应用
        1.3.3 Beta沸石在催化反应中的应用
    1.4 多级孔Beta沸石
        1.4.1 多级孔Beta沸石的合成
        1.4.2 多级孔Beta沸石的性能及应用
        1.4.3 多级孔Beta沸石催化剂的特性
    1.5 沸石酸性的表征方法
        1.5.1 程序温度脱附法(TPD)
        1.5.2 红外法(IR)
        1.5.3 固体核磁
        1.5.4 模型分子反应法
    1.6 沸石规模化制备的条件
    1.7 重油加氢裂化沸石催化剂的发展
    1.8 选题目的与意义
    1.9 研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验原料与仪器设备
        2.1.1 原料与试剂
        2.1.2 实验仪器及设备
    2.2 沸石的合成
        2.2.1 Beta沸石的合成
        2.2.2 多级孔Beta沸石的合成
        2.2.3 多级孔Beta沸石的规模化合成
        2.2.4 催化剂的制备
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 X-射线粉末衍射
        2.3.2 低温气体吸附/脱附
        2.3.3 傅里叶变换红外光谱
        2.3.4 扫描电子显微镜
        2.3.5 透射电子显微镜
        2.3.6 热重
        2.3.7 X射线荧光光谱
        2.3.8 表面张力
    2.4 酸性表征
        2.4.1 氨程序升温脱附
        2.4.2 吡啶吸附/脱附红外光谱
        2.4.3 固体核磁共振
        2.4.4 甲基环己烷转化
        2.4.5 均三甲苯催化转化
        2.4.6 三异丙苯裂解反应
    2.5 吸附/脱附实验
        2.5.1 吸附实验
        2.5.2 ZLC脱附
    2.6 催化反应
        2.6.1 9,10-二氢蒽加氢裂化反应
        2.6.2 VGO加氢裂化
第3章 以表面活性剂为模板合成多级孔Beta沸石
    3.1 以非离子型表面活性剂为模板合成Beta沸石
    3.2 以CTAB为模板合成Beta沸石的方法及影响因素
        3.2.1 合成方法建立
        3.2.2 影响因素考察
    3.3 不同链长的烷基三甲基溴化铵合成Beta沸石
    3.4 小结
第4章 CTAB在多级孔Beta沸石晶化过程中的作用
    4.1 CTAB在溶液中的存在形式探究
    4.2 晶化过程跟踪
        4.2.1 晶化动力学
        4.2.2 CTAB在晶化过程中的存在形式
    4.3 CTAB在多级孔Beta沸石合成中的作用
        4.3.1 XRD分析
        4.3.2 N_2吸附/脱附分析
        4.3.3 SEM分析
        4.3.4 TG分析
    4.4 多级孔Beta沸石晶化机理
    4.5 小结
第5章 CTAB调变不同Si/Al比多级孔Beta沸石的性质
    5.1 低Si/Al比合成多级孔Beta沸石
        5.1.1 CTAB调变对沸石结构和形貌的影响
        5.1.2 CTAB调变对沸石酸性的影响
    5.2 高Si/Al比合成介孔Beta沸石
        5.2.1 CTAB调变对沸石结构和形貌的影响
        5.2.2 CTAB调变对沸石酸性的改变
    5.3 小结
第6章 多级孔Beta沸石的性能研究
    6.1 样品的物化性质
    6.2 Beta沸石的吸附性能
    6.3 Beta沸石的扩散性能
    6.4 探针分子反应表征Beta沸石的酸性
        6.4.1 甲基环己烷催化转化
        6.4.2 均三甲苯催化转化
        6.4.3 三异丙苯裂解
    6.5 小结
第7章 多级孔Beta沸石的规模化制备及催化性能研究
    7.1 多级孔Beta沸石的中试规模制备
    7.2 Beta沸石的扩散性能
    7.3 9,10-二氢蒽加氢裂化
    7.4 VGO加氢裂化反应
    7.5 小结
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 研究创新点
    8.3 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(9)氯乙酸丙烯酯与马来酸酐对XLPE耐水树性能的影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 水树枝老化理论基础
    1.3 抗水树材料的研究现状
    1.4 课题研究的目的与意义
    1.5 课题研究的主要内容
第2章 极性基团分子接枝改性XLPE的制备与表征
    2.1 材料制备
        2.1.1 实验材料及设备
        2.1.2 交联与接枝反应机理
        2.1.3 试样制备
    2.2 红外光谱分析
    2.3 聚乙烯交联度
        2.3.1 热延伸试验
        2.3.2 凝胶萃取实验
    2.4 力学拉伸性能分析
    2.5 本章小结
第3章 极性基团分子接枝改性XLPE的抗水树性能
    3.1 水树老化机理与实验
    3.2 水树形貌和生长尺寸
    3.3 熔融结晶特性
    3.4 动态力学性能
    3.5 接枝分子/水分子相容性
    3.6 抗水树机理分析
    3.7 本章小结
第4章 极性基团分子接枝改性XLPE的介电性能
    4.1 接枝改性XLPE介电频谱
        4.1.1 介电频谱测试方法
        4.1.2 介电谱分析
    4.2 接枝改性XLPE介电击穿强度
        4.2.1 电介质击穿理论
        4.2.2 交流击穿式样处理与测试
        4.2.3 交流击穿场强
    4.3 接枝改性XLPE直流电导
    4.4 接枝改性XLPE电荷陷阱特性
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(10)高压交联聚乙烯电缆绝缘加速老化特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 XLPE的基本结构与性能
    1.3 热老化对XLPE结构与性能影响的研究现状
    1.4 本文的研究内容及意义
第2章 测试系统及测试方法
    2.1 XLPE微观结构的测试与表征
        2.1.1 傅里叶变换红外光谱测试
        2.1.2 X射线衍射测试
    2.2 XLPE热学性能测试与表征
        2.2.1 差示扫描量热测试
        2.2.2 热重分析
    2.3 介电性能的测试与表征
        2.3.1 工频击穿测试系统
        2.3.2 介电响应特性测试
    2.4 陷阱特性的测试表征
    2.5 本章小结
第3章 不同温度热氧老化对XLPE电缆绝缘微观结构和宏观性能的影响
    3.1 试样制备及老化
    3.2 不同温度热氧老化对XLPE电缆微观结构的影响
    3.3 不同温度热氧老化对XLPE球晶形态的影响
    3.4 不同温度热氧老化对XLPE电缆热学性能的影响
    3.5 不同温度热氧老化对XLPE电缆介电性能的影响
        3.5.1 介电响应特性
        3.5.2 工频击穿特性
    3.6 不同温度热氧老化对 XLPE 陷阱参数的影响
    3.7 本章小结
第4章 高温热氧老化对XLPE电缆绝缘晶体熔融特性的影响
    4.1 试样制备
    4.2 不同冷却方式下老化试样DSC一次曲线
    4.3 相同冷却方式不同试样DSC一次曲线
    4.4 本章小结
第5章 不同老化方式对XLPE电缆绝缘微观结构和宏观性能的影响
    5.1 试样制备及老化
    5.2 不同老化方式对XLPE电缆微观结构的影响
    5.3 不同老化方式对XLPE电缆热学性能的影响
    5.4 不同老化方式对XLPE介电性能的影响
        5.4.1 介电响应特性
        5.4.2 工频击穿特性
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢

四、聚乙烯结晶度测定及结晶机理的研究(论文参考文献)

  • [1]长期服役XLPE绝缘性能劣化机理研究[D]. 陈玺. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]基于肉桂醛/环糊精包合物的淀粉基膜的制备及表征[D]. 邹艺源. 齐鲁工业大学, 2021(09)
  • [3]电磁屏蔽用炭基复合材料的制备及其性能研究[D]. 江文正. 浙江农林大学, 2021(02)
  • [4]水环境下聚合物材料滑动摩擦和气泡空蚀行为分子动力学模拟与试验研究[D]. 詹胜鹏. 机械科学研究总院, 2021
  • [5]无机晶须/PBS复合材料的制备及分子动力学模拟研究[D]. 陈颖. 青岛科技大学, 2021(01)
  • [6]微纳米SiO2/LDPE复合电介质空间电荷与直流电性能的研究[D]. 王猛. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
  • [7]交联聚乙烯复合绝缘热老化动力学特性及其寿命评估[D]. 彭鹏. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [8]多级孔Beta沸石 ——从小试到中试[D]. 张维民. 太原理工大学, 2021(01)
  • [9]氯乙酸丙烯酯与马来酸酐对XLPE耐水树性能的影响[D]. 周霖. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
  • [10]高压交联聚乙烯电缆绝缘加速老化特性研究[D]. 翟双. 陕西理工大学, 2021(08)

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