时钧非常重视科学研究，他认为高等学校的教师必须结合专业进行科学研究。1979年后，时钧带领助手们开始了系统的研究工作。研究的内容主要包括3个方面：流体热力学性质的实验测定、色谱法研究溶液热力学和膜分离技术。

　　时钧认为工程科学迄今仍是一门实验科学。化学工程研究、设计和开发所用的基础物性则更需精密的实验测量。自20世纪80年代初起，他就有计划地着手组建一个热力学基础物性的测定中心，对广泛范围的相平衡、容积性质和过量性质进行了研究，并培养了一批从事这方面研究的专门人才，在国内外重要期刊上发表论文30余篇。在流体相平衡方面，高压下流体的热力学性质测定的投资费用较高，并且费工费时，因而迄今有用的实测数据极为缺乏，影响了这一领域的理论进展。有鉴于此，时钧、王延儒等筹建了精度较高的高压相平衡装置，对含氯氟烃替代物体系和高压二氧化碳气田气体系的相平衡，以及多元体系近临界区域和混合物临界轨迹等方面进行了广泛测定。有些实测结果纠正了前人所测数据的偏差，扩充了测量的范围。

　　时钧与合作者还创造了在原有的静态法基础上，结合Burnett膨胀法成功地建立了在一台装置上同时测量高压流体相平衡组成和平衡相密度的简便方法，为快速而有效地获取高压下的流体基础物性提供了新的手段。此外，他和助手们一起建立了一套流体压缩因子的Burnett法精密测量装置，用以求取高压下混合气体的P-V-T基础数据。当论文在国外重要期刊上发表时，美国热力研究中心(TRC)的评阅者认为文中所测的混合物压缩因子精度“已达同类装置的最好水准”。在建立高压装置的同时，时钧与合作者还对常压下的相平衡，包括汽—液、液—液以及液—固相平衡进行了广泛而实用的测量研究。这方面发表的10多篇论文，为C５烃的溶剂萃取、甲乙苯—甲基苯乙烯分离、重要溶剂4-甲基-戊酮的分离提纯，以及氯甲烷在偏三甲苯中溶解性能等化工工艺的开发设计，提供了必不可少的基础物性数据。

　　溶液的混合热(过量焓)是一类既具有重要理论意义，又有工程设计用途的基础物性。时钧与合作者经过多年的努力，改进并逐步完善了一套精密测量微量热效应的装置。这套装置可用以测得各种纯物质或生物物质在混合、反应或其他物理化学变化中产生或吸收的微量热效应(可灵敏反映出1焦耳)。在这一领域中，已经接连测量了多种有机物的二元三元体系混合热和强电解质混合溶剂体系的过量焓、稀释热、溶解热等基础物性数据。

　　溶液热力学是化学热力学的重要组成部分，也是化学工程学科的基础。时钧从20世纪80年代起即根据当时国内外最新的研究动态和学院具有的条件，领导科研人员用仅有的一台气相色谱仪开展色谱法测定热力学性质的研究。经过10多年的努力，时钧和汪绍昆等在这一方向上培养了多名研究生，先后发表论文20余篇。除用色谱测定了众多体系的无限稀释活度系数外，他们还改进了国外学者20世纪70年代中期提出的r与(dr/dx)x=0预测全浓度范围活度系数的模型与方法，建立了自己的经验关联式，用于预测汽液平衡，取得了比国际上现有的UNIFAC基团贡献法还要好的预测精度。他们还利用色谱仪测定了挥发性溶质在混合不挥发溶剂中无限稀释活度系数，在实验基础上研究了Wilson方程的参数多解，对称与多元系汽液平衡的预测，研究了台阶脉冲法测汽液平衡，使色谱法扩大用于含极性组分和聚合物组分的多种体系，用于吸附研究，以推算气固平衡；研究了测定有加合物生成体系的加合常数，进而预测这种体系的固液平衡。在测定无限稀释活度系数的基础上，还对80年代国外提出的预测无限稀释活度系数的修正分离凝聚能密度模型进行了改进，提高了预测精度。