煤基高分子工程材料的研究进展_赵正保

碳基高分子复合材料的制备及性能研究中期报告一、研究背景与意义碳基高分子复合材料是一类特殊的材料，具有较高的强度和硬度、优良的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。

它在航空、航天、汽车、电子、光电等领域得到广泛应用。

目前，针对碳基高分子复合材料的研究还比较少，需要进一步深入探索其制备工艺及性能。

本研究旨在探讨碳基高分子复合材料的制备工艺，研究其性能，并在此基础上进行应用探索，为相关领域的新材料研究提供借鉴和支持。

二、研究目标与研究内容本研究的主要目标是：1. 研究碳基高分子复合材料的制备技术，探究材料制备过程中的关键参数和控制策略。

2. 研究不同材料配比对复合材料性能的影响，测试其力学性能、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。

3. 探索碳基高分子复合材料的应用前景，为针对不同领域的具体应用进行初步探索。

本研究的具体内容包括：1. 确定复合材料制备的基础工艺及相关材料。

2. 设计不同材料配比及工艺参数的实验研究方案。

3. 对制备的样品进行物理、力学性能测试，并全面评估其性能。

4. 针对不同应用领域，运用碳基高分子复合材料的性能特点进行初步应用探索。

三、研究现状目前，针对碳基高分子复合材料的研究主要集中在材料制备和性能研究方面。

其中，制备技术方面主要有溶液浸渍法、热压烧结法和成型挤压法等，而性能研究方面则主要着眼于复合材料的机械性能、物理性能和化学稳定性等方面。

四、研究方法本研究主要采用实验研究法，通过对碳基高分子复合材料的制备过程进行优化，调整不同材料配比，获得具有优良性能的复合材料。

同时，采用多种测试方法进行性能评估和应用探索。

具体研究步骤如下：1. 材料制备：确定复合材料制备的材料和基础工艺，探究关键参数和控制策略。

2. 复合材料制备方案：设计不同材料配比及工艺参数的实验研究方案。

3. 性能测试：对制备的样品进行物理、力学性能测试，并全面评估其性能。

4. 应用探索：针对不同应用领域，运用碳基高分子复合材料的性能特点进行初步应用探索。

本技术属高分子材料技术领域，为解决煤矿加固用高分子材料由于阻燃元素迁移所造成的阻燃性能下降以及环境污染等问题，提供一种无卤高阻燃煤矿加固煤岩体用高分子材料及其制备方法。

由主剂和固化剂双组份制备而成，主剂为环氧磷酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、表面活性剂和催化剂按重量比1545：1035：725：0.51：0.52混合；固化剂为异氰酸酯。

由于环氧磷酸酯多元醇的存在，不仅磷含量高，在材料燃烧分解时能产生热稳定性较好的富磷焦炭层，该层能抑制基体树脂的继续燃烧，也能有效地抑制可燃性气体的产生，同时提高了多元醇的存储稳定性、材料的粘接强度和耐水解性。

权利要求书1.一种无卤高阻燃煤矿加固煤岩体用高分子材料，其特征在于：所述由主剂和固化剂双组份反应而成，其主剂质量和固化剂质量比为0.7~1.2：0.7~1.2；主剂为环氧磷酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、表面活性剂和催化剂按重量比15-45：10-35：7-25：0.5-1：0.5-2混合；固化剂为异氰酸酯，所述异氰酸酯为多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯中的任意一种或两种混合。

2.根据权利要求1所述的一种无卤高阻燃煤矿加固煤岩体用高分子材料，其特征在于：所述环氧磷酸酯多元醇的具体制备方法为：100-200g磷酸三乙酯、0.1-0.5g四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯混合，在氮气环境中升温至80℃，加入50-110g的五氧化二磷，保持温度在80-90℃反应5小时，得到透明溶液后开始滴加100-200g三羟甲基氧化膦，保持回流冷凝，继续反应3-4h后，加入100-200g的环氧树脂DYD-127，0.01-0.1g辛酸亚锡，控制温度在80-120℃，通入10-30g的环氧乙烷至酸值小于2mgKOH/g；加入20-50g的环氧树脂DYD-127即可。

3.根据权利要求2所述的无卤高阻燃煤矿加固煤岩体用高分子材料，其特征在于：所述环氧树脂DYD-127为环氧当量180-190g/mol,可水解氯≤0.1%wt，无机氯为0，粘度8000-10000mPa.s25℃，挥发组份≤0.2% wt。

天然高分子材料研究进展前言“不使用也不产生有害物质,利用可再生资源合成环境友好化学品”已成为国际科技前沿领域。

众所周知,世界石油资源日益减少,原油价格不断上涨,使传统的合成高分子工业的发展受到制约。

同时,合成高分子材料很难生物降解,造成的环境污染日益严重[1 ] 。

可再生天然高分子来自自然界中动、植物以及微生物资源,它们是取之不尽、用之不竭的可再生资源。

而且,这些材料废弃后容易被自然界微生物分解成水、二氧化碳和无机小分子,属于环境友好材料。

尤其,天然高分子具有多种功能基团,可以通过化学、物理方法改性成为新材料,也可以通过新兴的纳米技术制备出各种功能材料[2 ] ,因此它们很可能在将来替代合成塑料成为主要化工产品。

由此,世界各国都在逐渐增加人力和财力的投入对天然高分子材料进行研究与开发。

近10 年,有关天然高分子材料的优秀成果如雨后春笋般不断涌现[3 , 4 ] 。

本文主要综述纤维素、木质素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、其它多糖、蛋白质以及天然橡胶等主要天然高分子材料的研究进展,并探讨它们的应用前景。

1 天然高分子材料研究进展[3 , 4 ]111 纤维素、木质素材料纤维素是地球上最古老和最丰富的可再生资源,主要来源于树木、棉花、麻、谷类植物和其它高等植物,也可通过细菌的酶解过程产生(细菌纤维素) 。

纤维素由β2(1 →4)2链接的D2葡萄糖组成,它含有大量羟基,易形成分子内和分子间氢键,使它难溶、难熔,从而不能熔融加工。

纤维素除用作纸张外,还可用于生产丝、薄膜、无纺布、填料以及各种衍生物产品。

长期以来,采用传统的粘胶法生产人造丝和玻璃纸,由于大量使用CS2 而导致环境严重污染。

因此,寻找新溶剂体系是纤维素科学与纤维素材料发展的关键。

最近开发的纤维素溶剂主要有N2甲基吗啉2N2氧化物(NMMO) 、氯化锂P二甲基乙酰胺(LiClPDMAc) 、12丁基232甲基咪唑氯代( [BMIM]Cl) 和12烯丙基232甲基咪唑氯代( [AMIM]Cl) 离子液体等[5 ] 。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 4 期聚酰胺复合膜微孔支撑基底的研究进展赵珍珍1，郑喜1，王雪琪1，王涛1，冯英楠1，任永胜2，赵之平1（1 北京理工大学化学与化工学院，北京 102488；2 宁夏大学化学化工学院，省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室，宁夏 银川 750021）摘要：通过界面聚合法获得的聚酰胺复合膜在污废水处理、海水淡化等领域得到广泛应用，然而聚酰胺复合膜的结构对其应用起到关键作用，以往研究多数聚焦在分离层，而对复合膜微孔支撑基底的研究相对较少。

研究表明，微孔基底的物化特征对于聚酰胺分离层结构的形成及复合膜性能起着至关重要的影响作用。

为此，本文从支撑基底的制备工艺出发，围绕微孔基底的不同改性手段，介绍了传统基底改进方法和新型基底的材料与结构，并探讨了基底结构对压力驱动膜（纳滤、反渗透）与渗透压驱动膜（正渗透）分离层结构与性能的影响。

分析表明，具有高孔隙率、亲水性好的微孔基底可有效调控界面聚合过程中单体的储存与扩散，有利于获得高渗透和高选择性能的聚酰胺复合膜。

因此，未来仍需从聚合物材料及纳米改性等几个方面，发展更具潜力的微孔基底材料与结构，以推动聚酰胺复合膜的应用发展。

关键词：支撑基底；界面聚合；聚酰胺复合膜；膜结构优化中图分类号：TQ 028.8 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）04-1917-17Research progress on microporous supporting substrate of polyamidecomposite membraneZHAO Zhenzhen 1，ZHENG Xi 1，WANG Xueqi 1，WANG Tao 1，FENG Yingnan 1，REN Yongsheng 2，ZHAO Zhiping 1(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 102488, China;2State Key Laboratory of High-efficiency Utilization of Coal and Green Chemical Engineering, Department ofChemistry & Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, Ninigxia, China)Abstract: Polyamide composite membrane fabricated by interfacial polymerization has been widely used in wastewater treatment, seawater desalination and other fields. However, the structure of polyamide composite membrane plays a key role in its application. Most of the previous studies focused on the selective layer, while there are relatively few studies concentrated on the microporous substrate of the composite membrane. The results show that the physicochemical characteristics of microporous substrate exhibit a great influence on the formation of polyamide selective layer and the corresponding properties of the resultant composite membrane. Therefore, this review first introduced the preparation technologies of the substrate, then focused on the different modification methods of the microporous substrate, including the traditional substrate improvement method and the material and structure of the new substrate. Furthermore,综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1082收稿日期：2022-06-09；修改稿日期：2022-07-26。