那要看是用什么酸洗的,需要处理到什么程度?还有酸洗过程中水中是否添加了其它的例如缓冲剂等成分。酸洗所洗的材料是什么,如果是金属,废水中就会有金属存在。一般情况下,加碱沉淀再调回PH就好了,碱液建议用氢氧化钙(石灰水,价格便宜)
中文摘要: 该文以丙烯酸、氯化亚砜、二甲氨基乙醇和氯化苄为起始原料,通过酰化、酯化及季铵化三步反应合成一种新型的阳离子单体N,N-二甲基,N—苄基,N—丙烯酰胺基氯化铵(DBPMA),并采用红外光谱、核磁共振、质谱等对其结构进行了表征。通过对合成工艺进行优化,得到了DBPMA的最佳合成工艺条件。 将上述阳离子单体与丙烯酰胺(AM)共聚制备了阳离子型DBPMA/AM共聚物(以下简称DBPMA/AM),研究了不同物质的量之比、聚合温度、引发剂浓度、反应时间对聚合物絮凝性能的影响。结果表明,在采用K_2S_2O_8引发体系下聚合的最佳工艺条件为:物质的量之比为1∶6,反应温度为60℃,引发剂量为0.8%,反应时间为3h。得到的聚合物的阳离子度α=8.13%、分子质量M=4.77×10~7。 通过性能评定实验表明,P(DBPMA/AM)对高岭土模拟废水,活性污泥进行处理,絮凝效果较好,并且所形成的絮体具有絮体大、沉降速度快等特点。英文摘要: In this paper, one cationic monomer N, N-dimethyl, N- benzyl, N-propyleneamido ammonium chloride(DBPMA) was systhesized from acrylic acid, thoinly chloride, ethanol dimethylamine through acylation, esterification and quatemization. The structure of the cationic monomer was characterized by IR, ~1HNMR and mass spec- trum. The optimal synthetic route of DBPMA was made by studying the reaction temperature, the ratio of raw material and solvent and so on. The copolymer of P(DBPMA/AM) was prepared by the cat...目录:摘要 3-4 Abstract 4 1 绪论 8-14 1.1 无机高分子絮凝剂(IPF) 8-9 1.1.1 复合型无机高分子絮凝剂 8-9 1.1.2 硅酸盐金属类高分子絮凝剂 9 1.2 有机高分子絮凝剂 9-11 1.2.1 天然有机高分子絮凝剂 9-10 1.2.2 合成有机高分子絮凝剂 10-11 1.3 研究绿色有机高分子絮凝剂的意义 11 1.4 阳离子絮凝剂国内外研究概况及发展趋势 11-12 1.5 本课题研究内容 12-14 2 阳离子单体 DMAEA及其季胺盐 DBPMA的合成 14-37 2.1 概述 14-17 2.1.1 DMAEA性状及用途 14-16 2.1.2 DMAEA的常规合成方法 16-17 2.2 本实验采用的方法—酰氯法 17-18 2.3 丙烯酰氯合成工艺路线 18-22 2.3.1 丙烯酰氯的化学性质及用途 18 2.3.2 合成路线 18-19 2.3.3 主要原料和实验仪器 19 2.3.4 反应步骤及产品分离提纯 19-20 2.3.5 丙烯酰氯的表征 20-21 2.3.5.1 丙烯酰氯的物理性质分析 20 2.3.5.2 丙烯酰氯的红外光谱分析 20-21 2.3.6 影响丙烯酰氯产率的因素 21-22 2.3.6.1 反应时间对产率的影响 21 2.3.6.2 反应温度对产率的影响 21-22 2.3.6.3 反应物料比对产率的影响 22 2.4 丙烯酸二甲氨基乙酯的合成 22-29 2.4.1 合成路线 22 2.4.2 反应试剂 22 2.4.3 合成方法 22-23 2.4.4 产品分离提纯 23 2.4.5 丙烯酸二甲氨基乙酯的表征 23-25 2.4.5.1 红外光谱 23-24 2.4.5.2 ~1H-核磁共振谱图 24-25 2.4.5.3 气-质谱图 25 2.4.6 影响丙烯酸二甲氨基乙酯产率的因素 25-28 2.4.6.1 反应物投料比对产率的影响 25-26 2.4.6.2 反应时间对产率的影响 26-27 2.4.6.3 反应温度对产率的影响 27-28 2.4.5 丙烯酸二甲氨基乙酯合成的最佳条件的确定 28-29 2.5 N,N-二甲基,N-苄基,N-丙烯酰胺基氯化铵(DBPMA)的合成 29-35 2.5.1 概述 29 2.5.2 反应路线 29 2.5.3 主要仪器和药品 29-30 2.5.4 产品合成与提纯 30 2.5.5 N,N-二甲基,N-苄基,N-丙烯酰胺基氯化铵的表征 30-32 2.5.5.1 红外光谱 30-31 2.5.5.2 ~1H-核磁共振谱图 31-32 2.5.6 化合物 DBPMA产率的影响因素 32-34 2.5.6.1 原料配比对化合物 DBPMA产率的影响 32 2.5.6.2 反应时间对化合物 DBPM产产率的影响 32-33 2.5.6.3 反应温度对化合物 DBPMA产率的影响 33-34 2.5.6.4 溶剂种类对化合物产率的影响 34 2.5.7 化合物 DBPMA合成的最佳条件的确定 34-35 2.6 小结 35-37 3 阳离子型共聚物 P(DBPMA/AM)的合成 37-54 3.1 引言 37 3.2 PAM的合成方法 37 3.3 CPAM国内外研究现状 37-38 3.4 P(DBPMA/AM)共聚机理 38-42 3.5 实验部分 42-44 3.5.1 主要实验仪器和药品 42-43 3.5.2 合成方法 43 3.5.3 絮凝实验 43-44 3.6 结果和讨论 44-48 3.6.1 共聚物絮凝性能的影响因素 44-46 3.6.1.1 物料比对共聚物絮凝性能的影响 44 3.6.1.2 引发剂量对共聚物絮凝性能的影响 44-45 3.6.1.3 温度对共聚物絮凝性能的影响 45-46 3.6.1.4 时间对共聚物絮凝性能的影响 46 3.6.2 正交优化实验 46-48 3.7 产品分析 48-51 3.7.1 红外图谱分析 48 3.7.2 固含量的测定 48-49 3.7.3 阳离子度的测定 49 3.7.4 单体转化率的测定 49-50 3.7.5 分子量的测定 50-51 3.8 与其它絮凝剂絮凝性能的比较 51-52 3.9 污泥脱水实验 52 3.10 絮凝效果的电镜表征 52-53 3.11 小结 53-54 4 结论 54-55 致谢 55-56 参考文献 56-61 附图 61-67 还是自己写去,给个提纲
变废为宝——钕铁硼电镀酸洗废水中提取草酸钕 宁波节能 生石灰—矿化垃圾柱处理锅炉酸洗废水的研究 中国给水排水 某金属制品厂酸洗废水综合治理的工程实践 湖南科技学院学报 热镀锌酸洗废水的处理及利用 腐蚀与防护 可拆卸式矿化垃圾生物反应床处理电厂柠檬酸酸洗废水研究 环境工程学报 强化絮凝—生物接触氧化处理电子酸洗废水 工业水处理 隐性污染源引发渔业污染事故浅析——酸洗废水污染渔业资源的机理分析和调查监测方法 中国水产 中国期刊全文数据库高浓度酸洗废水处理工程的改造 中国给水排水 中国期刊全文数据库钼酸铵生产酸洗废水的治理 工业用水与废水 中国期刊全文数据库硫酸酸洗废水处理与回用工艺设计 环境污染与防治 钕铁硼电镀前处理酸洗废水中提取钕 材料保护 工业酸洗废水中和法处理工艺的研究 甘肃科学学报 中国期刊全文数据库应用MBR处理电厂锅炉酸洗废水的研究 工业水处理 中国期刊全文数据库钢铁酸洗废水常温常压下制备高浓度聚铁溶液的研究 四川大学学报(自然科学版) 中国期刊全文数据库一体化净水器在酸洗废水处理工程中的应用 广东化工 中国期刊全文数据库电极-生物膜法处理铜酸洗废水 中国环境科学 中国期刊全文数据库二级曝气中和法处理酸洗废水工艺的研究 山西建筑 中国期刊全文数据库钢铁酸洗废水处理与回收利用 冶金丛刊 中国期刊全文数据库变速升流过滤中和法处理钢厂酸洗废水 给水排水 中国期刊全文数据库小型冷轧钢厂酸洗废水处理设计 给水排水 中国期刊全文数据库石灰石在工业酸洗废水处理中的综合应用 环境污染治理技术与设备 中国期刊全文数据库石灰石在工业酸洗废水处理中的综合应用 污染防治技术 中国期刊全文数据库梅山冷轧板公司酸洗废水蒸馏处理系统投产 钢铁 中国期刊全文数据库梅山冷轧酸洗废水实行蒸馏处理 上海节能 钢材酸洗废水的综合利用 工业用水与废水 中国期刊全文数据库高浓度钢铁酸洗废水处理工艺的研究 浙江建筑 中国期刊全文数据库
医用聚丙烯酰胺水凝胶基础研究与临床应用 曹孟君等主编 人民卫生出版社 夏海江主编 聚丙烯酰胺防治水土流失理论与实践 张春光 编著 聚丙烯酰胺泥浆的成分和性能的研究 王果庭 编著 聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆 莽克强 编 聚丙烯酰胺凝胶电泳
问题一:论文题目怎么写 一、定义: 所谓论文就是讨论某种问题或研究某种问题的文章。它的外延是文章,其内涵是讨论问题和研究问题,因此,它是一种说理文章。这里着重是要理解“讨论”和“研究”,这是论文的本质属性。 二、分类: 一是科研论文。就是对某个问题进行调查研究,写成的调查报告;对某种问题进行科学实验后,写成的实验报告;对某项经验进行总结,并上升的理论高度写成的经验报告。他们共同的特征是有明确的研究对象和明确的实践过程,反映了撰写者已进行的实践与研究过程。它们往往通过测量、统计数据、事例旁证等进行定性定量分析。如果作为一个课题研究,那就是研究报告。 二是学术论文。它是对某个问题尚未进行实验或实践,但依赖与某种理论或查阅文献资料,在理论上进行构想、探索,提出策略性思考的论文。或对某一理论问题进行思辩性思考的论文。 上述两类论文不一定完全是独立的个体,不存在截然划分的界线。 三、形式: 目前教育界的论文大多数出自于一线老师,经验总结论文居多。也有课题研究报告和理论研究文章。这给人们造成了一个错觉,似乎论文就是上述三种形式。其实,课题的方案、个案研究报告、甚至一篇说课稿均属于论文。如果把它们排斥在外是错误的。如果不是论文,难道是文艺作品或者是新闻报道?或者说是鲁迅的杂文! 不管是毕业论文,还是职称论文,都需要按照标准格式进行排版。 论文的格式包括以下几个方面, 1、论文题目格式:(在标题下注明作者,邮编,工作单位,学生就写所在学校) 要求准确、简练、醒目、新颖。 2、目录 目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、内容提要: 是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多 不超过三百字为宜。 4、关键词或主题词关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文 的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容 特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取 3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。 5、论文正文: (1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言 一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作 的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论 证过程和结论。主体部分包括以下内容: a.提出问题-论点; b.分析问题-论据和论证; c.解决问题-论证方法与步骤; d.结论。 6、参考文献 一篇论文的参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要 文献资料,列于论文的末尾。 中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期) 英文:作者--标题--出版物信息 所列参考文献的要求是: (1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。 (2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出 版物信息。 刚才已经讲过,不管是用来发表的论文,还是在校大学生写的毕业论文,都需要按照上面的论文格式进行排版,否则,你的论文或毕业论文就可能通不过审核。 问题二:论文选题背景及意义怎么写 10分 开题报告一般要概括地写出作者意图,主要运用何种理论,要达到的目的。说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 有几种写法:第一种是写明调查的起因或目的、时间和地点、对象或范围、经过与方法,以及人员组成等调查本身的情况,从中引出中心问题或基本结论来;第二种是写明调查对象的历史背景、大致发展经过、现实状况、主要成绩、突出问题等基本情况,进而提出中心问题或主要观点来;第三种是开门见山,直接概括出调查的结果,如肯定做法、指出问题、提示影响、说明中心内容等。前言起到画龙点睛的作用,要精练概括,直切主题。 问题三:论文选题的缘由怎么写 选题缘由就是解释你为什么要选这个题目。主要有两种写法: 一、是由于看到与你论文中观点一致或相反的资料、事例引发的思考。这种要求你把事例或是资料解析一下,并着重强调自己的思考。最后要求阐述一下你思考后的结郸和你为了证明自己观点所做的研究。 二、是由于你所研究的内容具有明确的理论价值和实践意义。要从观点的由来和研究历程着手,提出你的论文对以往研究的总结还是创新。你的研究有利于完善或是明确这一观点,而且可以指导实践,既有理论价值又有实践意义。最后提出自己的观点是什么。 基本上,就是一个文献综述的形式吧,但是如果你论文结构中有单独的文献综述,那么你在这一部分就不能罗列过多的研究成果。要表明研究的价值与意义,研究的可行性与必要性等,讲清楚这个了 ,就是让别人理解你为什么要选这个题目。 祝你论文写作成功! 问题四:毕业论文选题研究意义怎么写? 开题报告主要包括以下几个方面: (一)论文名称 论文名称就是课题的名字 第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。 第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。 (二) 论文研究的目的、意义 研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴ 研究的有关背景(课题的提出): 即根据什么、受什么启发而搞这项研究。 ⑵ 通过分析本地(校) 的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。 (三) 本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)。 规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。 (四)论文研究的指导思想 指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是 *** 的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。 (五) 论文写作的目标 论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。 常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确; 目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。 确定论文写作目标时,一方面要考虑课题本身的要求,另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。 (六)论文的基本内容 研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。 基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。 (七)论文写作的方法 具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。 (八)论文写作的步骤 论文写作的步骤,也就是论文写作在时间和顺序上的安排。论文写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础问题开始,分阶段进行,每个阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间 希望我们可以帮你。硕士本科开题报告以及论文写作是我们特长,我们的服务特色:支持支付宝交易,保证你的资金安全。3种服务方式,文章多重审核,保证文章质量。附送抄袭检测报告,让你用得放心。修改不限次数,再刁难的老师也能过。 1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。 2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。 4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键......>> 问题五:毕业论文课题结果怎么写 预期成果指的是你在开始课题之前预想的研究成果,比如研究设备的,可能就是一设备,研究工艺的可能就是一新的工艺,配方等等;成果表达形式可以是一篇学术论文,一个专利,一台设备,一套工艺流程等等,具体在申报课题时有现成的格式,你往上套就可以了。 你好啊,你的开题报告选题定了没?开题报告选题老师同意了吗?准备往哪个方向写? 开题报告学校具体格式准备好了没?准备写多少字还有什么不懂不明白的可以问我,希望可以帮到你,祝开题报告选题顺利通过,毕业论文写作过程顺利。 技术路线一般是指研究的准备,启动,进行,再重复,取得成果的过程,不是指毕业论文的写作过程,更不是指答辩的准备和进行过程,许多同学会出现这些偏误。 多参考下同类型的论文,其实技术路线讲的就是你的论文的整体思路、逻辑推理过程以及采用的论证方法 在研究生教育的整个过程中,学位论文质量的高低是衡量研究生培养质量的重要标志。而论文质量的高低,很大程度上取决于论文开题报告 做的细致程度。论文开题报告做的细致,前期虽然花费的时间较多,但写起论文来就很顺手,能够做到胸有成竹,从而保证论文在规定的时间保质保量地完成;但如 果不重视论文开题报告,视论文开题报告为走过场,写起论文来就会没有目标,没有方向,没有思路,可能就要多走弯路,也很难保证毕业论文的质量。 一、论文开题报告的意义 硕士论文开题报告是研究生在完成文献调研后写成的关于学位论文选题与如何实施的论述性报告。论文开题报告既是文献调研的聚焦点,又是学位论文研究工作展开的散射点,对研究工作起到定位作用。 写论文开题报告的目的,是要请老师及专家们帮忙判断一下所研究的选题有没有价值,研究方法是否奏效,论证逻辑有没有明显缺陷。因此论文开题报告就要 围绕研究的主要内容,拟解决的主要问题(或阐述的主要观点),研究步骤、方法及措施为主要内容。但笔者在工作实践中发现有很多学生往往在论文开题报告中花费大量笔墨叙述别人的研究成果,谈到自己的研究方法时,往往寥寥数语一笔带过。这样,不便于评审老师指导。 二、如何写论文开题报告 (一)论文开题报告的前提――通过理论思维选择课题 在工作实践中,发现硕士研究生论文开题报告中存在的普遍问题是选题不合适。有的提出的问题太过“平庸”,有的选题范围太大,研究内容太多、太宽泛, 提出的问题不切合硕士生的实际,实践操作起来难度较大。如有的学生提出的论文题目:“新型中性镍催化剂的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究”,此选题 有意义,有创新,作者的研究思路也比较正确,但论文选题范围太大,研究内容对于一个硕士生来说明显偏多,无法按时完成。因此应重新确定研究内容,注重项目 的可操作性。 那么如何选择研究问题呢?这里要强调的是通过理论思维来发现研究问题。 理论是由一系列前设和术语构造的逻辑体系,特定领域的理论有其特定的概念、范畴和研究范式,只有在相同的概念、视角和范式下,理论才能够对话。只有通过对话,理论才能够发展。硕博论文要想创造新理论很难,多数是在既有理论的基础上加以发展。 其次,选择问题是一个“剥皮”的过程,理论问题总是深深地隐藏在复杂的现实背后,而发现理论问题,则需要运用理论思维的能力。这就需要我们不断锻炼 和提高自己的理论思维能力,需要在日常的学习中,不断总结和分析以往的研究者大体是从哪些视角来分析和研究问题,运用了哪些理论工具和方法,通过学习和总 结来不断提高自己的理论思维能力,从而选择具有学术理论价值和应用价值,并与国家经济建设及导师承担的科学研究项目紧密结合......>> 问题六:论文选题的背景和意义怎么写 前人研究的成果,所选题目到目前所研究到的状况, 而你又对选题有何特别看法, 为何会选此题,对前人的研究成果和看法有何异议 或者是有何更深入的观点 问题七:毕业论文的选题意义怎么写? 选题意义和目的一般作为开题报告里面的第一块内容,是阐述你所研究的这个选题有没有研究价值或者说讨论价值的, 写开题报告的目的,其实就是要请导师来评判我们这个选题有没有研究价值、这个研究方法有没有可能奏效、这个论证逻辑有没有明显缺陷. 写意义的时候根据你的选题来决定形式 可以分现实意义和理论意义 也可以不细分,把目的和意义和在一起写,总之突出你观点的新颖和重要性即可 建议可以从这两点来叙述,不过要根据自己的选题,不要生搬硬套: 1. (你的选题)是前人没有研究过的,也就是说研究领域中一个新颖有意义的课题,被前人所忽略的 2. 前人有研究过,或者说阐述过但是没有阐述论证的足够全面,你加以丰满,或者驳斥前人的观点, 总之,意义和目的一定要叙述的清晰并且是有一定新意的 其次注意自己所使用的理论,你是用什么理论证明你的观点 也要叙述清楚,否则难以有说服力 在做文献综述和国内外研究水平的评价等等也要有翔实的根据 这样才能衬托出你的选题的意义所在 问题八:论文选题背景怎么写 《论文选题背景怎么写》简介: 前人研究的成果,所选题目到目前所研究到的状况,而你又对选题有何特别看法,为何会选此题,对前人的研究成果和看法有何异议或者是有何更深入的观点, 《论文选题背景怎么写》正文开始>> 前人研究的成果,所选题目到目前所研究到的状况,而你又对选题有何特别看法,为何会选此题,对前人的研究成果和看法有何异议或者是有何更深入的观点,可综合所选题目的相关学科对它的影响来说~~~(这个回答希望对你有用) 一、拟选论文题目: 二、文献综述与选题报告要求: 1. 引用外文文献不少于10篇,写出文献综述与选题书面报告,字数在3000字以上。 2. 书面报告内容应包括:选题背景和意义,国内外研究动态,本论文的主要研究工作和基本框架,主要参考文献,预期成果和可能的创新点等; 3. 填好“论文选题报告及论文工作计划”表,连同书面报告一起交研究生院备案; 4. 书面报告的格式见附件。 三、导师对选题报告的评语(就研究生对该研究领域国内外研究现状的了解情况、研究方法和手段、预期成果予以评价): 四、评审小组对选题的意见(是否同意选定该课题、是否同意选题报告通过、以及对下一阶段研究工作的建议;其他建议,如限期重作选题报告、终止培养建议等):五、论文工作计划 六、附件(以下为附件内容) 拟选论文题目 一、选题背景和意义 二、国内外研究动态 三、论文主要研究和基本框架 四、预期成果和可能的创新点 五、主要参考文献 以上是论文开题报告应该具有的基本内容,可以根据以上的条目结合论文的探讨话题,书写论文开题报告!
你好啊,你的开题报告选题定了没?开题报告选题老师同意了吗?准备往哪个方向写?开题报告学校具体格式准备好了没?准备写多少字还有什么不懂不明白的可以问我,希望可以帮到你,祝开题报告选题顺利通过,毕业论文写作过程顺利。 在研究生教育的整个过程中,学位论文质量的高低是衡量研究生培养质量的重要标志。而论文质量的高低,很大程度上取决于论文开题报告 做的细致程度。论文开题报告做的细致,前期虽然花费的时间较多,但写起论文来就很顺手,能够做到胸有成竹,从而保证论文在规定的时间保质保量地完成;但如 果不重视论文开题报告,视论文开题报告为走过场,写起论文来就会没有目标,没有方向,没有思路,可能就要多走弯路,也很难保证毕业论文的质量。一、论文开题报告的意义硕士论文开题报告是研究生在完成文献调研后写成的关于学位论文选题与如何实施的论述性报告。论文开题报告既是文献调研的聚焦点,又是学位论文研究工作展开的散射点,对研究工作起到定位作用。写论文开题报告的目的,是要请老师及专家们帮忙判断一下所研究的选题有没有价值,研究方法是否奏效,论证逻辑有没有明显缺陷。因此论文开题报告就要 围绕研究的主要内容,拟解决的主要问题(或阐述的主要观点),研究步骤、方法及措施为主要内容。但笔者在工作实践中发现有很多学生往往在论文开题报告中花费大量笔墨叙述别人的研究成果,谈到自己的研究方法时,往往寥寥数语一笔带过。这样,不便于评审老师指导。二、如何写论文开题报告(一)论文开题报告的前提——通过理论思维选择课题在工作实践中,发现硕士研究生论文开题报告中存在的普遍问题是选题不合适。有的提出的问题太过“平庸”,有的选题范围太大,研究内容太多、太宽泛, 提出的问题不切合硕士生的实际,实践操作起来难度较大。如有的学生提出的论文题目:“新型中性镍催化剂的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究”,此选题 有意义,有创新,作者的研究思路也比较正确,但论文选题范围太大,研究内容对于一个硕士生来说明显偏多,无法按时完成。因此应重新确定研究内容,注重项目 的可操作性。那么如何选择研究问题呢?这里要强调的是通过理论思维来发现研究问题。理论是由一系列前设和术语构造的逻辑体系,特定领域的理论有其特定的概念、范畴和研究范式,只有在相同的概念、视角和范式下,理论才能够对话。只有通过对话,理论才能够发展。硕博论文要想创造新理论很难,多数是在既有理论的基础上加以发展。其次,选择问题是一个“剥皮”的过程,理论问题总是深深地隐藏在复杂的现实背后,而发现理论问题,则需要运用理论思维的能力。这就需要我们不断锻炼 和提高自己的理论思维能力,需要在日常的学习中,不断总结和分析以往的研究者大体是从哪些视角来分析和研究问题,运用了哪些理论工具和方法,通过学习和总 结来不断提高自己的理论思维能力,从而选择具有学术理论价值和应用价值,并与国家经济建设及导师承担的科学研究项目紧密结合的研究问题。(二)做好文献综述,为论文开题报告打好基础在研究生论文开题报告会上,出现的普遍问题是对文献的研读不够,对研究背景的了解不够深入,对研究方向上国内外的具体进展情况了解不够全面、详细, 资料引用的针对性、可比性不强。有很多学生没有完全搞清论文开题报告与文献综述的区别,他们的论文开题报告有很多仅仅是对前人工作的叙述,而对自己的工作 介绍甚少。文献综述的基本内容包括:国内外现状;研究方向;进展情况;存在问题;参考依据。这是对学术观点和理论方法的整理。同时,文献综述还是评论性的,因此要带着作者本人批判的眼光来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”。要想写好论文开题报告,必须认真研读文献,对所研究的课题有个初步的了解,知道别人都做了哪些工作,哪些方面可以作为自己研究的切入点,因此,文献调研的深入和全面程度,会相当程度地影响论文开题报告的质量,是学生充分发挥主观能动性的客观基础。(三)论文开题报告的格式及写作技巧1.论文开题报告格式一个清晰的选题,往往已经隐含着论文的基本结论。对现有文献的缺点的评论,也基本暗含着改进的方向。论文开题报告就是要把这些暗含的结论、论证结论 的逻辑推理,清楚地展现出来。论文开题报告的写作步骤:课题选择—课题综述—论题选择—论文开题报告。论文开题报告的基本内容主要包括:选题的意义;研究 的主要内容;拟解决的主要问题(阐述的主要观点);研究(工作)步骤、方法及措施;毕业论文(设计)提纲;主要参考文献。为了写好论文开题报告,江苏工业 学院研究生部专门出台了详细的规定,规定论文开题报告的一般内容包括:(1)论文开题报告——课题来源、开题依据和背景情况,课题研究目的以及理论意义和实际应用价值。(2)论文开题报告——文献综述。在阅读规定文献量(不少于50篇,其中外文文献占40%以上)的基础上,着重阐述该研究课题国内外的研究现状及发展动态,同时介绍查阅文献的范围以及查阅方式、手段。(3)论文开题报告——主要研究内容。包括学术构思、研究方法、关键技术、技术路线、实施方案、可行性分析、研究中可能遇到的难点、解决的方法和措施以及预期目标。(4)论文开题报告——拟采用的实验手段,所需科研和实验条件,估计课题工作量和所需经费,研究工作进度计划。(5)论文开题报告——主要参考文献,列出至少10篇所查阅参考的文献。2.论文开题报告的写作技巧(1)提出问题注意“层次”选题是撰写学术论文的第一步,选题是否妥当,直接关系到论文的质量,甚至关系到论文的成功与否。不同于政策研究报告,学术文章聚焦理论层面、解决理 论问题。有的学生的选题不具有新颖性,内容没有创新,仅仅是对前人工作的总结,或是对前人工作的重复。在选题时要坚持先进性、科学性、实用性及可行性的原则。在提出问题时,要以“内行”看得懂的术语和明确的逻辑来表述。选题来源包括:1、与自己实际工作或科研工作相关的、较为熟悉的问题;2、自己从事的专 业某问题发展迅速,需要综合评价;3、从掌握的大量文献中选择反映本学科的新理论、新技术或新动向的题目。所选题目不宜过大,越具体越容易收集资料,从某一个侧面入手,容易深入。(2)瞄准主流文献,随时整理文献资料是撰写好学术论文的基础,文献越多,就越好写,选择文献时应选择本学科的核心期刊、经典著作等,要注意所选文献的代表性、可靠性及科学性; 选择文献应先看近期的(近3~5年),后看远期的,广泛阅读资料,有必要时还应找到有关文献所引用的原文阅读,在阅读时,注意做好读书卡片或读书笔记。整理资料时,要注意按照问题来组织文献资料,写文献综述时不是将看过的资料都罗列和陈述出来,而是要按照一定的思路将其提炼出来。只有这样,才能写出好的文献综述,也才能写出好的论文开题报告,进而为写出好的论文打下基础。(3)研究目标具体而不死板一般论文开题报告都要求明确学位论文的研究目标,但笔者认为,研究目标不宜规定得太死板,这是因为,即使条件一定,目标是偏高还是偏低,往往难于准 确判断,研究工作本身,涉及求知因素,各个实验室条件不同,具体研究时条件也不同。学位论文选题和研究目标体现了研究工作的价值特征。三、论文开题报告的质量保证为了保证硕士研究生的培养质量,提高论文质量,就必须对论文开题报告进行评价。论文开题报告会由3~5位相关学科的专家对论文开题报告进行评议,与 企业合作的重大科研项目可以聘请1~2位相应企业的具有高级职称的专家参加,不同学科的论文开题报告的侧重点不同。江苏工业学院研究生部规定学生必须进行 论文开题报告,并规定了统一的格式,设计了专门的论文开题报告评审表,论文开题报告会上研究生应对课题进行详细汇报,并对专家提问做出必要的解释和说明。 论文开题报告的成绩考核以合格、不合格记。评审小组成员最后签名并给出学生是否合格的评审意见,并以百分制打出具体的分数。论文开题报告成绩不合格者,不 得进入课题研究。为了提高论文质量,研究生必须首先从思想上重视论文开题报告,在平时的学习中注意积累,从各个方面提高能力,尤其要注意培养通过理论思维发现研究问题的能力。论文开题报告是研究工作的开始,良好的开端为优秀的学位论文奠定了坚实的基础。
尼龙作为大用量的工程塑料,广泛用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域。成为各行业中不可缺少的结构材料,其主要特点如下:1.优良的力学性能。尼龙的机械强度高,韧性好。2.自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性,摩擦系数小,从而,作为传动部件其使用寿命长。3.优良的耐热性。如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150℃下长期期使用。PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250℃以上。4.优异的电绝缘性能。尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,是优良的电气、电器绝缘材料。5.优良的耐气候性。6.吸水性。尼龙吸水性大,饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺寸稳定性。 由于PA强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,但可以通过改性来改善。1) 玻璃纤维增强PA在PA加入30%的玻璃纤维,PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强前的2.5倍。玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆和机筒。2) 阻燃PA由于在PA中加入了阻燃剂,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬铬处理。在工艺方面,尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。3) 透明PA具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能,透光率高,与光学玻璃相近,加工温度为300--315 ℃,成型加工时,需严格控制机筒温度,熔体温度太高会因降解而导致制品变色,温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些,模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。4) 耐候PA在PA中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,成型加工时会影响下料和磨损机件。因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。 在日常生活中聚酰胺制品比比皆是,但是知道它历史的人就很少了。聚酰胺是世界上首先研制出的一种合成纤维。卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校,1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任教,后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计,他对这一专业并不感兴趣,倒是很喜欢化学等自然科学,因此,一年以后转入一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在伊利诺伊大学取得硕士学位,后来在南边柯他大学任教,讲授分析化学和物理化学。1923年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。在导师罗杰·亚当斯(Roger Adams,1889-1971)教授的指导下,完成了关于铂黑催化氢化的论文,初步显露了他的才华,获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向,他认为搞科学研究更能发挥自己的聪明才智,于是1928年受聘来到了杜邦公司。卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候,正值国际上对德国有机化学家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881~1965) 提出的高分子理论展开了激烈的争论,卡罗瑟斯赞扬并支持斯陶丁格的观点,决心通过实验来证实这一理论的正确性,因此他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。一开始卡罗瑟斯选择了二元醇与二元羧酸的反应,想通过这一被人熟知的反应来了解有机分子的结构及其性质间的关系。在进行缩聚反应的实验中,得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度,卡罗瑟斯改进了高真空蒸馏器并严格控制反应的配比,使反应进行得很完全,在不到两年的时间里使聚合物的分子量达到10000~20000。1930年卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯,在实验中卡罗瑟斯的同事希尔在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象:这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来,而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸,拉伸长度可以达到原来的几倍,经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这种从未有过的现象使他们预感到这种特性可能具有重大的应用价值,有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。他们随后又对一系列的聚酯化合物进行了深入的研究。由于当时所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物,具有易水解、熔点低(<100℃)、易溶解在有机溶剂中等缺点,卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论,最终放弃了对聚酯的研究。顺便指出,就在卡罗瑟斯放弃了这一研究以后,英国的温费尔德T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取这些研究成果的基础上,改用芳香族羧酸(对苯二甲酸)与二元醇进行缩聚反应,1940年合成了聚酯纤维-涤纶,这对卡罗瑟斯不能不说是一件很遗憾的事情。为了合成出高熔点、高性能的聚合物,卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上,几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺,然而这此物质的性能并不太理想。1935年初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺(即聚酰胺510),实验结果表明,这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝,而且不易吸水,很难溶,不足之处是熔点较低,所用原料价格很高,还不适宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应,终于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂,具有263℃的高熔点,由于在结构和性质上更接近天然丝,拉制的纤维具有丝的外观和光泽,其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维,而且原料价格也比较便宜,杜邦公司决定进行商品生产开发。要将实验室的成果变成商品、一是要解决原料的工业来源;二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产技术及设备的开发。生产聚酰胺66所需的原料-己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用,必须开发生产大批量、价格适宜的己二酸和己二胺,杜邦公司选择丰富的苯酚进行开发实验,到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化技术,用廉价的苯酚大量生产出己二酸,随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺.杜邦公司首创了熔体丝纺新技术,将聚酚胺66加热融化,经过滤后再吸入泵中,通过关键部件(喷丝头)喷成细丝,喷出的细丝经空气冷却后牵伸、定型。1938年7月完成中试,首次生产出聚酰胺纤维.同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市场。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了,并将聚酚胺66这种合成纤维命名为聚酰胺(nylon),这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年,耗投2200万美元,有230名专家参加了有关的工作,终于在1939年底实现了工业化生产。遗憾的是尼龙的发明人卡罗瑟斯没能看到聚酰胺的实际应用。由于卡罗瑟斯一向精神抑郁,有一个念头使他无法摆脱,总认为作为一个科学家自己是一个失败者,加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世,使他的心情更加沉重,这位在聚合物化学领域作出了杰出贡献的化学家,于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。为了纪念卡罗瑟斯的功绩,1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的聚酰胺研究室改名为卡罗瑟斯研究室。聚酰胺的合成奠定了合成纤维工业的基础,聚酰胺的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的聚酰胺丝袜既透明又比丝袜耐穿,1939年10目24日杜邦在总部所在地公开销售聚酰胺丝长袜时引起轰动,被视为珍奇之物争相抢购,混乱的局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。人们曾用象蛛丝一样细,象钢丝一样强,象绢丝一样美的词句来赞誉这种纤维。到1940年5月聚酰胺纤维织品的销售遍及美国各地。从第二次世界大战爆发直到1945年,聚酰胺工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于聚酰胺的特性和广泛的用途,第二次世界大战后发展非常迅速,聚酰胺的各种产品从丝袜、衣着到地毯,渔网等,以难以计数的方式出现。最初十年间产量增加25倍,1964年占合成纤维的一半以上,至今聚酰胺纤维的产量虽说总产量已不如聚酯纤维多,但仍是三大合成纤维之一。聚酰胺的发明从没有明确的应用目的的基础研究开始,最终却导致产生了改变人们生活面貌的尼龙产品,成为企业办基础科学研究非常成功的典型。它使人们认识到与技术相比科学要走在前头,与生产相比技术要走在前头;没有科学研究,没有技术成果,新产品的开发是不可能的。此后,企业从事或资助的基础科研在世界范围内如雨后春笋般地出现,使基础科研的成果得以更迅速地转化为生产力。聚酰胺的合成是高分子化学发展的一个重要里程碑。杜邦公司开展这项研究以前,国际上对高分子链状结构理论的激烈争论主要是缺乏明晰的毫无疑义的实验事实的支持。当时对缩聚反应研究得还很少,得到的缩聚物并不完满。卡罗瑟斯采用了远远超过进行有机合成一般规程的方法,他在进行高分子缩聚反应时,对反应物的配比要求很严格,相差不超过1%.缩聚反应的程度相当彻底,超过99.5%,从而合成出分子量高达两万左右的聚合物。卡罗瑟斯的研究表明,聚合物是一种真正的大分子,可以通过已知的有机反应获得,其缩聚反应的每个分子都含有两个或两个以上的活性基团,这些基团通过共价键互相连接,而不是靠一种不确定的力将小分子简单聚集到一起,从而揭示了缩聚反应的规律。卡罗瑟斯通过对聚合反应的研究把高分子化合物大体上分为两类:一类是由缩聚反应得到的缩合高分子;另一类是由加聚反应得到的加成高分子。卡罗瑟斯的助手弗洛里(Paul J. Flory, 1910~1986)总结了聚酰胺等一系列缩聚反应,1939年提出了缩聚反应中所有功能团都具有相同的活性的基本原理,并提出缩聚反应动力学和分子量与缩聚反应程度之间的定量关系。后来又研究了高分子溶液的统计力学和高分子模型、构象的统计力学,1974获得了诺贝尔化学奖。聚酰胺的合成有力地证明了高分子的存在,使人们对斯陶丁格的理论深信不移,从此高分子化学才真正建立起来。 尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂,作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度,软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好,染色性差。缺点是吸水性大,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。 尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高,但韧性最差。PA66熔点280℃左右,各厂家有所不同,在449~499℃时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。 由于尼龙具有很多的特性,因此,在汽车、电气设备、机械部构:、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快,对尼龙的需求将更高更大。特别是尼龙作为结构性材料,对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素,特别是对于PA6、PA66两大品种来说,与PA46、PAl2等品种比具有很强的价格优势,虽某些性能不能满足相关行业发展的要求。因此,必须针对某一应用领域,通过改性,提高其某些性能,来扩大其应用领域。主要在以下几方面进行改性。①改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性。②提高尼龙的阻燃性,以适应电子、电气、通讯等行业的要求。③提高尼龙的机械强度,以达到金属材料的强度,取代金属④提高尼龙的抗低温性能,增强其对耐环境应变的能力。⑤提高尼龙的耐磨性,以适应耐磨要求高的场合。⑥提高尼龙的抗静电性,以适应矿山及其机械应用的要求。⑦提高尼龙的耐热性,以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。⑧降低尼龙的成本,提高产品竞争力。总之,通过上述改进,实现尼龙复合材料的高性能化与功能化,进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。改性PA产品的最新发展前面提到,玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究,但形成产业化是20世纪70年代,自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后,各国大公司纷纷开发新的改性PA产品,美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放市场。20世纪80年代,相容剂技术开发成功,推动了PA合金的发展,世界各国相继开发出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/I.CP(液晶高分子)、PA/PA等上千种合金,广泛用于汽车、机车、电子、电气械、纺织、体育用品、办公用品、家电部件等行业。20世纪90年代,改性尼龙新品种不断增加,这个时期改性尼龙走向商品化,形成了新的产业,并得到了迅速发展,20世纪90年代末,世界尼龙合金产量达110万吨/年。在产品开发方面,主要以高性能尼龙PPO/PA6,PPS/PA66、增韧尼龙、纳米尼龙、无卤阻燃尼龙为主导方向;在应用方面,汽车部件、电器部件开发取得了重大进展,如汽车进气歧管用高流动改性尼龙已经商品化,这种结构复杂的部件的塑料化,除在应用方面具有重大意义外,更重要的是延长了部件的寿命,促进了工程塑料加工技术的发展。改性尼龙发展的趋势尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈,相关产业的飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,改性尼龙未来发展趋势如下。①高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大,新的增强材料如无机晶须增强、碳纤维增强PA将成为重要的品种,主要是用于汽车发动机部件,机械部件以及航空设备部件。②尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径,也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物,来改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性,以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而,适用车种不同要求的用途。③纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高,而制造成本与普通尼龙相当。因而,具有很大的竞争力。④用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增,绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视。⑤抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料。⑥加工助剂的研究与应用,将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程。⑦综合技术的应用,产品的精细化是推动其产业发展的动力。
高性能纤维性能分析【摘要】分析了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑 (POB)纤维和 M5 纤维等高性能纤维的重要特性以及它们的应用状况。 【关键词】高性能纤维;先进复合材料;分子结构;重要特性;应用 [中图分类号]TS102,528 [文献标识码]A [文章编号]1002-3348(2005)01-0054-04 高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从 20 世纪 60 年代开始研发并推广的纤维材 料, 它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。 所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩 3 强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m )等优良物性的纤维材料,它是近年来纤维高分 子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。 高性能纤维可用于防弹服、 蹦床布等特种织物的加 工及纤维复合材料中的加固材料,其发展涉及许多不同的领域。本文分析和比较了碳纤维、 超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5 纤维等高性能 纤维的特性以及它们的应用状况。 1 高性能纤维 1·1 高性能纤维分类 无机纤维:碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等。 有机纤维:超高强聚乙烯纤维(HPPE)、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO) 纤维、M5 纤维等。 1·2 碳纤维 碳纤维的生产始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初, 由有机纤维如腈纶(PAN)纤维、 粘胶纤 维或沥青纤维经预氧化、 炭化和石墨化加工而成。 碳纤维的石墨六方晶体结构决定了其强度 大、模量高等优良性能,如日本东丽公司生产的 T-400 碳纤维,拉伸强度可达 4.2GPa,断 裂伸长率为 1.5%。碳纤维不燃烧,化学性能稳定,不受酸、盐等溶媒侵蚀。 1·3 超高强聚乙烯纤维 高强高模聚乙烯在 20 世纪 70 年代出现, 具有超高分子量, 高取向度, 且分子间距很近, 3 使纤维具备高强高模的特征, 其密度具有 0.97g/cm , 是唯--能浮在水面上的高强高模纤维。 除此之外,其他机械性能亦比较突出,如良好的韧性和耐疲劳性能,耐高速冲击性等。 1·4 芳香族聚酰胺纤维 20 世纪 70 年代,人们开始从事液晶态纺丝技术的研究,用于纺制高性能纤维,与普通 纺丝的分子结构截然不同,液晶态纺丝时形成的分子链只有刚棒状高取向的有序结构。 图 1 液态高聚物分子的构型示意图 (a)为典型普通大分子,为无规则线团;(b)为刚性大分子, 在没有良好侧向作用和导向情况下的状态;(c)为无规的棒状 液晶;(d)为向列型液晶 芳香族聚酰胺是最为人所熟知的,通过液晶纺丝纺制的高性能纤维,如 Kevlar(聚对苯 二甲酰对苯二胺纤维)、 Twaron(聚对苯二甲酰间苯二胺纤维)、 Technora(聚对苯二甲酰对苯 二胺纤维)等,如图 3 所示,为芳香族聚酰胺高结晶和高取向分子结构。这类纤维性能比较 均衡,具有高强伸性能, 高韧性、耐腐蚀、耐冲击、较好的热稳定性,不导电,除了强酸和强碱外,具有较强的抗化 学性能。 图 3 芳香族聚酰胺晶体结构图 聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维 1998 年国际产业纤维展览会上,日本东洋纺展出了商品名为 Zylon 的 PBO 纤维,其化 学名为聚对苯撑苯并双恶唑,化学结构为: 1·5 PBO 纤维采用液晶纺丝法纺丝,由苯环和苯杂环组成的刚棒状分子结构以及分子链的高 取向度, 决定了它的优良性能。 PBO 初纺普通丝(AS 丝-标准型)就具有 3.5N/tex 以上的强度 和 10.84N/tex 以上弹性模量, 经热处理后可得到强度不变、 模量达 176.4N/tex 的高模量丝 (HM 丝-高模量型)。PBO 作为一种新型高性能纤维,具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性 4 大特点,其强度与模量相当于 Kevlar (凯夫拉)的 2 倍,限氧指数(L01)为 68,热分解温 度高达 650℃,在有机纤维中为最高,被认为是目前具有最高耐热性能的有机材料之一。 表 1 PBO 纤维的性能 性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 1.54 1.56 抗拉强度(GPa) 5.8 5.8 拉伸模量(GPa) 180 280 断裂延伸率(%) 3.5 2.5 热分解温度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纤维与其他纤维的主要性能比较 性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航级碳纤维 密度(g/cm ) 纤维直径(?m) 抗拉强度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 断裂延伸率(%) 3 1.56 24 5.8 280 2.5 1.45 12 3.2 115 2.0 1.80 6 3.58 230 0.5 热分解温度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纤维 PBO 纤维推出的几年后,阿克卓·诺贝尔(Akzo Nobel)公司开发了一种新型液晶芳族杂 环聚合物:聚[2,5-二烃基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑],简称 "M5"或 PlPD,化学结构为: M5 纤维的结构与 PBO 分子相似——刚棒结构。 M5 分子链的方向上存在大量的-OH 和-NH 在 基团,容易形成强的氢键。如图 4 所示,与芳香族聚酰胺晶体结构不同,M5 在分子内与分 子间都有氢键存在,形成了氢键结合网络。 图 4 为 M5 纤维沿分子链轴方向的晶体结构,虚线为氢键。 图 4 M5 晶体结构 比较图 3 与图 4 可以清楚地看出,M5 大分子所形成的双向氢键结合的网络,类似一个 蜂窝。这种结构加固了分子链间的横向作用,使 M5 纤维具有良好的压缩与剪切特性,压缩 和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。 2 高性能纤维特性分析比较 碳纤维石墨层面上碳-碳共价交键的存在,使作用于碳纤维上的应力,从一个石墨层转 移到相邻层面, 这些共价交键保证了碳纤维具有高的拉伸模量和压缩强度。 但这些共价键为 纯弹性键,一旦被打破,不可复原,即不显示任何屈服行为。所以碳纤维受力时,应力-应 变曲线是线性关系,纤维断裂是突然发生的。 有机纤维的性能取决于分子结构、分子链内键及分子链间结合键。如前所述,超高强聚 乙烯纤维、PBO 纤维都具有优良的性能,但由于超高强聚乙烯纤维大分子链间的结合键为弱 的范德华键,使其纤维易产生蠕变,压缩强力较低,另外超高强聚乙烯纤维耐热性和表面粘 合性有限,因而不适合用作加固纤维。而 PBO 纤维也因大分子链间没有形成氢键结合、作用 力较弱,使得其压缩和扭曲性能较低,加之纤维表面惰性强,与树脂的结合能力较差,在复 合材料成型过程中,有明显的界面层,从而影响也限制了 PBO 的应用。 芳香族聚酰胺纤维高结晶度、高取向度的分子结构,使其具有高强伸性能,也是由于大 分子链间弱的作用力 (范德华键),造成大分子链间剪切模量及压缩强度低。芳香族聚酰胺 纤维由氢键结合成的薄片状结构在受压缩载荷作用时易塑性变形, 薄片相对容易断开, 在严 重过载时会出现原纤化,最终导致压缩失效。 分子链间结合键以 M5 比较理想, M5 大分子间和大分子内的 N-H-O 和 O-H-N 的双向氢 在 键结构,是其具有高抗压性能的原因所在,热处理后的 M5 纤维,拉伸模量可达 360GPa,拉 伸强度超过 4GPa,剪切模量和抗压强度可达 7GPa 和 1.7GPa。此外 M5 而大分子链上含有羟 基,使它与树脂基体的粘结性能优良,采用 M5 纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特 殊的粘合促进剂,且具有优良的耐冲击和耐破坏性。有资料显示,以 M5 为加固纤维的复合 材料,在压缩过载的情况下,测试样品仍能继续承受显著的(压缩)载荷,与之相比,碳纤复 合材料会粉碎,而芳香族聚酰胺复合材料则会被挤成纤丝状薄片(原纤化)。如图 5、图 6 分 别为一个碳纤维和一个 MS 纤维复合材料的失效测试条,显示了脆性与韧性失效之间的明显 差异。此外,M5 纤维的刚棒结构又决定了它有高的耐热性和高的热稳定性,空气中热分解 温度达到了 530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与 PBO 接近,极限氧指数(LOI)为 59,在 阻燃性方面也优于芳纶。 图 5 碳纤维复合材料测试条的失败 图 6 M5 纤维料测试条的失败 表 1 为几种高性能纤维力学及物理特性。 表 1 高性能纤维的力学和物理特性 特性 高 强 度 超高强聚 高 模 量 芳 香 族 高 模 量 高模量 M5 纤 碳纤维 乙烯纤维 聚酰胺纤维 PBO 纤维 维(实验值) 抗拉强度(GPa) 伸长率(%) 拉伸模量(GPa) 压缩强度(GPa) 压缩应变(%) 密度(克/cm ) 标准回潮率(%) 限氧指数(LOI) 3 3.58 1.5 230 2.10 0.90 1.80 0.0 一 3.43 4.0 98.0 一 一 0.97 一 一 3.2 2.0 115 0.58 0.50 1.45 3.5 29 5.8 2.5 280 0.40 0.15 1.56 0.6 68 5.0 1.5 330 1.70 0.50 1.70 2.0 59 空气中热老化起 800 150 450 550 530 始温度(℃) 从表 1 看,M5 纤维的各种性能指标都接近或超过其它高性能纤维,为综合性能优良的 高性能纤维。 3 应用与前景 目前超高强聚乙烯纤维的应用主要是加工防弹用特种织物、防弹板、渔业用绳网、极低 温绝缘材料、混凝土补强加固用试验片材、光缆补强材料、降落伞绳带、汽车保险杠等。芳 香族聚酰胺纤维常见的品种 Kevlar、Twaron、Technora 纤维等,主要应用有作为复合材料 的增强体、渔业工业等用绳网、防弹服、防弹板、头盔、混凝土补强材料等。碳纤维的优良 特性使其广泛用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料,应用于宇宙机械、电波望远镜 和各种成型品,还有直升飞机的叶片、飞机刹车片和绝热材料、密封填料和滤材、电磁波屏 蔽材料、防静电材料、医学材料等。PBO 纤维从问世以来就受到人们的关注,其应用主要有 防冲击方面的加固补强材料、复合材料中的加固材料,用于防护的防弹服、防弹头盔、消防 服、高性能及耐高温传动带、轮胎帘子线、光纤电缆承载部分、架桥用缆绳、耐热垫材等。 与各种高性能纤维相比,M5 纤维的综合性能更优越,这使得它的应用领域更广泛。尤 其是 M5 纤维的抗冲击力和耐破坏性,使它在制造经济、高效的结构材料方面有广阔的应用 前景,如应用于航空航天等高科技领域,在高性能纤维增强复合材料中 M5 也具有很强的竞 争力。当前 M5 纤维的研究比较活跃,随着研究的深人,其性能和应用将得到不断的提高和 拓展。 高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步, 随着 世界高新技术、纤维合成与纺丝工艺的发展,以及军事、航空航天、海洋开发、产业应用的 迫切需要,高性能纤维的开发与应用前景将更为广阔。新型高性能纤维M5的研究与应用摘要:本文介绍了一种新型液晶芳族杂环聚合物,聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5).简述了M5纤维的制作方法,M5纤维特殊的分子结构特征,并通过与其它高性能纤维的比较,阐述了M5纤维优良的性能,特别是其良好的压缩与剪切特性.除此之外,M5纤维的高极性还使其更容易与各种树脂基体粘接,这使M5纤维的综合机械性能比目前其它高性能纤维都好.文中还展望了M5纤维的应用前景.前言近年来,随着对有机高性能纤维的不断深入研究,在刚性高性能纤维领域已经取得了很大的进展.但大多数高性能纤维,因分子间结合力的薄弱而导致某些力学性能上的不足,如PBO纤维大分子链间较弱的结合力,使其压缩和扭曲性能较差.纤维材料的压缩性能,主要取决于纤维大分子之间的相互作用程度[1,2].通常纤维扭转模量可作维表征大分子之间相互作用程度的一个量度.因此,如何增强大分子链之间的相互作用,已成为进一步强化刚性聚合物纤维力学性能的一个重要问题.作为Akzo-Nobel实验室的研究成果,一种新型的高性能纤维,即著称的M5已经被研究出来.聚合物是聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)[3].由于M5纤维沿纤维径向即大分子之间存在特殊的氢键网络结构,所以M5纤维不仅具有类似PBO纤维的优异抗张性能,而且还显示出优于PBO纤维的抗压缩性能.1高性能纤维M51.1 单体的选择及M5的合成[4]在M5聚合物的制备过程中,其关键步骤是单体2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)经硝化还原后制成,反应方程式如下所示:在M5的合成过程中,TAP需经盐酸化处理并以盐酸盐形式参与聚合反应.若TAP直接以磷酸盐的形式参与反应,不但可以避免盐酸腐蚀作用,还可以加快聚合反应速度,但却易发生氧化作用.另一单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制备M5聚合物的重要环节,可由2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解后制得,反应方程式如下所示:M5纤维的聚合过程与聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可将TAP和DHTA两种单体按一定的等当比同时加入到聚合介质多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脱除HCI后逐渐升温至180℃,反应24h,得到M5聚合物,反应方程式如下所示:2 M5的分子结构特征及聚合物的聚集态结构2.1 M5的分子结构特征M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团,容易在分子间和分子内形成强烈的氢键.因此,其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最.M5纤维的刚棒状分子结构特点决定了M5纤维具有较高的耐热性.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.图1热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图[5].图2热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图[5].图1和图2都显示了热处理后PIPD纤维的微观二维结构,即在大分子间和大分子内分别形成了N-H-O和O-H-N的氢键结构,这种双向氢键的网络结构正是M5纤维具有高抗压缩性能的原因在.图1 热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图图2 热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图2.2 M5的聚集态结构图3 PIPD-AS沿C轴方向的分子结构示意图如图3所示,为含有21%左右水分子的PIPD-AS纤维的结晶结构.由于PIPD-AS纤维中存在着大量的水,因而使得PIPD-AS纤维有很大的质量热容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的实验结果也证实了这一结论[16,19].如图4所示,为不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图[16].从图4可以看出,PIPD-AS纤维在热处理过程中晶体中的水分被脱出,变成无水聚合物晶体,从而在垂直于纤维方向的平面内形成二维氢键网状结构.有实验表明,经过热处理后PIPD纤维的结晶度和取向度都有很大的提高.图4 不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图Klop EA等[22]通过PIPD晶体结构的X射线衍射实验研究发现,因PIPD试样的处理温度不同,在PIPD的分子内部可出现不同形式的结晶结构—单斜结晶晶胞和三斜结晶晶胞(如图5和图6所示).单斜和三斜的晶胞参数分别为:单斜结晶: a=12.49 ,b=3.48 ,c=12.01 ,=90°,=107°,=90°三斜结晶:a=6.68 ,b=3.48 ,c=12.02 ,=84,=110°,=107°Takahashi等[20,21]采用中子方法测得的PIPD-HT晶胞参数为:a=13.33 ,b=3.462 ,c=12.16 ,=84°,=105.4°,空间结构为P21/,单斜晶胞区别于三斜晶胞的不同之处在于,三斜晶胞的氢键网络结构仅仅是靠沿对角线平面的大分子连接的,而单斜晶胞可在垂直于纤维方向的平面内形成了二维氢键网络结构,显然这种二维氢键网络结构,使得M5具有其它高性能纤维所无法比拟的高剪切强度,剪切模量和压缩强度.图5 PIPD单斜晶胞在ab面和ac面上的投影 图6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影3 M5纤维的纺丝工艺[9,16]3.1 M5纤维的成形M5纤维的纺丝是将质量分数为18~20%左右的PIPD/PPA纺丝浆液(聚合物的MW为6.0×104~1.5×105)进行干喷湿纺,空气层的高度为5-15cm,纺丝温度为180℃,以水或多聚磷酸水溶液为凝固剂,可制成PIPD的初生纤维.其中,实验用喷丝孔直径范围为65-200 m,喷头拉伸比取决于喷丝空的直径,可达70倍,所得纤维直径为8-14 m.所得M5的初生纤维需在热水中进行水洗,以除去附着在纤维表面的溶剂PPA,并进行干燥.图7 M5纤维的热处理示意图3.2 M5纤维的热处理为了进一步提高初生纤维取向度和模量,对初生纤维在一定的预张力下进行热处理,如图7所示.在这一过程中,M5纤维取向度将伴随着由其分子结构的改变引起的剪切模量的增加而增大.对M5初生纤维进行热处理能够改善纤维的微观结构,从而提高纤维的综合性能.M5初生纤维再进一步用热水洗涤除去残留的多聚磷酸水溶液(PPA)和干燥后,在氮气环境下于400℃以上进行大约20s的定张力热处理,最终可得到高强度,高模量的M5纤维.在此需要特别指出的是,如果热处理温度过低或处理时间过短,则PIPD-AS和PIPD-HT的转变是可逆的.因此,热处理温度与热处理时间对M5纤维的模量影响很大.4 M5纤维的性能4.1 力学性能图8 PIPD-AS和PIPD-HT纤维的应力-应变曲线图如图8所示,热处理后的PIPD纤维同PIPD的初生纤维相比较,二者的力学性能截然不同,PIPD-AS纤维存在屈服,而PIPD-HT纤维不存在这种现象.Lammwers M[18]等研究发现,经过200℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.7Gpa,而经过400℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的0.7Gpa提高到1.1Gpa.显然对于PIPD的初生纤维来讲,并非热处理温度越高越好.通过用偏光显微镜观察发现:在400℃热处理的纤维中存在裂纹,这可能是导致压缩强度下降的原因,因此,热处理温度不宜太高.表1[9-14]给出了几种高性能纤维的力学性能和其它性能的对比数据,其中的力学性能包括拉伸强度,断裂伸长,模量以及抗压缩强度等.与其它3种纤维相比,M5的抗断裂强度稍低于PBO,远远高于芳纶(PPTA)和碳纤维,其断后延伸率为1.4%;与其它高性能纤维相比,M5纤维的模量是最高的,达到了350GPa;M5的压缩强度低于碳纤维,但却远远高于Twaron-HM纤维和PBO纤维,这归因于M5的二维分子结构[17].表1 M5纤维与其它高性能纤维的比较纤维拉伸强独/Gpa断裂伸长/%初始模量/ Gpa压缩强度/ Gpa压缩应变/ %密度/(g.cm-3)回潮率/%Twaron-HM3.22.91150.480.421.453.5C-HS3.51.42302.100.901.800.0PBO5.52.52800.420.151.560.6M55.31.43501.600.501.702.0纤维空气中的热稳定性/℃LOI/%电导性抗冲击性抗破坏性编制性能耐紫外性Twaron-HM45029-++++-C-HS800N/A++------++PBO55068-++N/A+/---M5530>50-+++++++M5纤维特殊的分子结构,使其除具有高强和高模外,还具有良好的压缩与剪切特性,剪切模量和压缩强度分别可达7GPa和1.6GPa,优于PBO纤维和芳香族聚酰胺纤维,在目前所有聚合物纤维中最高.图9 M5纤维的轴向压缩SEM图一般来讲,当高性能纤维受到来自外界的轴向压缩力时,其纤维内部的分子链取向会因轴向压缩力的存在而发生改变,即沿着纤维轴向出现变形带结构.而对M5纤维来讲只有当这种轴向压缩力很大时才会出现这种结构[11].如图9所示,当M5纤维受到外界的轴向压缩力时,压缩变形后的M5纤维中也会出现一条变形带结构,但与其它高性能纤维(如PBO)相比较,M5纤维的变形程度要小很多.4.2 阻燃性能表2 PIPD-AS和PIPD-HT纤维耐燃性能的重要参数[5]试样PHRR①(kWm-2)TTI②(s)SEA③FPI④(sm2kW-1)残留量(%)PIPD-AS43.7772241.76061PIPD-HT53.7488440.89062PBO-HM47.75621441.17072Twaron204.420708160.09811Nomex160.414386700.08724PVC253.0141139370.05515注:①热量释放最大速率(PHRR);②引燃时间(TTI);③比消光面积(SEA);④耐燃性能指数(FPI)表2所列数据是热量计热流为75kW/m2时测得的,也就是在试样表面温度为890℃左右时测得的值.纤维试样放在一块1cm2的线网上.试样原始重量在10.3g-11.5g之间.从表2可以看出,PIPD-AS纤维热量释放最大速率(PHRR)为43.7kWm-2,也就是说单位时间内PIPD-AS释放出最小的热量,与其它高聚物相比是一种较好的阻燃剂用材料.PIPD-AS纤维的点燃时间最长为77s,远高于Nomex纤维.SEA是用来衡量单位物质燃烧时产生的烟雾量,PIPD-AS纤维达到了224m3/kg,而Nomex纤维为38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纤维的SEA值远低于Nomex纤维,说明PIPD-AS纤维燃烧时产生的烟雾量要远少于Nomex纤维.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纤维的耐燃性能指数(FPI)最高为1.76sm2kW-1.从表2中各项耐燃性能参数可以看出PIPD纤维在耐燃性方面,要好于其它高性能纤维,即PIPD纤维在耐燃性方面将具有较好多应用前景.M5纤维的刚棒状分子结构决定了它具有较高的耐热性和热稳定性.从表2中可以看出,PIPD-HT纤维具有与聚对苯亚基苯并双嗯哇(PBO)纤维相似的FPI值,但它在燃烧过程中更不容易产生烟.M5在空气中的热分解温度为530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与PBO纤维接近.M5纤维的极限氧指数(LOI)值超过50,不熔融,不燃烧,具有良好的耐热性和稳定性[7].4.3 界面粘合性能与PBO,聚乙烯或芳香族聚酰胺纤维相比,由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.采用M5纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特殊的粘合促进剂.M5纤维在与各种环氧树脂,不饱和聚酯和乙烯基树脂复合成形过程中,不会出现界面层,且具有优良的耐冲击和耐破坏性[6,8].4.4 热力学性能图10 四种不同含水量M5纤维的DSC扫描图图10为M.G.NoRTHoLIT[19]等用SetaramC80D热量计测得的四种不同含水量M5纤维的DSC谱图.研究发现将1g试样材料放在一个开放的测试槽内,以0.2℃/min的速度,在30℃-200℃范围内得到一张扫描图,如图5所示.从DSC谱图可以看出,四种不同含水量M5纤维的吸热峰面积及位置与开放测试槽内水分的蒸发有关.从表3可以看出,含有结晶水的M5初生纤维的热吸收值与不含结晶水的M5纤维的热吸收值之间存在着较大的差别,而PIPD初生纤维和PIPD HT试样的热吸收值之间几乎没有什么差别.通过以上研究发现完全干燥的PIPD初生纤维的晶体结构与PIPD-HT试样结构类似.表3 不同含水量的PIPD纤维的热吸收值试样热吸收值(J/g)PIPD初生纤维(含水量20%)637PIPD初生纤维(干燥)163PIPD HT(含水量7%)378PIPD HT(干燥)1855 应用及展望作为一种先进复合材料的增强材料,M5纤维具有许多其它有机高性能纤维不具备的特性,这使得M5纤维在许多尖端科研领域具有更加广阔的应用前景;M5纤维可用于航空航天等高科技领域;用于国防领域如制造防弹材料;用于制造运动器材如网球拍,赛艇等.M5纤维特殊的分子结构决定了其具有许多高性能纤维所无法比拟的优良的力学性能和粘合性能,使它在高性能纤维增强复合材料领域中具有很强的竞争力.与碳纤维相比,M5纤维不仅具有与其相似的力学性能,而且M5纤维还具有碳纤维所不具有的高电阻特性,这使得M5纤维可在碳纤维不太适用的领域发挥作用,如电子行业.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.正是由于M5纤维具有许多其他高性能纤维所无法比拟的性能和更加广阔的应用前景,这使得众多的科研工作者都积极地致力于M5纤维的研究.相信在不久的将来,随着对M5纤维研究的进一步深入,作为新一代的有机高性能纤维—M5纤维必将得更加广泛的应用.
1、纳米Fe_3O_4及Fe_3O_4-SrFe_(12)O_(19)吸波复合材料的制备及性能2、纳米Ag颗粒/In-3Ag复合焊料的微观组织演变3、基于宏微观分析的碳纤维增强高分子复合材料强度性能表征4、新型无卤膨胀阻燃聚丙烯的制备及阻燃性能5、热残余应力对内埋光纤光栅传感性能的影响6、独角仙鞘翅微结构及其纳米力学性能7、聚丙烯-钢纤维混杂高强混凝土高温性能研究8、复合材料层合板准静压损伤的数值模拟9、MgO/Li_2O(mol)及烧结温度对结合剂及cBN磨具性能的影响10、复合材料层合板临界屈曲载荷分散性研究11、Si、Mg含量对离心铸造原位颗粒增强Al-xSi-yMg复合材料的组织与耐磨性能的影响12、颗粒增强金属基复合材料涂层的制备及其特性与应用13、三维五向编织复合材料渐进损伤分析的数值方法14、纳米银/环化聚丙烯腈复合物的制备与结构表征15、功能化碳纳米管的制备及功能化碳纳米管/尼龙6复合纤维16、石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能17、二维编织C/SiC复合材料的非线性损伤本构模型与应用18、压电复合材料表面化学镀镍工艺及镀层性能19、微米级煅烧羟基磷灰石/壳聚糖复合膜的制备及性能20、纳米TiO_2颗粒弱界面增强复合材料宏观力学行为有限元模拟
随着科学技术的飞速发展,塑料制品已经广泛应用到国民生产和生活的各个层面[1],下面是我整理的关于塑料拉伸性能测定技术论文,希望你能从中得到感悟!
拉伸速度对塑料拉伸屈服应力的影响
[摘 要]本文采用国家标准GB/T1040-2006对聚丙烯树脂进行了拉伸屈服应力的实验,研究不同拉伸速度下的拉伸屈服应力,并确定了最佳的拉伸实验速度为50 mm/min。同时对比了实验样条进行状态调节和未进行状态的拉伸屈服应力的差距。
[关键词]拉伸屈服应力 实验速度 状态调节
中图分类号:U958 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0278-02
1.前言
随着科学技术的飞速发展,特别是聚烯烃工业的发展,塑料制品已经广泛应用到国民生产和生活的各个层面[1],那么对塑料的各种性能进行严格的测试就显得非常重要,根据不同测试项目的结果可以判定该种塑料适合用于生产哪种类型的产品。其中力学性能是一个很重要的方面,包括拉伸、弯曲、冲击、压缩、撕裂性能等。而影响塑料拉伸性能试验结果的因素有很多,内在因素有塑料组分变化、分子量大小及分布、分子结构、分子取向程度和内部缺陷等,外在原因有试验仪器、试样的制备与处理、试验环境、试验参数、操作过程、数据处理和人为因素等[2]。
力学性能是结构材料最重要的使用性能,拉伸实验是应用最广泛也是最基础的力学性能实验方法。拉伸性能会随着样品厚度、制备方法、试验速度、夹具种类和拉伸度测量方法等因素的变化而变化[3]。对于不同的材料,试验速度对性能的影响不同,铝及其合金受拉伸速度的影响较小,软钢、不锈钢受拉伸速度的影响较大,试验速度增加,则强度性能指标升高,延伸性能指标降低;反之,强度性能与延伸性能指标的变化与上述相反[4],而聚烯烃树脂的拉伸性能受拉伸速度的影响特别大,尤其是对拉伸屈服应力的影响最大,这是因为塑料属于粘弹性材料,其应力松弛过程与变形速率紧密相关,需要一个时间过程。
从分子运动机理角度来说,聚合物的拉伸过程包括弹性形变、屈服、应变软化、冷拉、应变硬化和断裂。屈服即是在应力作用下链段开始运动,因为链段运动是松弛过程,外力的作用使松弛时间下降,若链段运动的松弛时间与外力作用速度相适应,材料在断裂前可发生屈服,出现强迫高弹性,则表现为韧性断裂。若外力作用时间短,链段的松弛跟不上外力作用速度,为是材料屈服需要更大的外力,材料的屈服强度提高,材料在断裂前不发生屈服,则表现为脆性断裂。本文即主要研究实验速度对拉伸屈服应力的影响。
在材料拉伸或压缩过程中,当应力达到一定值时,应力有微小的增加,而应变却急剧增长的现象,称为屈服,使材料发生屈服时的正应力就是材料的屈服应力。
根据拉伸试验测出的应力、应变对应值,可绘制应力一应变曲线。从曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值。曲线下方所包括的面积代表材料的拉伸破坏能。它与材料的强度和韧性相关。强而韧的材料 ,拉伸破坏能大 ,使用性能也佳。不同类型的高分子材料的应力-应变曲线是不同,拉伸屈服应力的大小也不一样。典型的聚合物拉伸应力-应变曲线如图1所示。
在应力-应变曲线上,以屈服点为界划分为两个区域。屈服点之前是弹性区,即除去应力后材料能恢复原状,并在大部分该区域内符合虎克定律。屈服点之后是塑性区,即材料产生永久性变形,不再恢复原状。
根据拉伸过程中屈服点的表现,伸长率的大小以及其断裂情况,应力-应变曲线大致可分为如图2所示的五种类型:①软而弱;②硬而脆;③硬而强;④软而强;⑤硬而韧。
所谓的“软”和“硬”是用于区分模量的低或高,“弱”和“强”是指强度的大小,“脆”是指无屈服现象而且断裂伸长很小,“韧”是指断裂伸长和断裂应力都较高的情况。聚丙烯树脂和聚乙烯树脂就属于韧性材料,它们的拉伸应力-应变曲线就是图2中的第5种。从图2可以看出并不是所有的聚合物都有屈服点的,这也就说明不同类型的聚合物其拉伸屈服应力是不同的,有的甚至没用拉伸屈服应力。
2.实验方法
2.1 样品制备
本实验按照国家标准GB/T1040-2006[5]的要求对聚丙烯树脂进行了拉伸屈服应力的实验。实验所用的原料是神华包头煤化工有限责任公司生产的聚丙烯粒料,牌号是L5E89。样品制备所用的仪器是克劳斯玛菲注塑机,注塑温度为230℃,模温机温度是40℃,保压压力是60巴,保压时间是30秒,冷却时间是25秒。所用的模具是P003955/06。注塑成型的样品的尺寸是150 mm×10mm×4mm(平均值),属于GB/T1040-2006中的Ⅰ型试样。对注塑成型的样条进行严格的挑选,保证样条的表面和边缘无划痕、黑点、空洞、凹陷和毛刺,样条应无扭曲,相邻的平面要相互垂直。样条的数量要足够多,保证每种试验参数下至少有10个合格的样条来进行平行试验。
2.2 样品进行状态调节
按照GB/T2918-1998[6]规定,将样品放在23℃,相对湿度为50%RH的恒温恒湿箱内状态调节48小时后再进行拉伸试验。
2.3 样品进行拉伸试验
拉伸实验所用的仪器是美国Instron公司的Bluehill万能试验机,根据GB/T 1040-2006,热塑性增强塑料的实验速度有B、C、D、E、F,即2 mm/min、5 mm/min 10 mm/min、20 mm/min 和50 mm/min,每种速度下都测试了10个样条,而且测试时操作方法要保持一致。测试前用游标卡尺在样条中心位置附近取三个点准确测得样条的宽度,取其平均值作为最终代入计算的数值,用测厚仪在样条中心位置附近取三个点准确测得样条的厚度,取其平均值作为最终代入计算的数值。在夹持样条时为了保证结果的平行性,要求样条上面有数字的一面正对着操作者,样条的切口端朝下。在样条的同一位置画好标线以保证每个样条的夹持位置是一致的。将样条放到夹具中时,要保证使样条的长轴线与试验机轴线在同一条直线上。从试验结果中发现在拉伸速度为2 mm/min和5 mm/min时,样品未被拉断,而且结果差距很大,故将这两个速度下的实验结果舍去,不参与讨论。 3.实验结果与讨论
3.1 速度对拉伸屈服应力的影响
不同实验速度下的拉伸屈服应力见表1。
每种实验速度下测试了15个样品,将实验结果相差比较大的舍弃,最终选取重复性很好的10个结果进行讨论,上述条件下的结果的标准偏差(RSD)分别为:1.11%,0.60%和0.59%,均小于5%,所以实验结果是可取的。综上所述,随着拉伸速度的增加,样品的拉伸屈服应力是逐渐增加的。对于GB/T1040-2006中的Ⅰ型试样来说,最佳的拉伸速度是50 mm/min。
3.2 状态调节对拉伸屈服应力的影响
未进行状态调节和进行状态调节的样品的拉伸屈服应力见表2。
根据GB/T2918-1998规定,将样品放在23℃,相对湿度为50%RH的恒温恒湿箱内状态调节48小时。实验速度为20 mm/min和50 mm/min。每种测试条件下均测试了10个样品,将实验结果相差比较大的舍弃,最终选取重复性很好的5个结果进行讨论,上述条件下的结果的标准偏差(RSD)分别为:0.96%,0.50%,0.79%和0.67%,均小于5%,所以实验结果是可信的。从实验结果可以看出,状态调节后的样品的拉伸屈服应力明显的比为进行状态调节的样品的拉伸屈服应力要大。
4.结论
相同条件下,拉伸速度越大,样品的拉伸屈服应力越大。对于GB/T1040-2006中的Ⅰ型试样来说,最佳的拉伸速度是50 mm/min。样品经过状态调节后其拉伸屈服应力增大。
对于本公司生产的聚丙烯树脂的拉伸性能测试,要求拉伸实验的样条应该在注塑成型后进行状态调节48小时后再进行测试,测试的最佳速度为50 mm/min。
参考文献
[1] 周祥兴,郁文娟,张惠曦等.实用塑料包装制品手册.中国工业出版社,2000.
[2] 张怀志,阎功臣,景丽荣等.影响塑料拉伸试验结果的因素.工程塑料应用,2005年,第33卷,第10期.
[3] 王超先,蔡春飞.塑料拉伸屈服应力不确定度的评定.理化检验-物理分册,2004,7(40):341-343.
[4] 陆文华.影响拉伸试验结果的主要因素,广东交通职业技术学院学报,2004年12月第4期.
[5] 国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会发布.GB/T1040-2006塑料 拉伸性能的测定[M].北京:中国标准出版社,2007.
[6] 国家质量技术监督局发布.GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境[M].北京:中国标准出版社,1998.
点击下页还有更多>>>关于塑料拉伸性能测定技术论文
《咏石灰》 于谦 千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。 粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。 同学们!见过这首诗吗?如果见过,你又知道其中蕴涵的化学知识吗?也许你知道,也许你不知道。没关系,看了下文,你就会明白! 一、 开启化学之门 我们周围的世界,是一个物质的世界。这些物质,无时无刻不在变化:巨大的岩石逐渐风化变成泥土和沙砾;由于地壳变动而埋没在地下深处的古代树木变成了煤;铁器在潮湿的空气里逐渐生锈;等等。 人类为了生活和生产,在长期跟自然作斗争的过程里,积累了许多有关物质变化的知识。从而逐渐认识到,自然界里一切物质变化的发生都有一定的原因和条件。掌握了物质变化的原因和条件,就能进一步控制物质变化的发生,以达到利用自然和改造自然的目的。 化学就是一门物质性质和物质变化规律的基础自然学科,它研究物质发生变化的原因和条件,以及随着变化发生的各种现象(例如发光、放热、发生气体等)。 二、 进入化学之门 我国社会主义现代化建设的发展和能源消费的增长密切相关。常规性能源主要为化石燃料的煤、石油、天然气等,提高这些能源的有效利用率,在进行这些技术的革新中,离不开化学知识,离不开化学工作者的努力。在开发新能源中,化学同样发挥着巨大的 优势,如核能和太阳能发电装置都离不开特殊材料的研制。 1. 实用的新能源——电池 铝-空气-海水为能源的新型电池是我国首创的,可用作水标志灯已研制成功。还有 特种电池,如太阳能电池就是利用晶体硅和非晶体硅为材料制成的一种将太阳能转化为电能的装置。这种电池的前景最为广阔,因为它没有污染,据预测到21世纪中期全世界的电力总耗量的20%~30%将由太阳能电池提供。主要用于航天领域的氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池。它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等,电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应如下 负极: H2====2H 2H+2OH�0�4—2e=2H2O 正极:O2+2H2O+4e ===== 4OH�0�4 电池总反应:2H2+O2 2H2O 电子手表之所以能昼夜走动,袖珍电子计算机的液晶显示器显示数字等都靠的是微型电池。电子手表用的是银锌电池,化学反应方程式为:Ag2O+2Zn ===== Ag + 2ZnO,银-锌电池安装在电子手表中可以使用长达两年之久。1958年第一个心脏起搏器在瑞典植入成功,植入人体内,使用寿命长达10年之久。这种能源起搏器的安装寿命最长、可靠性最高的是锂-碘电池。这是多么神奇呀! 2.未来的能源——水中取“火” 目前世界各国都在探索新能源,如太阳能、潮汐能、地热、氢燃料和核能等,其中氢气是一种最有发展前途的新燃料,而氢气来自取之不尽,用之不竭的水。H2O ==== H2↑+O2↑,可用光化学法、生物方法或太阳能直接将海水转变为氢气。一旦水真正成为制氢的原料,人类又获得一种经久的能源。随着科技的发展,能提取的水将成为人类广泛使用的一种廉价能源,汽车、轮船、飞机和各种动力设备都将用氢气作燃料。更有意义的是氢气燃料又与氧气化合成水,如此循环不息,使氢气成为人类永不枯竭的能源。 三.化学之门处处开 1. 衣 随着生活水平的提高,人们都喜欢穿羊毛衫和羊毛外套。俗话说“羊毛出在羊身上”,但也有不出在羊身上的“羊毛”。这就是在百货商店大量充满毛线柜台色彩特别耀眼的腈纶毛线。腈纶有“合成毛线”之称,它的学名叫聚丙烯腈,它具有羊毛的特点,并且有优于羊毛之初。腈纶是怎样合成的呢?制取腈纶的原料是丙烯腈(CH2===CHCN),丙烯腈可以由电石制造,也可以用石油裂解和炼油废气中的丙烯来制造,丙烯经过氨氧化后,便成了丙烯腈: CH2====CH—CH3 + NH3 +3/2O2 磷钼酸铵 400~500°C CH2====CH—CN +3H2O 丙烯腈通过聚合反应变成聚丙烯腈,然后通过喷丝、纺织便成了腈纶纤维。 2 食 炸油条时,向面团里常加入纯碱和明矾,这是为什么呢?其实发明油条的 人可能并不懂得化学,但是他不自觉地利用了三个化学原理,才得到受人喜欢的油条。纯碱(NaHCO3)和氢氧化钠(NaOH),这就是做油条的第一个反应: Na2CO3+H2O ==== NaHCO3+NaOH。第二个反应是生成的碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧气化碳:2NaHCO3=====Na2CO3+H2O+CO2↑两个反应结果使面团里形成了许多充满二氧化碳的微小气室,气体受热会发生膨胀,所以在炸油条时,油条迅速膨胀起来。但上面两个反应结果会产生较多的氢氧化钠,因氢氧化钠是强碱,那是不能吃的,巧在发明油条的知道用明矾,来中和氢氧化钠的碱性。反应产生的氢氧化铝呈胶体形式存在,有利于包裹二氧化碳气体和使面团具有较大限度的伸胀性。氢氧化铝是胃舒平的主要成分,它能中和胃中产生过多的胃酸(盐酸),保护胃壁黏膜,因此患有胃病的人,常吃油条有好处。不但营养价值高,而且舒坦了自己的胃。 3 住 聚氯乙烯(PVC),你知道它的作用吗?它就是家居中广泛应用的墙壁装饰材料墙纸的化学原料,把它用刮刀均匀地涂在底纸,再经过一定的工序后,印刷和沟底轧花而成。我们用的肥皂盒、梳子、拖鞋、凉鞋、床单、水桶等都是由聚氯乙烯制成的,有的比丝绸还要柔软,有的比钢铁还要坚硬。在这些材料的制作中掺入不同量和质的添加剂,以至塑料制品达到人们的预计要求。 好了,就说到这儿吧,于谦的那一首诗所蕴涵的化学知识就请同学们自己去想吧,读书百遍,其意自见嘛!上面所讲的一些都是日常生活中常见到的,这是微乎其微的,如果想了解更多的化学知识,那就到生活中去看、去听、去感受吧。
化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。常见的电池大多是化学电源。它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。比如以下例子干电池 干电池也称一次电池,即电池中的反应物质在进行一次电化学反应放电之后就不能再次使用了。常用的有锌锰干电池、锌汞电池、镁锰干电池等。 锌锰干电池是日常生活中常用的干电池,其结构如右图所示: 正极材料:MnO2、石墨棒 负极材料:锌片 电解质:NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物 电池符号可表示为 (-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊状)‖MnO2|C(石墨) (+) 负极:Zn=Zn2++2e 正极:2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=2Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O 锌锰干电池的电动势为1.5V。因产生的NH3气被石墨吸附,引起电动势下降较快。如果用高导电的糊状KOH代替NH4Cl,正极材料改用钢筒,MnO2层紧靠钢筒,就构成碱性锌锰干电池,由于电池反应没有气体产生,内电阻较低,电动势为1.5V,比较稳定。 二、蓄电池 蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池,也称二次电池[1]。其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。 (-)酸性铅蓄电池 铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极,由另一组充满二氧化铝的铅锑合金格板做正极,两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中,放电时,电极反应为: 负极:Pb+SO42-=PbSO4+2e 正极:PbO2+SO42-十4H++2e=PbSO4+2H2O 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4十2H2O 放电后,正负极板上都沉积有一层PbSO4,放电到一定程度之后又必须进行充电,充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接,将负极上的PbSO4还原成Pb,而将正极上的PbSO4氧化成PbO2,充电时发生放电时的逆反应: 阴极:PbSO4+2e=Pb+SO42- 阳极:PbSO4+2H2O=PbO2+SO42-+4H++2e 总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+H2SO4 正常情况下,铅蓄电池的电动势是2.1V,随着电池放电生成水,H2SO4的浓度要降低,故可以通过测量H2SO4的密度来检查蓄电池的放电情况。铅蓄电池具有充放电可逆性好、放电电流大、稳定可靠、价格便宜等优点,缺点是笨重,常用作汽车和柴油机车的启动电源,坑道、矿山和潜艇的动力电源,以及变电站的备用电源。 (二)碱性蓄电池 日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多,携带方便,使用寿命比铅蓄电池长得多,使用信当可以反复充放电上千次,但价格比较贵。商品电池中有镍-镉(Ni-Cd)和镍一铁(Ni-Fe)两类,它们的电池反应是: Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 Fe+2NaO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Fe(OH)2 反应是在碱性条件下进行的,所以叫碱性蓄电池。 高能电池 具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池。所谓“比能量”和“比功率”是指控电池的单位质量或单位体积计算电池所能提供的电能和功率。高能电池发展快、种类多。 (-)银一锌电池 电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O2和Zn,所以叫银一锌电池。电极反应和电池反应是: 负极:2Zn+4OH-=2Zn(OH)2+4e 正极:Ag2O2+2H2O+4e=Ag+4OH- 电池反应:2Zn+Ag2O2+2H2O=2Zn(OH)2+2Ag 利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点。这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。 (二)锂-二氧化锰非水电解质电池 以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电池符号可表示为: Li|LiClO4|MnO2|C(石墨) 负极反应:Li=Li++e 正极反应:MnO2+Li++e=LiMnO2 总反应:Li+MnO2=LiMnO2 该种电池的电动势为2.69V,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90%,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等。 (三)钠+硫电池 它以熔融的钠作电池的负极,熔融的多硫化钠和硫作正极,正极物质填充在多孔的碳中,两极之间用陶瓷管隔开,陶瓷管只允许Na+通过。放电分二步进行: 第一步放电 负极:Na=Na++e 正极:2Na++5S+2e=Na2S5(l) 总反应:2Na+5S=Na2S5(l) 负极上生成的Na+通过陶瓷管,进入正极与硫进行作用,生成Na2S5,使正极成为S和Na2S5现混合物,直到将破全部转化成Na2S5为止,当正极的硫被消耗完之后转为第二步放电反应。 第二步放电 负极:2Na=2Na+2e 正极:2Na++4Na2S5+2e=5Na2S4(l) 总反应:2Na+4Na2S5+2e=5Na2S4(l) 当Na2S5作用完后,电池放电转入后期工作。 第三步放电 负极:2Na=2Na+2e 正极:2Na+Na2S4+2e=2Na2S2(l) 总反应:2Na+Na2S4=N a2S2(l) 钠-硫电池的电动势为2.08V,可作为机动车辆的动力电池。为使金属钠和多硫化钠保持液态,放电过程应维持在300℃左右。六 .锂离子电池锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂 离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层 的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象 优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
bbs.zxxk.com