高分子专利：水性聚氨酯脲做性纳米CaCO3有机-无机杂化材料的制备方法EI北大核心

本发明涉及水性聚氨酯脲（PUU）催溶胶改性纳米CaCO3杂化水分散液的制备方法。其制备特点在于,以粒径10-100nm的硅溶胶改性纳米CaCO3水分散液代替部分水,采用原位法直接对聚氨酯脲预聚体进行分散,从而得到高固含量（25—30％）的有机一无机杂化材料。该杂化材料在室温时具有很好的稳定性,且高固含量使其具有节能等优点。     

超声机械共混法制备聚酰亚胺／nano-A12O3·SiO2杂化材料工艺研究

采用均苯四甲酸二酐（PMDA）及4，4’-二氨基二苯基醚（ODA）为基本原料，以N，N’-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂制备聚酰胺酸（PAA）溶液。由于纳米粒子的表面能很大，易团聚和二次团聚。为了解决这个问题，采用了超声机械共混法，使球型nano-A12O3，nano-SiO2和孔型nano-SiO2均匀分散在聚酰胺酸胶液中，按照一定工艺要求制备聚酰亚胺，无机纳米杂化薄膜。利用红外光谱（FT-IR）和原子力显微镜（AFM）对杂化材料进行结构和表面形貌测试与表征。并对超声波机理进行探讨。结果表明：利用超声法制备聚酰亚胺杂化材料，高聚物与纳米粒子之间有相互作用，杂化薄膜中无机纳米粒子分散均匀，且平均粒度在30nm左右。     

PS/SiO2纳米杂化材料的制备及作为菜籽油添加剂的摩擦学性能

用无皂乳液聚合法一步制备了聚苯乙烯/表面有机化二氧化硅（PS/SiO2）纳米杂化材料，采用红外光谱（FF-IR）、透射电子显微镜（TEM）以及热分析（TGA-DSC）等对材料的核-壳结构进行了表征，表明PS/SiO2纳米杂化材料为平均粒径在60nm左右的良好分散圆球。利用四球机考察了添加剂在菜籽油中的摩擦学性能。结果表明，合成的PS/SiO2纳米杂化材料能提高菜籽油的抗磨性能及承载能力，并能降低摩擦系数，其最佳用量为1.0％。     

纳米材料对阔叶纤维素包装膜性能影响的研究

采用NMMO法,以阔叶纤维素为原料制备纤维素膜,通过向铸膜液中添加经硅烷偶联剂KH-550改性的纳米SiO2,钛酸酯偶联剂改性的CaCO3以及载银TiO2材料制备纳米／纤维素复合膜。对制备纳米／纤维素复合膜微观结构采用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）进行了表征,并结合力学性能和透氧性能测试分析了纳米材料结构和含量对膜综合性能的影响。结果表明：纳米材料的加入可以改善NMMO法纤维素膜的透氧性能,当改性纳米SiO2、改性纳米CaCO3和载银TiO2添加质量分数分别为2％、1％和1．5％时制备的纤维素纳米复合薄膜的综合性能达到最优。     

纳米CaCO_3、SiO_2的表面改性分散及其表征方法研究

采用有机改性剂及超声波振荡法对纳米CaC03、Si02进行改性及分散。利用红外光谱分析（FT-IR）及扫描电子显微镜（SEM）表征改性前后的纳米粒子，结果表明，加入油酸为纳米CaCO3的1．75％～2．0％（质量分数，下同）时，改性分散效果较好；加入硬脂酸钠为纳米CaCO3的4．0％～5．O％时，改性分散效果较好；纳米...     

聚氨酯脲阴离子水分散液

由聚醚（ＰＰＧ）、甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ），二羟甲基丙酸（ＤＭＰＡ）和三乙烯四胺（ＴＥＴＡ）制备不同ＤＭＰＡ和ＴＥＴＡ含量的聚氨酯脲（ＰＵＵ）阴离子水分散液，制备了水分散液浇铸薄膜，研究了硬段和盐基含量对形态和性能的影响。     

PU(U)A/SiO2杂化水分散液及成膜性能研究

用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚酯二元醇、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺、二乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)通过原位聚合方法合成了聚氨酯(脲)/聚丙烯酸酯水分散液,并且通过溶胶-凝胶方法合成了聚氨酯(脲)/聚丙烯酸酯/硅溶胶(PU(U)A/SiO2)杂化水分散液.杂化水分散液在pH值为7～11时的贮存稳定性大于1年;经高温、冻融试验后,无絮凝或沉淀出现,与PU(U)A水分散液相同.杂化膜的摆杆硬度、粘附力、耐吸水性、耐溶剂性比无硅溶胶的膜性能好.PU(U)A/SiO2杂化水分散稀溶液成膜后的透射电镜(TEM)结果表明,粒径为8～10nm的硅溶胶(SiO2)包覆在粒径 为50～200nm的PU(U)A粒子外围.ART-FTIR分析结果表明,杂化膜表面富含Si-O-Si官能团.AFM结果表明,与PU(U)A膜相比,杂化膜的硬区相畴尺寸变小.     

光固化聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2杂化涂层的制备及性能

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)分别与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应制备聚氨酯预聚体,再以预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中,光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。场发射扫描电子显微镜和差示扫描量热法研究表明,与未改性的纳米SiO2相比,以聚氨酯分子链改性的纳米SiO2可显著提高与PUA树脂相容性及杂化涂层的热稳定性能。以摆杆阻尼试验仪及漆膜冲击器研究了杂化涂层的力学性能,研究表明通过调整预聚体的分子链结构可在提高杂化涂层硬度的同时,不损失涂层的冲击性能。     

纳米CaCO3改性聚丙烯性能与结构研究

本文利用双螺杆共混方法制备纳米CaCO3改性聚丙烯（PP），通过一步法、两步法两种共混工艺，研究了PP/纳米CaCO3复合材料的力学性能，采用TEM、XRD、DSC对分散情况、β-PP晶相的生成情况等进行了研究。结果表明，两步法制备PP/纳米CaCO3复合材料优于一步法；纳米CaCO3的加入，提高了PP的韧性，使PP成型收缩率增大。并对纳米CaCO3增韧PP和纳米CaCO3的加入使得PP收缩率增大的机理进行了探讨。     

正硅酸乙酯改性的GPMS有机-无机材料研究

为了考察正硅酸乙酯(TEOS)对材料性能的影响，采用溶胶-凝胶法制备了TEOS改性的γ-环氧丙基醚丙基三甲氧基硅烷(GPMs)有机-无机杂化材料，并用浸渍法使其在玻璃基体上成膜，利用红外光谱、核磁共振谱和原子力显微镜对GPMS-TEOS杂化材料的结构进行了表征，采用差热分析仪、纳米硬度测试仪和扫描分光光度计等对其物化性能进行了测试．结果表明，制得的材料具有纳米级倍半硅氧烷结构，TEOS的含量对杂化体系性能有较大影响；当TEOS质量分数为15％～20％时，杂化体系的热稳定性、硬度和模量等性能最佳，并且具有良好的透光性。     

原位聚合法制备聚酰亚胺／纳米二氧化硅杂化膜

溶胶-凝胶法是目前广泛被采用的制备聚酰亚胺／2氧化硅杂化膜的方法,此法通常是由PI的前驱体（如聚酰胺酸）和经水解缩合而成的二氧化硅溶胶制得。该方法制备的杂化膜普遍存在二氧化硅粒径较大且由于水的参与造成前驱体的稳定性偏低等缺点。本文以工业硅溶胶为硅源,首先制备了无水二氧化硅N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）分散液,再以均苯四甲酸二酐（PMDA）、4,4,-二氨基二苯醚（0DA）为原料,采用原位聚合法制备了聚酰亚胺／纳米二氧化硅杂化膜,此方法克服了溶胶-凝胶法的缺点。利用FT-IR、SEM等手段对杂化膜的化学结构和形态进行了表征,证实杂化膜的热亚胺化较为完全,SiO2粒子以纳米尺度均匀地分布于聚酰亚胺基体中。动态力学分析表明随着二氧化硅含量的增加,杂化膜的Tg随之升高。另外,杂化膜的力学性能也有了很大改善。     

聚氨酯/沸石杂化材料的制备及性能

首次提出聚氨酯／沸石型有机-无机杂化的新模式，并选用表面富合活泼羟基且合有微孔直径大于0．7nm的沸石分子筛，制备出聚氨酯／沸石分子筛新型杂化材料。结果表明，其性能远优于纯聚氨酯的性能，与聚氨酯／有机蒙脱土纳米复合材料的力学性能和耐热性能相近，但耐溶剂性能和回弹性能优于前者。XRD分析表明分子筛在杂化材料中保持原状，FT—IR证实TDI能够与沸石分子筛表面的硅羟基进行接枝反应。     

纳米SiO_2/有机硅改性聚丙烯酸酯复合材料性能研究

采用无皂乳液聚合技术和溶胶-凝胶技术,合成了纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液,采用TEM和SEM观察了乳液和膜的微观结构。纳米复合无皂乳液具有优良的耐化学稳定性,随着纳米SiO2含量增加,乳液的离心稳定性降低;纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯杂化膜的耐溶剂性显著好于有机硅改性聚丙烯酸酯膜,且随着纳米SiO2含量增加,杂化膜的耐溶剂性增加;杂化膜的透光性能好,且具有紫外光吸收特性;杂化膜含有的SiO2粒子的尺寸100nm,且均匀分散于聚丙烯酸酯组分中。     

ABS/改性纳米CaCO3复合材料的微观结构和力学性能

制备了改性纳米CaCOa／ABS复合材料,采用SEM和TEM对复合材料的微观结构进行了分析,同时,对复合材料的力学性能进行了考察。结果表明,改性纳米CaCO3可以在ABS塑料中与树脂充分结合,同时改性纳米CaCO3在复合材料中呈纳米分散。复合材料的断面产生了大量的网状结构。分散在丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)中的改性纳米CaCO3可提高复合材料的裂缝引发能和裂缝增长能。其单缺口冲击强度达到36．77kJ／m^2,与未添加纳米CaCO3的相比提高了44％;邵氏硬度达到34．87N,提高了23．5％。     

石墨烯/聚氨酯复合材料的合成及表征

用Hummers方法成功制备了氧化石墨烯,并对其进行异氰酸酯化改性,最后将改性石墨烯掺杂入由甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚乙二醇-600(PEG-600)制备的薄膜之中,得到石墨烯/聚氨酯杂化材料。采用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对杂化材料的结构和性能进行表征,并研究了杂化材料的水接触角及耐酸性能。结果表明,异氰酸酯成功与石墨烯的羟基或羧基反应,增加了氧化石墨烯的不规整性及单片层率。未掺杂氧化石墨烯的聚氨酯薄膜自身水接触角为126°,平衡水含量接近40%。当氧化石墨烯掺杂量为1.5%(质量分数)时,水接触角减小至80°,平衡水含量降至30%,具有"阻路效应"。此薄膜在稀盐酸中浸泡7 d后,其质量损失仅为2.5%。     

偶联剂对聚酰亚胺／纳米Al2O3杂化薄膜结构与性能的影响

将经不同种类硅烷偶联剂改性的纳米Al2O3粒子借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸胶液中,制备聚酰亚胺/纳米Al2O3杂化薄膜,并对该杂化薄膜的微观形貌、分子链有序度、热稳定性、力学性能、电击穿场强进行表征与测试.结果表明,偶联剂种类影响杂化薄膜的分子链有序度,在使用4种偶联剂改性纳米Al2O3制备的PI杂化薄膜中,使用偶联剂KH550的Pl杂化薄膜的热稳定性、力学性能最好;使用AE3012的PI杂化薄膜的电击穿场强最高.     

纳米碳酸钙的表面改性及其界面行为

研究了在水中利用季铵型阳离子表面活性剂对纳米CaCO3进行表面改性.对改性前后的纳米CaCO3进行了透射电镜(TEM)分析.采用ZETA电位、分散体系浊度、沉降体积、表观黏度等分析方法,对改性前后纳米CaCO3在水中的界面行为进行评价.另外,通过声波粒度仪对改性前后纳米CaCO3分散液的粒度分布进行了测定.实验结果表明,经表面改性后,纳米CaCO3在水中的润湿性及分散性有很大改善.     

纳米SiO2改性紫外光固化有机硅杂化材料研究

合成了光敏性有机硅树脂PSUA,采用超声分散法将纳米SiO2分散在光敏性有机硅体系中,通过紫外光固化方式制备了光固化有机硅杂化材料.研究了纳米SiO2含量对杂化体系稳定性和光固化速率的影响,测定了光固化膜硬度,用扫描电镜观察了光固化膜断面形貌.实验结果表明,表面改性的纳米SiO2在杂化体系中分散比较均匀,稳定性好,能够有效增强光固化膜的硬度,但降低了光固化速率,杂化体系中纳米SiO2的用量以3%～5%为宜.     

聚酰亚胺／无机纳米杂化材料制备方法EI北大核心CSCD

本发明提供了一种聚酰亚胺／无机纳米杂化材料制备方法,首先合成适用于聚酰亚胺的无机纳米粒子改性剂——亚胺环基硅烷;采用溶胶-凝胶法制备无机氧化物纳米粒子,在溶胶一凝胶反应过程中加入改性剂亚胺环基硅烷,得到有机-无机复合体纳米颗粒;将有机-无机复合体纳米颗粒均匀分散于聚酰胺酸溶液中,经过加热处理得到聚酰亚胺／无机纳米杂化材料。本发明的聚酰亚胺／无机纳米杂化材料制备方法解决了纳米粒子分散的难题,在聚酰亚胺／无机纳米杂化材料中纳米粒子分布均匀,不团聚,有利于其各项性能的充分发挥。     

Preparation and characteristics of water-free coating particles of PMMA/modified nano-CaC03 in supercritical carbon dioxide

以超临界流体法制备聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）-CaCO3粉末涂料,应用于纸张表面干法处理技术。为了解决无机颜料与有机胶黏剂界面结合、均匀分散等问题,探究了用硅烷偶联剂KH-570对纳米碳酸钙进行改性。实验考察了反应温度和改性CaCO3用量对制备的无水相涂料性能的影响,通过FT-IR、TG等对改性后CaCO3进行表征,利用GPC-十八角度激光光散射联用技术、TG、SEM等对制备的粉末涂料进行表征。实验表明,与未改性的纳米Ca-CO3相比,改性CaCO3与PMMA粉末涂料颗粒分布均匀,界面结合和分散状况基本能满足纸张表面干法处理的要求。