三元巯基／乙烯基硅氮烷UV固化制备聚合物陶瓷前驱体

采用差光量热扫描研究了三元巯基化合物与乙烯基硅氮烷紫外光固化特性,结果表明,随着光引发剂浓度和辐照强度的增加,体系聚合速率增大,体系终止方式以自由基双基偶合终止为主。聚合反应为一级,且聚合速率与乙烯基浓度有关,而与巯基浓度无关。对制备的聚合物陶瓷前驱体的基本性能进行了分析,结果表明,玻璃化转变温度随巯基化合物用量的减少而降低,在巯基-乙烯基硅氮烷等摩尔比时,体系的固化度最大。     

三元巯基/乙烯基硅氮烷UV固化制备聚合物陶瓷前驱体

采用差光量热扫描研究了三元巯基化合物与乙烯基硅氮烷紫外光固化特性,结果表明,随着光引发剂浓度和辐照强度的增加,体系聚合速率增大,体系终止方式以自由基双基偶合终止为主。聚合反应为一级,且聚合速率与乙烯基浓度有关,而与巯基浓度无关。对制备的聚合物陶瓷前驱体的基本性能进行分析表明,玻璃化转变温度随巯基化合物用量的减少而降低,在巯基-乙烯基硅氮烷等摩尔比时,体系的固化度最大。     

聚合物先驱体的结构对氮化硅陶瓷性能的影响

以紫外光固化巯基/乙烯基硅氮烷共聚体系制备了不同结构的聚合物陶瓷先驱体,高温裂解后得到氮化硅陶瓷,用X射线衍射仪,场发射扫描电镜和能谱仪等手段对巯基官能度、巯基化合物分子尺寸、巯基/乙烯基硅氮烷配比以及惰性填料进行了表征,研究了聚合物先驱体的结构对氮化硅陶瓷的结晶度和晶粒尺寸的影响,结果表明:巯基单体官能度和分子尺寸的增加导致先驱体陶瓷的结晶度提高以及平均晶粒尺寸降低;巯基单体相对含量的增加导致先驱体陶瓷的结晶度增加,乙烯基与巯基摩尔比为1:0.5时平均晶粒尺寸出现峰值;β-Si3N4粉体惰性填料的加入能明显抑制先驱体陶瓷的尺寸收缩.     

RAFT与点击化学结合制备UV固化丙烯酸树脂

以3-(苄硫基硫代羰基硫基)丙酸(BCTPA)为链转移剂,过硫酸铵(APS)/NaHSO3为氧化还原引发剂,用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基乳液聚合制备了窄分布(PDI=1.21)的聚甲基丙烯酸烯丙酯(PAMA),并用核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征,GPC测得PAMA数均分子量为7463,与通过单体转化率计算的理论分子量7483及氢谱计算分子量9358结果基本一致。采用巯基-烯烃点击反应对PAMA进行UV固化交联,固化后涂膜硬度由1H变为2H;耐水性测试表明,固化前40 min即发白,固化后24 h内仍未发白。PAMA固化前后的IR对照结果表明,固化后乙烯基信号3088 cm-1峰消失,表明烯丙基参与了固化交联反应。     

含乙烯基双苯并(口恶)嗪的合成及紫外光效应研究

以香草醛、糠胺和多聚甲醛为原料,成功制备了含乙烯基双苯并(口恶)嗪(ViBz)单体,并通过核磁共振氢谱与红外光谱对结构进行了表征。研究了ViBz单体的紫外光效应和热固化,并通过热重测试分析了紫外固化与热固化的热稳定性。结果表明:ViBz单体中的乙烯基在紫外光(365nm)照射下可发生反应,而糠胺结构中的双键和ViBz单体中(口恶)嗪环却稳定存在。紫外照射后样品在加热过程中,(口恶)嗪环开环形成具有较好热稳定性的苯并(口恶)嗪树脂(PViBz)。进一步讨论了紫外光效应和热固化对PViBz树脂热稳定性能的影响。     

巯基-烯点击反应制备八(3-(2-乙基硫)丙酸)倍半硅氧烷

通过巯基-烯点击反应,以八乙烯基倍半硅氧烷(OVPS)与3-巯基丙酸(MPA)为原料,以安息香双甲醚(DMPA)为光引发剂,在紫外光下反应30min,制备了八(3-(2-乙基硫)丙酸)倍半硅氧烷(POSS-S-COOH),产率为40%。利用FT-IR、1 H-NMR、29Si-NMR、GPC、XRD、SEM、EDS和TG研究了其结构与性能。结果表明,当OVPS与MPA摩尔比为1∶10时,可获得结构规整的完全加成的含八羧基的POSS-S-COOH。产物在本体状态下呈片层状晶体结构,具有较好的热稳定性。     

桐油基紫外光固化材料体系构建的研究进展

桐油基紫外光固化材料体系具有成膜速度快、固化温度低、污染小和可再生等优点,发展利用空间很大。利用桐油分子长链含有共轭双键的化学结构特征,可以对其进行化学改性,构建桐油基紫外光固化材料体系。本文综述了近年来桐油基紫外光固化材料体系的研究进展。首先简要介绍了桐油的化学结构与应用,然后着重论述了通过Diels-Alder反应来构建的桐油基紫外光固化材料体系的研究现状,还探讨了其他化学改性桐油构建紫外光固化体系的方法和固化效果。文章最后展望了桐油基紫外光固化材料体系的研究及应用前景。     

巯基化合物的合成及巯基-乙烯基光固化工艺

合成出三种不同官能度的巯基化合物,在对其表征的基础上,利用傅立叶变换红外光谱原位跟踪和紫外光差示扫描量热实时跟踪方法,研究了巯基化合物官能度、巯基与乙烯基配比和辐照强度对巯基-VL20体系光固化反应的影响规律。结果表明:高官能度的巯基化合物,反应速率较快;光聚合反应速率约与光强的0.5次方成正比。     

双酚A甲醛酚醛环氧树脂与甲基六氢邻苯二甲酸酐的固化反应及热性能

用傅里叶红外光谱法和热分析法研究了双酚A甲醛酚醛环氧树脂(bis-ANER)与甲基六氢邻苯二甲酸酐的固化反应和热性能,结果表明,等温固化反应中环氧基团红外光谱吸收强度随固化时间延长而逐渐减弱;bis-ANER用二氧化乙烯基环己烯稀释后提高了固化产物的玻璃化温度,但降低了热降解温度;固化产物的热降解首先是-OH、-CH2-、-CH3、OC-O和C-O-C的断裂;动态空气气氛下的热降解过程分为两个阶段,起始阶段的热降解反应机理符合一级反应模式。     

端乙烯基树枝型聚酯的合成及性能

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙二胺为原料,通过Micheal加成反应,制备端乙烯基树枝型聚酯(VTDP),采用红外光谱和氢核磁共振谱表征和证实其化学结构;以2-羟基-2-甲基丙基苯酮为光引发剂进行紫外光固化VTDP,并研究其紫外光固化动力学和材料的性能。制备VTDP的工艺简单,产率达98.42%;紫外光固化后的VTDP材料,其铅笔硬度为3H,附着力等级达二级,固化反应为二级反应,热重分析和差示扫描量热分析表明其表观热分解温度和玻璃化转变温度分别为268.10℃和84.4℃,具有良好的综合性能。     

巯基-烯点击反应制备含不同功能端基的环三磷腈衍生物

环三磷腈衍生物在阻燃添加剂、生物医药材料、电解液和液压油等领域有着广泛的应用前景,因此,近年来环三磷腈衍生物的功能化改性研究受到越来越多的关注。利用巯基化合物与丁香酚氧基环三磷腈在紫外光下的巯基-烯点击反应,制备了末端分别含有烷基、羟基和羧基等不同功能基团的系列环三磷腈衍生物,研究了反应时间、投料比和巯基反应物所带的端基官能团对反应的影响规律。发现此方法具有反应条件温和,反应时间短(≤30min),反应产率高(≥95%),可批量制备的优点;同时还可以将具有不同结构的功能基团定量的引入到目标产物中。对产物的热性能表征结果表明,C—S键的引入降低了环三磷腈衍生物的热稳定性,但产物的起始分解温度依然保持在300℃以上;末端基团的种类对产物的热稳定性和受热分解后的残炭量有一定影响。     

超声波实时监测乙烯基酯树脂固化反应过程

采用超声波纵波透射法对乙烯基酯树脂固化反应过程进行了实时在线监测,准确测量了超声波在树脂体系中的传播速度及振幅衰减,研究了不同厚度树脂的固化反应过程及其储能模量和固化度的变化。实验显示,随着固化反应进行,超声波声速增加,振幅衰减先增大后降低。超声波声速变化与固化过程中体系力学性能的变化有关,通过声速与振幅衰减能实时获取体系的储能模量、凝胶时间及固化度。结果表明,超声波技术能够实时监测树脂体系的固化过程和性能变化,对树脂类复合材料的制备工艺和性能研究有重要的指导作用。     

含活性基有机硅氮烷的合成及紫外光固化与热裂解研究

通过甲基乙烯基二氯硅烷及甲基氢二氯硅烷氨解并以NH4C l催化制备了四种含活性基团的有机硅氮烷。对其紫外光(UV)固化性能、机理及热裂解行为进行了研究。结果表明,紫外光可以有效地引发含活性基的有机硅氮烷固化,固化时主要发生N-H、-CH=CH2间的反应;增大低聚物中S i-H含量和硅氮烷的分子量,均可提高其裂解后的陶瓷产率。     

基于硫醇-烯烃点击反应的苯并噁嗪紫外光固化树脂的性能研究

以二烯丙基双酚A制备了烯丙基苯并噁嗪(BA-mt),系统研究了基于硫醇-烯烃点击反应的烯丙基苯并噁嗪/三羟甲基丙烷三丙烯酸脂/三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(BA-mt/TMPTA/TMPMP)紫外光固化体系的机械性能和热性能。结果表明:紫外光固化树脂BA-mt/TMPTA/TMPMP的硬度和耐磨性随着BA-mt含量的增加而提高;随BA-mt用量的增加光固化膜的玻璃化转变温度也不断提高;光固化膜具有良好的耐热性能,光固化膜的初始热分解温度和残炭率都随着BA-mt含量的增加逐渐提高。当BA-mt含量为20%时,BA-mt/TMPTA/TMPMP光固化膜的铅笔硬度(6H)和耐磨性最好,玻璃化转变温度和初始热分解温度分别达到12.4℃和353℃。     

超支化聚硅氧基硅烷的合成及紫外光固化动力学

通过含硅氢键的超支化聚合物和乙烯基三烯丙基硅烷在铂炭催化剂作用下反应制备了可紫外光固化的超支化聚硅氧基硅烷。利用FT-IR,1H-NMR,13C-NMR,29Si-NMR和SEC/MALLS表征确定了聚合物的分子结构。通过UV-DSC研究了在不同温度、光强和氛围中聚合物的紫外光固化行为,给出了在这些条件下热流和转化率对时间的关系曲线。借助数学软件Matlab7.1将实验数据和动力学方程进行拟合,求得了动力学参数。     

超声波法表征纤维增强树脂基复合材料固化行为

采用超声波法对乙烯基酯树脂、玻璃纤维/乙烯基酯树脂、碳纤维/乙烯基酯树脂3种体系的固化反应过程进行了实时监测, 准确测量了超声波在3种体系中的传播速度及振幅衰减随体系固化反应时间的变化, 研究了纤维对树脂体系凝胶时间、固化过程体积储能模量及反应活化能的影响。结果表明, 玻璃纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系减小14 %, 固化速率加快; 而碳纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系增大15 %, 固化速率较纯树脂体系慢。超声波技术能够实时在线监测并量化纤维/树脂复合体系的固化行为, 为复合材料的制备工艺和性能研究提供了一种重要的量化手段。      

紫外光固化有机硅丙烯酸酯的合成研究

以烷羟基硅油、丙烯酸为原料,由酯化反应直接合成了紫外光固化的有机硅丙烯酸酯.研究了阻聚剂、催化剂、反应温度、反应时间等因素对合成反应的影响,确定最佳反应条件为:对苯二酚和氯化锡用量分别为0.8%和1.5%(质量分数),120℃反应16h,产率可达到86.3%.FTIR和NMR表明产物结构为有机硅丙烯酸酯.其紫光固化研究表明合成产物的紫外光固化时间为35s.     

巯基烯烃点击反应制备超疏水聚偏氟乙烯中空纤维膜及其加湿性能

为更好地发挥中空纤维膜加湿器的加湿作用,提高加湿性能,提出对中空纤维膜进行超疏水改性.利用溶胶凝胶法制备二氧化硅(SiO2),八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OV-POSS)与巯基-聚二甲基硅氧烷(PDMS-SH)通过巯基烯烃点击反应形成POSS-S-PDMS聚合物,利用涂覆法将其涂覆在聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜表面.在膜表面与涂层、涂层与涂层之间均利用化学键连接以提高涂层的牢固度,制备了一种具有SiO2-PDMS-POSS稳定性涂层的超疏水复合膜.研究了光引发剂的质量分数、二氧化硅粒径影响因素对复合膜的影响,并对复合膜进行了表征.最终制备的复合膜接触角达到156°,加湿效率由48％提高为58.32％.     

端羧基乙烯基聚四氢呋喃/聚苯乙烯固化反应动力学

通过端羧基乙烯基聚四氢呋喃/聚苯乙烯的固化反应,合成了交联多嵌段共聚物,它可作为阻尼材料。本文研究了上述反应体系的固化反应动力学,研究结果可作为控制固化反应速度的依据。     

无表面活性剂全氟聚醚基磁流体的开发研究

通过巯基-烯烃的点击反应将全氟辛基乙烯接枝到Fe_3O_4@SiO_2-SH表面,得到一种可自分散到全氟聚醚油中的磁性纳米微粒,最终形成无表面活性剂的全氟聚醚基磁流体。采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、透射电镜和振动样品磁强计对所得磁性复合材料进行表征。并将此磁流体置于离心机中以3000r/min的转速,离心10min,测定其稳定性。结果表明:最稳定磁流体的磁性微粒的合成条件为:反应温度40℃,氨水用量4.00mL,Fe~(2+)/Fe~(3+)=1.5∶2(摩尔比),TEOS用量3.00mL,3-巯基丙基三甲氧基硅烷用量1.00mL。用该磁性微粒配制的磁流体在离心条件下无明显分层现象,稳定性最高。