第一篇：高能球磨法在超微粉體制備中的應(yīng)用

高能球磨法在超微粉制備中的應(yīng)用

宗澤宇

（南京工業(yè)大學(xué)，材料化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，210009）

摘要：簡(jiǎn)述分別通過(guò)高能球磨法制備氧化鋯-硬脂酸材料, 納米氧化亞銅材料 , 納米WC/MgO材料，納米AL2O3/Al復(fù)合材料的過(guò)程，總結(jié)五種材料各自的特點(diǎn)與生產(chǎn)方法。列舉了這五種材料在工業(yè)方面的優(yōu)點(diǎn)與主要應(yīng)用。關(guān)鍵詞：納米；高能球磨法；制備;應(yīng)用

The Applications about High Energy Milling

Zong Zeyu

(17,Class 0802, Material department of science & engineering, Nanjing

University of Technology)Abstract: This paper gives a sketch of five materials by High Energy Milling: Zr02-stearci Acid , Nano-cuprous Oxide, Nano-sized WC/MgO, Nano-sized AL2O3/Al composite material，find out their characteristics and preparation.The paper Also list the main applications of this five materials in industry and their advantages.Keywords: nanoparticle;High Energy Milling;preparation;applications 引言

高能球磨法一經(jīng)出現(xiàn)，就成為制備超細(xì)材料的一種重要途徑。傳統(tǒng)上,新物質(zhì)的生成、晶型轉(zhuǎn)化或晶格變形都是通過(guò)高溫(熱能)或化學(xué)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。機(jī)械能直接參與或引發(fā)了化學(xué)反應(yīng)是一種新思路。高能球磨法法的基本原理是利用機(jī)械能來(lái)誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)或誘導(dǎo)材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化, 以此來(lái)制備新材料。本文簡(jiǎn)述了通過(guò)高能球磨法制備五種材料的方法以及它們各自的應(yīng)用與優(yōu)點(diǎn)。制備方法

高能球磨法（又稱機(jī)械合金化, High Energy Milling)是一種制備合金粉末的高新技術(shù)[1]，它是在高能球磨[2]作用下，利用金屬粉末混合物的反復(fù)變形、斷裂、焊合、原子間相互擴(kuò)散或發(fā)生固態(tài)反應(yīng)形成合金粉末[3]。機(jī)械合金化作為新材料的制備技術(shù)之一，特別是其在細(xì)微、超細(xì)微粉體材料的研究方面占有重要的地位，已引起材料科學(xué)界的廣泛關(guān)注。本文采用高能球磨法制備氧 1 化亞銅粉末，研究球磨時(shí)間和不同pH值的水溶液對(duì)球磨反應(yīng)速率及產(chǎn)物形貌、顆粒尺寸的影響，為氧化亞銅粉末的廣泛應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。它可以制備的納米材料很多，如氧化鋯-硬脂酸材料, 納米氧化亞銅材料 , 納米WC/MgO材料，納米Al2O3/Al復(fù)合材料，納米Al-Si材料，氨基鋰-Li-N-H儲(chǔ)氫材料等，這里列舉了前五種材料。

2.1 納米氧化亞銅的制備[4]

實(shí)驗(yàn)原材料為銅、氧化銅粉末(-200 目，99.0%)、蒸餾水、HCl 和NaOH 試劑。試驗(yàn)儀器設(shè)備為南京大學(xué)儀器廠生產(chǎn)的QM-ISP04 行星式高能球磨機(jī)，球罐采用不銹鋼制成。磨球材質(zhì)為不銹鋼，球徑為5mm。實(shí)驗(yàn)時(shí)Cu 和CuO 的粉末置于兩個(gè)球罐中，分別加入pH=3的HCl 溶液和pH=12 的NaOH 溶液，球料比為30：1，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min。球磨一定時(shí)間后停機(jī)取樣。樣品通過(guò)低溫真空烘干處理后，采用Y-500 型X射線衍射儀對(duì)樣品進(jìn)行物相分析，JSM-6700F 冷陰極場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡和H-800 透射電子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行顆粒尺寸、形貌分析。得出氧化亞銅試樣。

2.2 納米WC/MgO的制備[5] 實(shí)驗(yàn)用W03的純度為99.9 %，石墨的純度為99.9%、Mg的純度為99.5%.將W03、石墨和Mg 按原摩爾比1: 1: 3 混合后，在QM-1SP4 型行星式球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨試驗(yàn).球磨前先抽真空,然后在高純氧氣保護(hù)狀態(tài)下進(jìn)行球磨.磨球材質(zhì)為硬質(zhì)合金、直徑為10 mm，磨球和粉料的質(zhì)量比為10:1,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250 r/min，并球磨50 h.球磨過(guò)程中，每隔一定的時(shí)間間隔，停機(jī)出少量粉末，以備分析檢測(cè)之用.分別對(duì)球磨粉末樣品進(jìn)行X-射線衍射(D500X-RAY)、掃描電子顯微鏡(JEM2840)和透射電子顯微鏡(JEM2840)分析，以便對(duì)球磨過(guò)程的反應(yīng)類型和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行深入探討。

2.3 納米Al-Si材料的制備[6]

實(shí)驗(yàn)所用粉末名義成分為Al-30Si，粉末采用氮?dú)忪F化水冷制得，Si，O 和Al 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.46%，0.25%和75.00%，其余為雜質(zhì)。粉末中位徑、面積平均徑、體積平均徑分別為17.01，10.46 和27.20 μm。高能球磨設(shè)備采用自制專用球磨機(jī)，選擇直徑為10 mm 與5 mm 2 種不銹鋼球進(jìn)行搭配，它們的質(zhì)量配比為1?1，球料質(zhì)量比為10?1，分別采用8，16，24與32 h 4 種球磨時(shí)間進(jìn) 2 行球磨(另有實(shí)驗(yàn)采用了高溫空氣氧化對(duì)粉末進(jìn)行預(yù)處理，氧化溫度為300 ℃,為便于比較，設(shè)定氧化時(shí)間與球磨時(shí)間相同)。

2.4 納米氧化鋯-硬脂酸系材料的制備[7]

使用清華大學(xué)北京精細(xì)陶瓷實(shí)驗(yàn)室制備的納米級(jí)ZrO2.8Y2O3 粉體，以及日本Fluka公司生產(chǎn)的硬脂酸。由于硬脂酸在80攝氏度以上會(huì)熔化并揮發(fā)，所以所有樣品均為自然干燥。且樣品中硬脂酸的加入含量皆為23.08%。過(guò)程：1, 氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中直接淚合，分散劑為元水乙醇。2, 氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中淚合，分散劑為無(wú)水乙醇，并加入少量氨水。3, 氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中昆合，分散劑為無(wú)水乙醇，加入足量氨水。4,氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中混合，分散劑為無(wú)水乙醇和D3021，加入足量氨水。5,氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中混合，分散劑為四氯化碳和無(wú)水乙醇的溫合溶液。6,氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中淚合，分散劑為四氯化碳和無(wú)水乙醇的淚合溶液，并加入足量氨水。7, 用預(yù)處理后的氧化鋯與硬脂酸在球磨機(jī)中混合，分散劑為四氯化碳和無(wú)水乙醇的混和溶液。8,用預(yù)處理后的氧化鋯與棚撒在球磨機(jī)中淚合，分散劑為四氯化碳和加乙醇的油和溶液，并加入足量氨水,10 ZrO2.8Y2O3 粉體，純硬脂酸。11，進(jìn)行取樣分析。

2.5 納米Al2O3/Al材料的制備[8] 材料為Al粉和Al2O3粉，純度為99.9%，粒度為100目，配料，球磨介質(zhì)為GCr15軸承鋼球，球徑為6~20mm，球料比為10：1，在行星試高能球磨時(shí)采用高純氬氣保護(hù)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速180r/min,在2h、5h、10h以及13h時(shí)分別取樣分析檢測(cè)，取樣在氬氣保護(hù)下進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用

3.1 納米氧化亞銅

氧化亞銅粉末用途廣泛，在玻璃和陶瓷工業(yè)中用作紅玻璃和紅瓷釉著色劑，在農(nóng)業(yè)上用作殺菌劑，在電子工業(yè)上用它和銅制作鎮(zhèn)流器。此外，它還可用作涂層、塑料和玻璃表面改性材料以及有機(jī)工業(yè)催化劑等，如用作光熱催化劑、阻燃抑煙材料[9]。常見(jiàn)的Cu2O 制備技術(shù)主要有固相法、液相法和電解法3 類[10]。隨著研究開(kāi)發(fā)的深入，Cu2O 的制備方法不斷創(chuàng)新，各種形貌與粒徑各異的產(chǎn)品促使超細(xì)Cu2O 粉體應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，更小的粒徑、更高的純度以及多 3 樣的形貌將為Cu2O 找到更多的用途[11]。

3.2 納米WC/MgO 鴿鉆硬質(zhì)合金具有高的硬度、優(yōu)異的熱硬性和良好的耐磨性能，在現(xiàn)代材料工業(yè)中占有十分重要的地位文獻(xiàn)最先介紹了用MgO 代替Co 制備WC/MgO 硬質(zhì)合金的探索性研究工作，并以W03、石墨和錢(qián)為原材料，采用室溫下高能球磨的方法，先制備納米WC/MgO 粉末，再用放電等離子燒結(jié)的方法制備了復(fù)合塊體材料.性能研究顯示，WC/MgO 硬質(zhì)合金的性能可以和鴿鉆類硬質(zhì)合金相媲美，說(shuō)明MgO 有可能代替Co 作為WC的和結(jié)劑制備高性能的硬質(zhì)合金.用氧化鏡代替鉆對(duì)于節(jié)約資源、降低成本具有重要意義.3.3 納米Al-Si 納米Al-Si材料作為電子封裝材料，其密度僅為傳統(tǒng)金屬基W-Cu 電子封裝材料的1/6，且納米Al-Si材料具有很好的導(dǎo)熱性能，線膨脹系數(shù)可控[12]，能與電路板廣泛使用的半導(dǎo)體材料相匹配，因此，作為基片襯底、機(jī)殼及蓋板等材料，可保證電子器件在使用過(guò)程中不致受熱或開(kāi)裂而過(guò)早失效。納米Al-Si材料電子封裝材料代表了新型輕質(zhì)電子封裝材料的發(fā)展方向。納米Al-Si材料制備工藝有熔鑄法[13-14]、粉末冶金燒結(jié)法、噴射沉積法和溶滲法錠坯制備技術(shù)，以及熱擠壓、半固態(tài)擠壓、熱鍛造等加工成形技術(shù)

[15]，然而，采用這些方法所制備的材料，其熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)及抗拉強(qiáng)度難以同時(shí)滿足電子封裝材料的使用要求，因此，必須尋求新的途徑，制備出能完全滿足使用要求的材料。

3.4 納米氧化鋯-硬脂酸系材料

近年由于不可再生能源的枯竭以及化學(xué)能源的過(guò)度使用給人類的生存環(huán)境帶來(lái)了極惡劣的影響當(dāng)前提高能源使用效率和開(kāi)發(fā)可再生能源成為了人類面臨的重要課題。其中熱能儲(chǔ)備材料中的變相儲(chǔ)能材料成為焦點(diǎn).不少文獻(xiàn)中都采用了二氧化硅與硬脂酸復(fù)合的方法制備相變儲(chǔ)能材料，但硬脂酸存在難于工藝開(kāi)發(fā)以及150攝氏度時(shí)極易坍塌的缺點(diǎn)，因而驗(yàn)采用了氧化錯(cuò)代替氧化硅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且放棄使用溶膠凝膠法，而是采用適合工業(yè)放大用的球磨法。相變儲(chǔ)能材料在很多方面取得了重要應(yīng)用。比如:1)在能量的吸收系統(tǒng)中，延長(zhǎng)能量的可利用時(shí)間，這主要是用在太陽(yáng)能、廢熱等方便;2)在能量需要安全供應(yīng)的地方，比如醫(yī)院、計(jì)算中心等;3)熱慣性及熱保護(hù)的應(yīng)用。

3.5 納米Al2O3/Al 將Al和Al2O3陶瓷混合經(jīng)高能秋末形成Al2O3彌散強(qiáng)化的鋁基復(fù)合材料，充分發(fā)揮Al和Al2O3的長(zhǎng)處，能使Al2O3/ Al復(fù)合材料具有多種優(yōu)良性能，因此鋁基復(fù)合材料在航空航天、汽車、機(jī)械耐磨件、耐熱件、結(jié)構(gòu)件以及化工耐腐蝕等領(lǐng)域內(nèi)將有十分重要的應(yīng)用價(jià)值以及廣闊的應(yīng)用前景。

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第二篇：淺談地基施工中如何應(yīng)用粉體攪拌法

淺談地基施工中如何應(yīng)用粉體攪拌法.txt生活，是用來(lái)經(jīng)營(yíng)的，而不是用來(lái)計(jì)較的。感情，是用來(lái)維系的，而不是用來(lái)考驗(yàn)的。愛(ài)人，是用來(lái)疼愛(ài)的，而不是用來(lái)傷害的。金錢(qián)，是用來(lái)享受的，而不是用來(lái)衡量的。謊言，是用來(lái)?yè)羝频模皇怯脕?lái)裝飾的。信任，是用來(lái)沉淀的，而不是用來(lái)挑戰(zhàn)的。淺談地基施工中如何應(yīng)用粉體攪拌法

來(lái)源：中國(guó)論文下載中心 [ 09-07-21 11:34:00 ] 作者：朱大福 編輯：studa20-

摘 要：在軟弱土地基上的建筑物往往會(huì)出現(xiàn)地基強(qiáng)度和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題，因而常常需要采取措施，進(jìn)行地基處理。作為處理軟土地基手段之一的深層粉體攪拌樁，在我國(guó)土建工程中，已得到廣泛使用。

關(guān)鍵詞：粉體攪拌法；地基；施工 粉體攪拌法的特點(diǎn)

1.1 可根據(jù)不同加固土的性質(zhì)和需要達(dá)到的樁體要求，選用不同種類不同摻量的固化材料，目前常用的有水泥和石灰等。

1.2 利用固化材料可提高加固土的早期強(qiáng)度，大大縮短工期，由于固結(jié)屈服應(yīng)力很大，故上部承重時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生固結(jié)沉降。

1.3 施工機(jī)具簡(jiǎn)單，設(shè)備小型便于操作。無(wú)振動(dòng)和噪音對(duì)周圍土體無(wú)擠壓作用，可在建筑物、人口密集區(qū)鄰近施工。

1.4 加工費(fèi)用低廉，技術(shù)效果明顯，可用于大范圍軟基處理。原理

粉體攪拌是以石灰、水泥等粉體固化材料，通過(guò)專用的粉體攪拌機(jī)械用壓縮空氣將粉體送到軟弱地層中。憑借鉆頭葉片，在原位進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，形成土和摻和料的混和物。使其產(chǎn)生一系列的物理——化學(xué)反映，從而形成柱狀加固體，提高土的穩(wěn)定性能和力學(xué)性能一般在摻入１５％水泥的情況下，９０天齡期的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)２０ＭＰａ。施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1材料

（1）粉體攪拌法目前主要使用的固化劑為石灰粉、水泥以及石膏及礦渣等，也可使用粉煤灰作摻和料。

（2）粉體生石灰樁技術(shù)要求。①石灰應(yīng)該是細(xì)磨的，在攪拌過(guò)程中，為防止樁體中石灰聚集，石灰最大粒徑應(yīng)小于2mm。②石灰應(yīng)盡量選取純凈無(wú)雜質(zhì)的，石灰中氧化鈣和氧化鎂含量至少應(yīng)為8.5%，其中氧化鈣含量最好不低于80%。③石灰的儲(chǔ)存期，不宜超過(guò)三個(gè)月。④石灰的液性指數(shù)不低于70%。

（3）石灰樁法（包括塊灰灌入法、粉灰攪拌法）常用摻合料是粉煤灰，也可摻入火山灰、鋼渣或黏土、采用摻合料后可防止石灰樁軟心。

（4）石灰加摻合料比例通常為15%-30%，加大摻合料比例，使樁身強(qiáng)度提高較大，粉體材料為生石灰粉摻入3%，半水石膏適用于地基酸性反應(yīng)。

（5）摻粉煤灰必然引起減少樁身吸水效果，對(duì)不追求石灰吸水脹發(fā)作用可增大粉煤灰摻量，最高摻量達(dá)80%-90%。

（6）摻入30%細(xì)磨石灰粉，提高流塑狀輕亞黏土地基的加固效果。

3.1.2作業(yè)條件

（1）工作場(chǎng)地表層硬殼很薄時(shí)，需先鋪填砂、礫石墊層，以便機(jī)械在場(chǎng)內(nèi)順利移動(dòng)和施鉆，如場(chǎng)內(nèi)樁位有障礙物，例如木樁、石塊等應(yīng)排除。

（2）機(jī)械設(shè)備配置：鉆機(jī)、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)、攪拌鉆頭等。

（3）根據(jù)地質(zhì)資料，通過(guò)原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)取得地基土、灰土物理力學(xué)及化學(xué)指標(biāo)，選取最佳含灰量，作為設(shè)計(jì)摻灰量，決定設(shè)置攪拌范圍，選擇樁長(zhǎng)、截面及根數(shù)。

3.2 操作工藝

3.2.1 粉體噴射攪拌法是在軟土地基中輸入粉柱體加固材料，通過(guò)和原位地基土強(qiáng)制攪拌混合，使地基土和加固材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在穩(wěn)定地基土的同時(shí)，提高強(qiáng)度的方法。

（1）施工原理：由壓縮空氣輸送的加固材料通過(guò)攪拌葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴出，并隨著攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)和原位地基土攪拌均勻混合一起，和加固材料分離后的空氣，就沿著攪拌軸，由軸與土的縫隙處排出地面。

（2）固結(jié)原理：粉體噴射攪拌法使用的固化劑，主要有石灰、水泥，還有石膏及礦渣，可使用粉煤灰作為摻合料。

通過(guò)固結(jié)反應(yīng)而形成穩(wěn)定的石灰粉體，在軟土中加入生石灰，生石灰和土中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)成熟石灰，水分被吸收，起到了膠結(jié)作用，并產(chǎn)生熱量，柱體消化而產(chǎn)生體積膨脹1-2倍，促進(jìn)周圍土體的固結(jié)。

拌入石灰后軟土物理性能起了變化，加灰后軟土液性指數(shù)隨含水量增加呈線性遞減，含水量小于50%的土加灰后，液性指數(shù)從原來(lái)流態(tài)進(jìn)入半固態(tài)或固態(tài)，在穩(wěn)定壓力下壓縮量隨石灰粉含量增加而遞減，壓縮量減小達(dá)1/3，提高石灰柱體的強(qiáng)度。拌入石灰后增加軟黏土的滲透性，石灰柱在不同類型軟土中起到排水作用。

3.2.2 粉體攪拌法工藝要求

室內(nèi)試驗(yàn)：在現(xiàn)場(chǎng)取回土樣與加固料均勻攪拌后制備灰土試件，具體按下面原則選擇：

①當(dāng)含水量為天然地基土含水量，養(yǎng)護(hù)齡期為7天，28天和90天。②當(dāng)含水量高于天然地基土含水量，含灰量可取10-15%。③當(dāng)含水量低于天然地基土含水量，含灰量可取6-10%。

3.2.3 粉體噴射攪拌法施工工藝

粉體噴射攪拌法是以機(jī)械強(qiáng)制攪拌土粉混合體，使灰土混合形成加固柱體。

3.2.4 粉體攪拌加固形成（1）制成獨(dú)立柱狀。

（2）連續(xù)搭接布置成壁狀。

（3）連續(xù)縱、橫網(wǎng)向搭接成塊狀。

3.2.5 分體攪拌樁的排列和間距

①根據(jù)結(jié)構(gòu)要求的承載力，初步選定間距，從而定出加固范圍內(nèi)攪拌樁的數(shù)量以及每平方米內(nèi)攪拌樁所占的面積。②攪拌樁的排列一般呈等邊三角形，也可四方形布置，樁徑為0.5-1.5m，樁距約1m。

3.2.6 粉體攪拌法施工順序

樁體對(duì)位——下鉆——鉆進(jìn)——提升——提升結(jié)束。

3.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.3.1 保證項(xiàng)目

使用材料的各種指標(biāo)，包括含灰量、灰液性指數(shù)和外加劑品種摻量，必須符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)方法：材料出廠證明、合格證、試驗(yàn)報(bào)告及施工日志。

3.3.2 基本項(xiàng)目

（1）樁徑、深度及灰土質(zhì)量，必須符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)方法：一般成樁后開(kāi)挖樁體，測(cè)量樁身直徑、樁體連續(xù)均勻程度，要求黏結(jié)牢固，無(wú)孔洞、不松散、無(wú)裂隙、樁質(zhì)堅(jiān)硬、灰體強(qiáng)度高。在開(kāi)挖出來(lái)的樁體中切取100×100×100MM立方體，在正常養(yǎng)護(hù)下進(jìn)行強(qiáng)度、壓縮試驗(yàn)。

（2）經(jīng)養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)樁體強(qiáng)度，要符合設(shè)計(jì)要求。

檢驗(yàn)方法：采用十字型鋼排架、鋼筋砼地錨，用千斤頂加載或用重物加載法。

3.4 施工注意事項(xiàng)

（1）空壓機(jī)的壓力不需要很高，風(fēng)量不宜過(guò)大。

（2）鉆機(jī)及桅稈安裝在載體上，在地面上進(jìn)行操作，要滿足耐壓力要求。

（3）石灰（生）使用前一般用水熟化，是碳化作用產(chǎn)生放惹反應(yīng)，可用下式表示：CaO+H2O→Ca（OH）2+65.31K/mol。生石灰加水后放出熱量形成蒸汽，同時(shí)體積膨脹增大，體積增大是由于比重減少（生比重3：1，熟比重2：1）和質(zhì)地變?yōu)槭杷傻姆勰钏隆?/p>

石灰有次特性，在施工現(xiàn)場(chǎng)要設(shè)置石灰池，石灰粉要遮蓋，一防止飛粉污染，二防止遇雨水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，濺傷皮膚及眼睛，施工人員要配戴防護(hù)眼鏡。

（4）鉆頭提升距地面30-50CM應(yīng)停止噴粉，以防溢出地面。

參考文獻(xiàn) ［1

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

Nagaraj

T.S

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第三篇：全自動(dòng)血液成分分離機(jī)在成分制備中的應(yīng)用

全自動(dòng)血液成分分離機(jī)在成分制備中的應(yīng)用

【摘 要】目的：比較手工成分制備和全自動(dòng)血液成分分離機(jī)制備的差異，探討全自動(dòng)血液成分分離機(jī)在成分制備中的應(yīng)用價(jià)值，保證血液質(zhì)量，確保輸血安全。

【關(guān)鍵詞】全自動(dòng)；分離機(jī)；血液；手工

【中圖分類號(hào)】R457 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-7484（2014）04-2136-01

成分輸血是將新鮮的血液采用手工或全自動(dòng)血液分離設(shè)備分離成各種成分，根據(jù)患者的治療需要，輸入一種或多種成分。成分輸血與輸注全血相比可有效降低輸血反應(yīng)，安全系數(shù)可大大提高。

隨著傳統(tǒng)輸血方式的改變，成分輸血已被臨床廣泛應(yīng)用，這對(duì)成分血的制備手段和制備水平也就提出了更高的要求。成分血質(zhì)量的高低直接影響著臨床治療的效果，關(guān)系到病人的健康；同時(shí)各血站成分科的信息化建設(shè)和業(yè)務(wù)能力也是衡量一個(gè)血站業(yè)務(wù)管理水平的重要指標(biāo)。

我站于2012年引進(jìn)了10臺(tái)全自動(dòng)血液成分分離機(jī)，通過(guò)近2年的使用取得了很好的效果。全自動(dòng)分離機(jī)的使用使成分制備工作有了質(zhì)的飛越，以前傳統(tǒng)的手工分離，全憑工作人員的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在機(jī)器自動(dòng)分離可以做到的精細(xì)化，標(biāo)準(zhǔn)化，最大程度的避免了人為誤差，使血液質(zhì)量得到了有力保障，現(xiàn)將工作中的使用體會(huì)介紹如下： 一人可獨(dú)立完成整個(gè)制備過(guò)程，保證了制備過(guò)程的連續(xù)性

傳統(tǒng)的成分制備方法是將血液經(jīng)過(guò)低溫離心機(jī)離心后，放入分漿夾中，手工分成紅細(xì)胞和血漿。工作流程中包含多個(gè)環(huán)節(jié)：離心、制備、熱合、登記，需要多名工作人員相互銜接完成整個(gè)流程，環(huán)節(jié)復(fù)雜。而自動(dòng)分離機(jī)具備了一機(jī)多用的功能，可以實(shí)現(xiàn)分離、熱合、登記一氣呵成，一袋血液可以由一名工作人員獨(dú)立完成整個(gè)制備流程，出現(xiàn)問(wèn)題可以直接追溯到責(zé)任人，避免了多個(gè)環(huán)節(jié)責(zé)任不能明確的問(wèn)題。機(jī)器自帶的3個(gè)熱合頭還可根據(jù)需要分別完成紅細(xì)胞和血漿的熱合，方便實(shí)用。使用全自動(dòng)血液分離機(jī)后，工作環(huán)節(jié)告別了以前的忙亂狀態(tài)，每個(gè)人井井有條的操作手頭的機(jī)器，節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了勞動(dòng)效率，使整個(gè)工作流程得到了優(yōu)化，減少了工作流程，減少了血液的來(lái)回搬動(dòng)震蕩，使血液溶血幾率大大下降。定量精確，保證了血液質(zhì)量

傳統(tǒng)的手工制備完全依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)，靠肉眼來(lái)判斷，血漿分離不完全，病人輸入后，會(huì)增大因殘留血漿蛋白引發(fā)輸血反應(yīng)的幾率。自動(dòng)分離機(jī)裝有紅細(xì)胞探測(cè)感應(yīng)器，只有到達(dá)紅細(xì)胞和血漿的分界層時(shí)，才會(huì)停止分漿，可以最大限度的提取血漿。機(jī)器配備了3個(gè)重量感應(yīng)器，可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程稱重，保證符合質(zhì)量要求，這是手工制備無(wú)法做到的。稱重后數(shù)據(jù)可以在屏幕上實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)讀取數(shù)據(jù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免過(guò)去手工制備時(shí)保存液未加入、血漿量超重等問(wèn)題。自動(dòng)分離機(jī)還配備了多種成分的制備程序，基本涵蓋了成分科所制備的所有項(xiàng)目，工作人員可根據(jù)需要選擇程序進(jìn)行制備。每種成分的要求都不一樣，如制備冷沉淀的原料漿和制備病毒滅活的血漿重量就有差別，手工制備控制很難做到精準(zhǔn)，人為差異明顯，而分離設(shè)備只要設(shè)定好標(biāo)準(zhǔn)量，按照既定程序，任何人操作都是一樣的結(jié)果，保證了終產(chǎn)品的精準(zhǔn)性和一致性，使血液制備水平有了質(zhì)的飛越。全程掃碼，事后可追溯

自動(dòng)分離機(jī)配備了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)功能，可以和現(xiàn)有的血站管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)掃碼可以輸入血液的基本信息、操作人員的信息、設(shè)備的信息等，最后可以匯總整個(gè)工作量及每袋成分的制備情況，大大方便了日后的數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)追溯，進(jìn)而做到質(zhì)量追蹤，解決了成分科長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和信息化管理的難題。

綜上所述表明：全自動(dòng)血液成分分離機(jī)取代手工制備是一種趨勢(shì)，它在最大限度減輕人力勞動(dòng)的同時(shí)，制備效率卻得以極大提高，終產(chǎn)品質(zhì)量、體積更加可控，是符合當(dāng)前中國(guó)國(guó)情的成分分離技術(shù)，在成分科有廣闊的使用空間和實(shí)際意義，值得大力推廣。

第四篇：超細(xì)粉體在水泥中的應(yīng)用

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文

超細(xì)粉體在水泥中的應(yīng)用

學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)：粉體材料科學(xué)與工程

學(xué)號(hào)：1105050109

姓名：羅雪

2014年04月14日

I

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文

摘 要

使水泥高性能化成為了今后發(fā)展的趨勢(shì)，而超細(xì)粉體改性技術(shù)是水泥高性能 化的主要途徑之一。本文主要介紹了超細(xì)粉體(CaCO3)對(duì)水泥的影響。超細(xì)粉體加入水泥之后可以加強(qiáng)水泥的強(qiáng)度，填充水泥中的孔隙率，使水泥的性能大大提高。而且CaCO3作為最廉價(jià)的納米材料，應(yīng)用率更高。

關(guān)鍵字：水泥；超細(xì)CaCO3;改性；超細(xì)粉體

II

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文

目錄

1.引言.........................................................1 2.超細(xì)粉體的簡(jiǎn)介...............................................1 3.水泥.........................................................1 3.1水泥簡(jiǎn)介..................................................................................................1 3.2水泥改性效應(yīng)..........................................................................................1 4.超細(xì)粉體在水泥中的應(yīng)用.......................................2 5.用于水泥的超細(xì)粉體材料.......................................2 6.安徽海螺水泥股份有限公司及其工藝流程.........................3 6.1公司簡(jiǎn)介..................................................................................................3 6.2水泥生產(chǎn)工藝..........................................................................................3 6.3超細(xì)CaCO3的生產(chǎn)流程.........................................................................5 7.致謝.........................................................6

III

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文

超細(xì)粉體在水泥中的應(yīng)用

1.引言

近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑的不斷增多，混凝土的性質(zhì)最近收到了極大的關(guān)注。其中，水灰比越小，即顆粒的含量越多，水泥的強(qiáng)度越高，粒度應(yīng)越細(xì)。但水泥粒度越細(xì)對(duì)生產(chǎn)水泥的設(shè)備以及原料的要求就越高，生產(chǎn)成本就越高，不能在實(shí)際中大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。

如何在低水灰比下提高水泥的強(qiáng)度以及其他性能成了現(xiàn)代混凝土材料技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

2.超細(xì)粉體的簡(jiǎn)介

超細(xì)粉體從廣義上講是從微米級(jí)到納米級(jí)的一系列超細(xì)材料,在狹義上講是從微米級(jí)、亞微米級(jí)到100納米以上的一系列超細(xì)材料。材料被破碎成超細(xì)粉體后由于粒度細(xì)、分布窄、質(zhì)量均勻,因而具有比表面積大、表面活性高、化學(xué)反應(yīng)速度快、溶解速度快、燒結(jié)體強(qiáng)度大以及獨(dú)特的電性、磁性、光學(xué)性等特性。

由于超細(xì)粉體材料具有特殊的性能，因此進(jìn)入21世紀(jì)以后，超細(xì)粉體材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，機(jī)械領(lǐng)域約占40.3%，熱能領(lǐng)域占34.6%，電磁領(lǐng)域占12.9%，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占8.9%，光學(xué)領(lǐng)域占2.4%，其它方面占0.9%。

3.水泥

3.1水泥簡(jiǎn)介

水泥基材料是應(yīng)用最為廣泛的建筑材料之一。水泥基材料是一種高度無(wú)序、多相、多孔的非均質(zhì)復(fù)合體系，在水泥凝膠體凝結(jié)硬化過(guò)程中，由于收縮、泌水等原因，凝膠體內(nèi)部不可避免會(huì)形成一些孔隙、微裂縫等結(jié)構(gòu)缺陷，使水泥基材料的性能降低。水泥基材料結(jié)構(gòu)的密實(shí)性降低。

水泥硬化漿體(水泥石)是一種多相體系，結(jié)構(gòu)中存在大量由空氣、水組成的微孔及非均相之間的界面，這種高度無(wú)序、多孔的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)體系對(duì)水泥基材料的抗?jié)B性、耐久性和強(qiáng)度均有很大的影響。

3.2水泥改性效應(yīng)

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從粉體材料緊密堆積理論上分析，在微觀及亞微觀范圍內(nèi)，使膠凝材料形成良好的級(jí)配，提高固體顆粒混合物體系的密實(shí)度，必將有效地降低水泥凝膠體的孔隙率，且微觀結(jié)構(gòu)更加均勻密實(shí)，從而改善水泥基材料的性能。顆粒混合物具有高的堆積密實(shí)度已成為水泥基復(fù)合材料獲得超高性能的關(guān)鍵，例如高性能混凝土（HPC）。

4.超細(xì)粉體在水泥中的應(yīng)用

超細(xì)粉體在水泥中的微顆粒效應(yīng)主要表現(xiàn)為填充作用、級(jí)配調(diào)節(jié)作用和調(diào)節(jié)水化產(chǎn)物分布的“晶核作用”（即微顆粒在系統(tǒng)中均勻分散）。填充作用是由于微細(xì)顆粒的粒徑遠(yuǎn)小于水泥粒子，所以前者可填充在后者的空隙中提高水泥石的密實(shí)度，降低用水量。調(diào)節(jié)級(jí)配作用是指超細(xì)粉體與水泥熟料組分存在粒徑上的差異，可改善膠凝材料系統(tǒng)的顆粒粒徑分布，導(dǎo)致系統(tǒng)的顆粒堆積更緊密，更合理。

超細(xì)粉體作為水泥基復(fù)合材料的活性摻合料，可降低水化熱和水化熱釋放速率，改善工作性，增強(qiáng)后期強(qiáng)度，改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗腐蝕能力。這是因?yàn)槌?xì)粉體能夠使多孔的水泥基材料中的孔結(jié)構(gòu)變細(xì)且不連通，降低孔隙率，而且使水泥水化產(chǎn)物中的不利成分氫氧化鈣減少，生成更多有利的水化硅酸鈣，從而提高水泥基材料的性能摻合料對(duì)水泥基材料強(qiáng)度增長(zhǎng)系數(shù)的影響至關(guān)重要，摻和料的不同比例以及摻和料的不同種類對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)速度的快慢有著很大的影響。

礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻人,一是起到了填充作用,降低孔隙率,并且細(xì)化孔徑;二是提高了混合材的誘增活性,并可以降低了水化熱。孔隙率的降低,是提高混凝土強(qiáng)度和耐久性的直接原因,混合材活性的提高則可以進(jìn)一步改善混凝土微結(jié)構(gòu)。孔隙率的降低、孔徑的細(xì)化及微結(jié)構(gòu)的改善,也使混凝土抗?jié)B性提高,進(jìn)而提高其耐久性能。

但是，粒徑較小的部分,顆粒間存在著較強(qiáng)的吸附作用,致使顆粒團(tuán)聚,形成粒徑較大的“粒子團(tuán)”,且粒徑越小團(tuán)聚越明顯。

5.用于水泥的超細(xì)粉體材料

應(yīng)用于水泥的超細(xì)粉體主要有超細(xì)CaCO3，硅灰和納米SiO2三種。這里我們主要介紹安徽海螺水泥股份有限公司在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用的超細(xì)CaCO3。

超細(xì)CaCO3指的是粒徑處在微米、亞微米及納米范圍內(nèi)的碳酸鈣產(chǎn)品，它是

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20世紀(jì)20年代開(kāi)發(fā)出的一種新型超細(xì)固體材料，由于其表面原子周圍缺少相鄰的原子，出現(xiàn)非化學(xué)平衡、非整數(shù)配位的化學(xué)價(jià)鍵，以致晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，大大增強(qiáng)了超細(xì)粒子的化學(xué)活性，在許多方面與普通粉體相比均顯示出優(yōu)越性能。

超細(xì)CaCO3是一種最廉價(jià)的納米材料之一，經(jīng)過(guò)微觀表面及界面的處理后具有四大優(yōu)勢(shì)：

1)在性能上具有納米材料的部分和大部分性能特點(diǎn)； 2)在綜合成本價(jià)格上可以和普通粉體材料相競(jìng)爭(zhēng)； 3)可節(jié)省資源并有顯著的環(huán)保效益。

目前，超細(xì)CaCO3正朝著專用化、精細(xì)化、功能化方向發(fā)展。

我國(guó)碳酸鈣資源儲(chǔ)量世界第一。目前國(guó)內(nèi)超細(xì)CaCO3主要應(yīng)用于橡膠、塑料、油墨及涂料等行業(yè)，使這些高污染行業(yè)大為改觀。該產(chǎn)品作為添加劑可部分代替進(jìn)口造紙化學(xué)品，可以消除對(duì)環(huán)境的污染，還可節(jié)約大量木材。而利用超細(xì)CaCO3 對(duì)硫鋁酸鹽水泥進(jìn)行改性，將不僅拓寬超細(xì)CaCO3 的應(yīng)用范圍，促進(jìn)超細(xì)CaCO3 行業(yè)的發(fā)展，更重要的是為傳統(tǒng)的水泥產(chǎn)業(yè)注入新的經(jīng)濟(jì)活力，提高我國(guó)水泥行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量，以適應(yīng)高速發(fā)展的建筑現(xiàn)代化市場(chǎng)的需求。

6.安徽海螺水泥股份有限公司及其工藝流程

6.1公司簡(jiǎn)介

安徽海螺水泥股份有限公司采用世界先進(jìn)的新型干法窯外分解技術(shù)，生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)中央控制室的集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從礦石開(kāi)采到碼頭裝運(yùn)的全程自動(dòng)化控制。海螺水泥在生產(chǎn)技術(shù)上追求精益求精的同時(shí)，在產(chǎn)品生產(chǎn)的全過(guò)程高度重視環(huán)境保護(hù)，努力實(shí)踐“為人類創(chuàng)造未來(lái)生活空間”的經(jīng)營(yíng)理念。

6.2水泥生產(chǎn)工藝

安徽海螺水泥股份有限公司生產(chǎn)線全部采用先進(jìn)的新型干法水泥工藝技術(shù)，具有產(chǎn)量高、能耗低、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、環(huán)境保護(hù)好等特點(diǎn)。

以下就是生產(chǎn)水泥的工藝流程圖。

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石灰石0粘土銅礦渣砂頁(yè)巖3無(wú)煙煤石膏礦山破碎破碎機(jī)預(yù)均化堆場(chǎng)1254破碎機(jī)聯(lián)合預(yù)均化堆場(chǎng)7喂料機(jī)原料配料站6砂頁(yè)巖8煤倉(cāng)石膏倉(cāng)輥式磨系統(tǒng)SP余熱鍋爐余氣(熱源)水蒸汽烘干機(jī)粉磨機(jī)選粉機(jī)14910、11、121317煤磨水余熱發(fā)電系統(tǒng)增濕塔降溫余熱鍋爐余氣(235℃)生料均化庫(kù)(空壓機(jī))1518動(dòng)態(tài)選粉機(jī)細(xì)粉SP余熱鍋爐余氣(熱源)粗粉空氣輸送斜槽16水SP余熱鍋爐水蒸汽動(dòng)能生料喂料口窯尾廢氣(340℃)五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器TSD型分解爐60％煤粉煤粉倉(cāng)24破碎機(jī)旋風(fēng)除塵器冷凝水回用電能發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)水蒸汽干法回轉(zhuǎn)窯旋風(fēng)除塵器窯頭廢氣(120℃)1940％煤粉AQC余熱鍋爐窯頭廢氣(360℃)充氣梁式篦冷機(jī)20粉煤灰水熟料庫(kù)2122、2325石灰石混合材庫(kù)礦渣混合材26水泥粉磨調(diào)配站2728圖例物流:氣流:

29、30產(chǎn)塵點(diǎn)及除塵器編號(hào):噪聲點(diǎn):固體廢物:旋風(fēng)除塵器:說(shuō)明:設(shè)有除塵器的位置均產(chǎn)生固廢，圖中標(biāo)注省略數(shù)字36石膏聯(lián)合粉磨系統(tǒng)選粉機(jī)細(xì)粉粗粉31、32、3334、35、36水泥成品庫(kù)40、41、42、4337、38、39水泥汽車散裝機(jī)46、47汽車散裝出廠汽車外運(yùn)44、45回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)袋裝水泥成品庫(kù)

圖 6.2 1

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6.3超細(xì)CaCO3的生產(chǎn)流程

在這里水泥的主要生產(chǎn)流程就不一一說(shuō)明，我們主要了解一下超細(xì)CaCO3的主要生產(chǎn)流程。

超細(xì)粉生產(chǎn)線工藝中，首先，堆場(chǎng)石料由鏟車鏟運(yùn)至進(jìn)料倉(cāng)，然后經(jīng)給料機(jī)均勻地送進(jìn)顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗破，初破后的產(chǎn)品經(jīng)斗式提升機(jī)運(yùn)至中塊石料中間倉(cāng),再經(jīng)給料機(jī)均勻地送進(jìn)反擊式破碎機(jī)進(jìn)行初步破碎，產(chǎn)成的細(xì)料由斗式提升機(jī)運(yùn)至細(xì)料中間倉(cāng)送至錘式破碎機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)碎，細(xì)碎后的石料由原料倉(cāng)送入高細(xì)球磨機(jī)進(jìn)行再次細(xì)碎，粉碎后的物料經(jīng)振動(dòng)篩篩分出不同規(guī)格的產(chǎn)品，不滿足粒度要求的產(chǎn)品返料進(jìn)高細(xì)球磨機(jī)再次破碎,合格料被斗式提升機(jī)運(yùn)至粉料中間倉(cāng)準(zhǔn)備進(jìn)行超微粉碎和選粉工序，被選粉機(jī)選出的合格料送進(jìn)成品料倉(cāng)。然后是散裝或包裝工序。

下面為加工超細(xì)粉體的工藝流程：

圖6.3 1

要注意的是，粉體在粉碎的過(guò)程中會(huì)使顆粒團(tuán)聚，產(chǎn)生較大的“顆粒”。為了避免這種情況的發(fā)生，粉碎過(guò)程中需要減水劑的加入。

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7.致謝

本論文是在黃佳木教授和盧忠遠(yuǎn)教授的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的，在論文的完成過(guò)程中，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、敏銳嚴(yán)密的學(xué)術(shù)思維、積極進(jìn)取的創(chuàng)新精神時(shí)時(shí)刻刻伴隨并深深影響著我，將使我受益終身。在此，謹(jǐn)向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！

同時(shí)，我還要向所有關(guān)心、支持和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友表示最由衷的謝意！

沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文

參考文獻(xiàn)

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第五篇：核磁共振法在高分子材料中的應(yīng)用

核磁共振法在高分子材料中的應(yīng)用

摘要：本文介紹了不同核磁共振方法和技術(shù)在高分子材料研究中的應(yīng)用。主要論及核磁共振的常規(guī)氫譜、碳譜、多脈沖技術(shù)，以及固體核磁共振儀、核磁共振成象技術(shù)和核磁共振在高分子科學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：核磁共振方法；高分子材料

核磁共振波譜是研究原子核在磁場(chǎng)中吸收射頻輻射能量進(jìn)而發(fā)生能級(jí)躍遷現(xiàn)象的一種波譜法。通常專指氕原子的核磁共振波譜(質(zhì)子核磁共振譜)的研究。同一核素的原子核在不同化學(xué)環(huán)境下能產(chǎn)生位置、強(qiáng)度、寬度等各異的譜線，為研究復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)提供重要的信息。

1核磁共振基本原理

核磁共振研究的對(duì)象為具有磁矩的原子核。原子核是帶正電荷的粒子，其自旋運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生磁矩，但并非所有同位素的原子核都有自旋運(yùn)動(dòng)，只有存在自旋運(yùn)動(dòng)的原子核才具有磁矩。原子核的自旋運(yùn)動(dòng)與自旋量子數(shù) I 相關(guān)，I＝0 的原子核沒(méi)有自旋運(yùn)動(dòng)，I≠0的原子核有自旋運(yùn)動(dòng)。核磁共振研究的主要對(duì)象是 I＝1/2 的原子核，這樣的原子核不具有電四極矩，核磁共振的譜線窄，最易于核磁共振檢測(cè)。原子核同時(shí)具有電荷及自旋，根據(jù)古典電磁學(xué)理論，旋轉(zhuǎn)的電荷可視為環(huán)電流，故原子核也有對(duì)應(yīng)的磁矩μ，其與自旋角動(dòng)量P 成正比，關(guān)系如下：

μ = γ P = γI(1.1)磁矩和自旋角動(dòng)量之間的比例常數(shù)定義為旋磁比γ，旋磁比隨原子核種類而有所不同，I為自旋算符，P為角動(dòng)量算符，是Plank常數(shù)h除以2π。當(dāng)受到外加磁場(chǎng)B0影響時(shí)，具自旋角動(dòng)量的原子核其能級(jí)會(huì)分裂為（2I＋1）個(gè)非簡(jiǎn)并態(tài)，兩個(gè)能級(jí)的能量差為 ΔE＝－γ B0。核磁共振就是樣品處于某個(gè)靜磁場(chǎng)中，具有磁距的原子核存在著不同能級(jí)，用某一特定頻率的電磁波來(lái)照射樣品，并使該電磁波滿足兩個(gè)能級(jí)的能級(jí)差條件，原子核即可進(jìn)行能級(jí)之間的躍遷，發(fā)生核磁共振。在考慮磁距與磁場(chǎng)相互作用時(shí)，可以用量子力學(xué)或經(jīng)典力學(xué)加以處理。每一種處理都有其方便之處。對(duì)于弛豫和交換過(guò)程以經(jīng)典處理更為合適；而在討論化學(xué)位移和自旋耦合時(shí)，須要使用能級(jí)知識(shí)，因而要用量子力學(xué)進(jìn)行處理。核磁共振在聚合物研究中的幾種用途 2.1高分子的鑒別

1H-NMR主要研究化合物中1H原子核的核磁共振。它可提供化合物分子中氫原子所處的不同化學(xué)環(huán)境的它們之間的相互關(guān)聯(lián)的信息，從而確定分子的組成、連接方式及空間結(jié)構(gòu)等。而113C-NMR主要研究化合物中碳的股價(jià)結(jié)構(gòu)，特別是在高分子結(jié)果分析中，研究的歸屬很有意義。高分子化合物主要由碳?xì)浣M成，所以用1H譜和13C譜來(lái)研究聚合物的結(jié)果無(wú)疑是很合適的，特別能解決結(jié)構(gòu)分析問(wèn)題。而對(duì)于一些結(jié)構(gòu)類似的聚合物，紅外光譜圖也基本類似，這是利用1H-NMR或13CNMR就很容易鑒別。例如：聚烯烴的鑒別，聚丙酸乙烯酯和聚丙烯酸乙酯的鑒別及未知物的鑒別等。

2.2共聚組成的測(cè)定

由于NMR譜峰的強(qiáng)度與該物質(zhì)相應(yīng)的元素有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，尤其是對(duì)于1H-NMR，共振峰的積分面積正比于相應(yīng)的質(zhì)子數(shù)，所以可以通過(guò)直接測(cè)定質(zhì)子數(shù)之比而得到各基團(tuán)的定量結(jié)果。因此，利用NMR研究共聚物組成最大地有點(diǎn)事不用依靠已知標(biāo)樣，就可以直接測(cè)定共聚物組成比。

2.3支化結(jié)構(gòu)的研究

碳譜中支化高分子和線型高分子產(chǎn)生的化學(xué)位移不同，由于支鏈會(huì)影響到主鏈碳原子的化學(xué)位移，且支鏈的每一個(gè)碳原子也有不同吸收，所以支化結(jié)構(gòu)為一系列復(fù)雜的吸收峰。

2.4高聚物立構(gòu)規(guī)整性測(cè)定

只有通過(guò)研究鏈的精細(xì)結(jié)構(gòu)才能夠觀察到同一氫核在不同立體化學(xué)環(huán)境中的差別，必須在高磁場(chǎng)強(qiáng)度下測(cè)量。核磁共振技術(shù)在高分子材料研究中的具體應(yīng)用 3.1固體核磁共振波譜技術(shù)

NMR核磁共振波譜儀是高分子材料結(jié)構(gòu)和性能的重要表征技術(shù)。近年來(lái),NMR新技術(shù)層出不窮,已可以從分子水平研究材料的微觀結(jié)構(gòu)。NMR成像技術(shù)可以跟蹤加工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化。固體高分辨率NMR技術(shù)已經(jīng)在高分子結(jié)構(gòu)研究中應(yīng)用十多年了。它特別適用于兩種情況1)樣品是不能溶解的聚合物,例如交聯(lián)體系;2)需要了解樣品在固體狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)信息,例如高分子構(gòu)象、晶體形狀、形態(tài)特征等。由于13C的自然豐度較低,磁旋比也小,所以往往對(duì)樣品采用魔角旋轉(zhuǎn)(MAS)、交叉極化(CP)及偶極去偶(DD)等技術(shù)來(lái)強(qiáng)化檢測(cè)靈敏度。固體NMR譜的各向異性加寬作用可以通過(guò)MAS加以消除,從而獲得與溶液譜一樣的自旋多重化精細(xì)譜帶,使峰變窄,提高分辨率。高功率的質(zhì)子偶極去偶技術(shù)(DD)用來(lái)消除H-X(X=13C,19F,29Si)的偶極作用。交叉極化(CP)則通過(guò)Hartman-Hahn效應(yīng),在合適的條件下采樣,可以提高檢測(cè)靈敏度。MAS/DD/CP三項(xiàng)技術(shù)綜合使用,便可得到固體材料的高分辨C-13核磁共振譜。

固體NMR在高分子材料表征中的重要用途之一是形態(tài)研究,高分子鏈可以有序的排列成結(jié)晶型或無(wú)規(guī)的組成無(wú)定形型,結(jié)晶型和無(wú)定形型相區(qū)在NMR中化學(xué)位移不同,可以很容易地加以區(qū)別。NMR技術(shù)的各種馳豫參數(shù)也可用來(lái)鑒別多相體系的結(jié)構(gòu)。尤其當(dāng)各相的共振峰化學(xué)位移差別很小時(shí),馳豫參數(shù)分析相結(jié)構(gòu)就顯得格外重要。相結(jié)構(gòu)研究中常用的馳豫參數(shù)有自旋-晶格馳豫(T1),自旋-自旋馳豫(T2)及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中的自旋-晶格馳豫(T1p)等。對(duì)于多相聚合物體系,如熱塑性彈性體,由硬段和軟段組成,由于軟,硬相聚集態(tài)結(jié)構(gòu),玻璃化溫度上的明顯差別,在NMR實(shí)驗(yàn)時(shí),可利用軟,硬段馳豫時(shí)間的不同,來(lái)分別研究軟硬相的相互作用及互溶性。彈性體材料有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值,因?yàn)閺椥泽w在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上可以進(jìn)行取向運(yùn)動(dòng),且在高彈態(tài)時(shí)偶極耦合作用比玻璃態(tài)時(shí)小,特別適用于固體NMR來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。只要采用較低的MAS轉(zhuǎn)速及較低的偶極去偶功率,就可以得到高分辨的固體NMR譜,從而分析其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.2 二維核磁共振波譜技術(shù)

二維核磁共振譜的出現(xiàn)和發(fā)展,是近代核磁共振波譜學(xué)的最重要的里程碑。J.Jeener在1971年首次提出了二維核磁共振的概念,但并未引起足夠的重視。Ernst對(duì)核磁共振技術(shù)的大量卓有成效的研究,再加上他對(duì)脈沖-付立葉變換核磁共振的貢獻(xiàn),Ernst教授榮獲了1991年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這進(jìn)一步說(shuō)明了二維核磁共振的重要性。

異核2DNMR技術(shù)在研究高分子鏈時(shí),根據(jù)1H譜與13C譜化學(xué)位移的相關(guān)性,在對(duì)H1譜進(jìn)行構(gòu)象-序列分析方面,可發(fā)揮很大的優(yōu)勢(shì)。如下例所示:二維核磁共振研究PVC的微觀結(jié)構(gòu)。利用二維核磁技術(shù)研究PVC的基礎(chǔ)在于已經(jīng)建立了一維核磁共振的碳譜和氫譜并且對(duì)譜峰有了一定的結(jié)構(gòu)歸屬。二維核磁共振相關(guān)譜可以進(jìn)一步提高碳譜和氫譜的分辨率,完整的給出PVC的空間序列結(jié)構(gòu)。在PVC的一維氫譜中,不能很好地分辨不同空間序列結(jié)構(gòu)中的亞甲基質(zhì)子。次甲基-亞甲基耦合形式很復(fù)雜,但用二維NMR實(shí)驗(yàn)可以解決這些問(wèn)題。如圖3~5所示。

用固體核磁技術(shù)與二維核磁技術(shù)相結(jié)合,可以表征固態(tài)物質(zhì)的非均勻性。用液態(tài)中的NMR交叉馳豫有關(guān)的現(xiàn)象可以研究固態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。圖6為苯乙烯和聚乙烯甲基醚的二元共混體的1D固態(tài)質(zhì)子NMR譜,澆鑄是在甲苯(共混體BT)或氯仿(BC)溶液中加入石油醚而得,譜圖上僅由微小差別,并不能得出不均勻性的結(jié)論。圖6a,b是二元共混體的的2D自旋擴(kuò)散譜。

芳香族質(zhì)子峰是聚苯乙烯的特征峰,而OCH3,OCH峰則是由聚乙烯甲基醚產(chǎn)生的,這兩峰間的自旋擴(kuò)散提供了所需的信息。BC共混體的2D譜在上述共振間無(wú)交叉峰,因而應(yīng)是均勻的,看來(lái)沒(méi)有含兩種高聚物的混合區(qū)域。BT共混體的2D譜則顯示不同高聚物峰間強(qiáng)的交叉峰,因此,有一個(gè)兩高聚物在分子水平上混合物的均勻區(qū)域。結(jié)果證明,不同區(qū)域的準(zhǔn)確組份不能用2D自旋擴(kuò)散譜單獨(dú)測(cè)定。然而,結(jié)合選擇性飽和實(shí)驗(yàn),證明用一簡(jiǎn)單的三相模型可以得到共混體BT的組份。雖然在概念上實(shí)驗(yàn)是很簡(jiǎn)單的而結(jié)果卻很豐富,但實(shí)驗(yàn)的要求卻比溶液中嚴(yán)格的多。為了得到足夠的譜分辨率需要魔角樣品旋轉(zhuǎn),多脈沖偶極去偶。結(jié)語(yǔ)

NMR技術(shù)即核磁共振譜技術(shù)，是將核磁共振現(xiàn)象應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)測(cè)定的一項(xiàng)技術(shù)。對(duì)于有機(jī)分子結(jié)構(gòu)測(cè)定來(lái)說(shuō)，核磁共振譜扮演了非常重要的角色，核磁共振譜與紫外光譜、紅外光譜和質(zhì)譜一起被有機(jī)化學(xué)家們稱為“四大名譜”。目前對(duì)核磁共振譜的研究主要集中在1H和13C兩類原子核的圖譜，其在高分子材料中的應(yīng)用得到很好的發(fā)展。

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