低温固化EP用微胶囊固化剂的制备及性能表征

以PMF(聚三聚氰胺-甲醛树脂)为壁材、TMPMP[三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)]为芯材,采用原位乳液聚合法制备了微胶囊固化剂。探讨了乳化剂类型及掺量、芯壳比[即m(囊芯)∶m(囊壁)]、反应温度、反应时间和p H等对合成微胶囊的粒径和稳定性等影响。研究结果表明:当m(EP)∶m(微胶囊固化剂)∶m[固化促进剂(DMP-30)]=100∶120∶1、芯壳比为2∶1、反应时间为60 min、反应温度为60℃、p H为3和搅拌速率为400 r/min时,微胶囊的粒径为50~125μm,并且具有很好的封闭性和耐热性,能在0℃以上达到较好的固化效果。     

原位聚合法制备分散染料微胶囊

以尿素和甲醛为壁材,分散染料酸性红GP(C.I.266)为囊芯制备了分散染料微胶囊。用SEM和Zeta激光粒度测定仪观察分析微胶囊的粒径分布,讨论了反应条件对微胶囊粒径分布的影响。通过实验,提出了制备该分散染料微胶囊的最佳反应条件为:壁材n(尿素)∶n(甲醛)=2∶3,分散剂阿拉伯树胶质量分数为5%,m(芯材)∶m(壁材)∶m(分散剂)=1∶7 25∶2 5,在pH=3,80℃和搅拌速率为1500r/min的体系中反应2h。     

溶剂蒸发法制备磁性微胶囊及其相关性能

将共沉淀法所得纳米OA-Fe3O4(油酸改性Fe3O4)分散于不同介质中形成磁流体作为芯材,以PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)作为壁材,采用溶剂蒸发法制备磁性微胶囊。对不同芯材及乳化剂进行筛选;考察乳化剂用量、m(芯材)∶m(壁材)及乳化转速对微胶囊制备的影响。通过XRD、FTIR、TEM、SEM、光学显微镜、VSM(振动样品磁强计)对纳米OA-Fe3O4和磁性微胶囊的有效成分、形貌、热性能、磁性能进行分析表征。结果表明,共沉淀法制备的纳米颗粒有效成分为Fe3O4,且可形成稳定磁流体。OA-Fe3O4粒径在3～15 nm,比饱和磁化强度为43.3 emu/g,具有顺磁性。以分散在n-C16H34的OA-Fe3O4磁流体为芯材,w〔SDS(十二烷基硫酸钠)〕=2%的水溶液为乳化剂,m(芯材)∶m(壁材)=5∶1,乳化转速800 r/min条件下可制得外形规整,壁厚1～2μm,且粒径集中于(10±2)μm的磁性微胶囊。该胶囊比饱和磁化强度为36.9 emu/g,具有良好的磁响应性。     

MF包封DCPD自修复微胶囊的合成

自修复材料是目前材料领域的研究热点。它是由包封有活性物质的微胶囊、能使活性物质发生快速交联固化的催化剂和树脂组成。自修复用微胶囊的粒径与壁厚对微胶囊的力学性能有决定性影响,而微胶囊力学性能对自修复材料的应用起着非常重要的作用。本研究采用三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为壳材料,双环戊二烯(DCPD)为芯材料,通过原位聚合法制备自修复材料用微胶囊。并使用马尔文粒径分析仪以及透射电镜等仪器研究酸值、反应时间以及乳化搅拌速率等条件对微胶囊粒径和壁厚的影响规律。研究结果表明,pH较低,粒径分布较差,pH对壁厚影响不大;反应时间越长,微胶囊壁厚越厚,反应时间对粒径没有明显影响;乳化搅拌速率越大,粒径分布越好,乳化搅拌速率对微胶囊壁厚没有明显影响。     

路面材料自修复微胶囊制备工艺研究

以环氧树脂为囊芯,明胶和阿拉伯胶为囊壁,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂合成自修复微胶囊。考察了囊材和芯材的比例、反应时间、体系的pH、乳化剂的用量等因素对自修复微胶囊包覆率影响。确定了制备自修复微胶囊的最佳工艺:即囊材和芯材的质量比为10∶9,加入15 mL质量分数为4%的SDS为乳化剂,在pH低于4.0时持续反应3 h合成包覆率为69.9%的自修复微胶囊。     

一氯三嗪-β-环糊精包合晚香玉香精纳米粒的制备及表征

以一氯三嗪-β-环糊精(MCT-β-CD)为壁材,晚香玉香精为芯材,通过包合法制备一氯三嗪-β-环糊精晚香玉香精纳米粒。研究了壁材与芯材的质量比、乙醇与水的体积比、反应时间、反应温度、搅拌速度对晚香玉香精纳米粒粒径的影响,并采用动态激光光散射仪(DLS)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)及热重分析仪(TGA)对其结构及性能进行了表征。结果表明:在V(乙醇)∶V(水)=1∶0.67,m(香精)∶m(壁材)=1∶15,反应时间10 h,搅拌速度1 300 r/min,温度为35℃的条件下制备的晚香玉香精一氯三嗪-β-环糊精纳米粒的粒径为216.4 nm,粒径分布系数(PDI)为0.221,香精装载量达17.2%,能减缓高温下香精的释放速率。     

脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊的制备及性能研究

制备了脲醛树脂包覆环氧树脂(EP-UF)微胶囊,探讨了芯材与壁材的质量比、工艺条件对微胶囊的性能影响,以及微胶囊对EP基体的修复过程与修复能力。结果表明,当脲甲醛预聚体的合成温度为70℃、EP和苯甲醇的质量比为10:3、芯材与壁材的质量比为0.8、乳化剂用量为5%-7%、分散搅拌速度为500r/min、pH=3时,所制得的EP-UF微胶囊的平均粒径约为55μm,囊壁的密闭性好、强度高,芯材的包覆率高、流动性好,微胶囊填充EP基体材料的拉伸强度、修复率较高。     

复凝聚法制备石蜡相变储能微胶囊及其性能研究

以壳聚糖和阿拉伯胶为壁材,石蜡为芯材,采用复凝聚法制备相变储能微胶囊。通过单因素实验,探究pH、复凝聚反应时间、芯壳比、交联剂用量等对微胶囊包覆率及包覆效率的影响。使用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪和热重分析仪对微胶囊的形貌、化学组成及热性能进行研究。结果表明,在最优工艺条件下(pH=4.5,复凝聚反应时间20 min,芯壳比1.5∶1,交联剂用量2 m L)制备出的微胶囊粒径20³0μm之间,包覆率为52.84%,包覆效率为56.27%。壳聚糖/阿拉伯胶壁材对石蜡起到保护作用,使其耐热性提高。     

PBS包覆阿维菌素微胶囊的制备及稳定性

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为壁材,阿维菌素原药(B1a)为芯材,通过溶剂挥发法制备了包覆阿维菌素原药的微胶囊。研究了室温下芯材和PBS的不同比例、乳化剂的种类,以及搅拌速率对微胶囊表面形态的影响;微胶囊在不同pH、不同温度下的稳定性。研究结果表明:以2%的聚乙烯醇(PVA)做乳化剂,芯材/PBS为5∶1,转速为600 r/min时制备的微胶囊粒径均一,结构稳定,微胶囊的负载率为68.76%;阿维菌素在偏酸、偏碱性条件下的释放速度较慢,纯净水中释放速度最快,不耐高温水煮。     

复凝聚法制备β-大马酮微胶囊的工艺研究

以β-大马酮为囊芯材料,明胶和羧甲基纤维素钠(CMC)为壁材,通过复凝聚法制备了β-大马酮微胶囊。以单因素试验为基础,通过正交试验优化了β-大马酮微胶囊制备的工艺条件。确定较佳工艺条件为:m(明胶):m(CMC)=9:1,m(芯材):m(壁材)=1:1,乳化速度8 500 r/min,固化剂用量0.25%,溶液pH=4.5~4.6,反应温度40℃。在此条件下,微胶囊的包埋率达到了97.83%±2.16%,其粒径约为30μm,形貌圆整规则。     

一步法制备聚脲甲醛包覆反应性乙烯基硅油微胶囊

以聚脲甲醛(PUF)为囊壁,乙烯基硅油为囊芯,采用原位聚合"一步法"成功制备出具有自修复功能且粒径均匀的新型PUF包覆乙烯基硅油微胶囊。研究了分散剂/表面活性剂种类及用量、m(囊芯)∶m(囊壁)比例对微胶囊物理性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、金相显微镜、激光粒度分析仪和红外光谱(FT-IR)法等对微胶囊的形貌、粒径大小等进行了研究。结果表明:选用较高浓度的聚乙烯醇(PVA1799)作为分散剂时,有利于微胶囊的形成;当w(PVA1799)=3.00%(相对于体系总质量而言)、m(囊芯)∶m(囊壁)=2.8∶1.0时,在1500r/min条件下,可制备出平均粒径小于20μm且粒径分布较均匀的理想微胶囊。     

癸酸相变微胶囊的制备及热性能

以尿素、甲醛及癸酸为原料,利用原位聚合法制备了脲醛树脂包覆癸酸的相变微胶囊。以芯壁质量比、乳化剂用量、乳化转速及固化剂含量为变量设计正交实验,采用ESEM、FTIR和DSC分别表征癸酸微胶囊的微观形貌、化学结构及热性能,利用渗漏率实验测试癸酸微胶囊的防渗性能。结果表明,m(OP-10)∶m(Span-80)=4∶1的复合乳化剂有利于改善癸酸微胶囊颗粒特性。癸酸微胶囊P(芯壁质量比3∶2、乳化剂用量占芯材质量5%、乳化转速1400 r/min、固化剂间苯二酚用量占尿素质量12%)在微观形貌上分散良好且大小均一,相变潜热为123.91 J/g,渗漏率和包覆率分别为6.95%和69.7%,与癸酸微胶囊S(芯壁质量比1∶1、乳化剂用量占芯材质量6%、乳化转速1100 r/min、固化剂用量占尿素质量10%)相比,癸酸微胶囊P的渗漏率降低了57.2%,包覆率反而提高了132.3%,具有良好的热性能。     

碱溶性核/壳型丙烯酸酯胶粘剂乳液的合成研究

以反应型阴/非离子乳化剂(DNS-86/ANPEO-10)为复配乳化剂、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸(MAA)为混合羧基单体、丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为混合交联单体等,采用半连续种子乳液聚合法合成了核/壳型碱溶性丙烯酸酯乳液。讨论了反应型乳化剂、羧基单体及交联单体等对丙烯酸酯乳液胶粘剂性能的影响。结果表明:各种功能单体、反应型乳化剂均参与了共聚反应,并且相应基团的红外光谱(FT-IR)特征吸收峰比较明显;当w(DNS-86+ANPEO-10)=2.5%且m(DNS-86)∶m(ANPEO-10)=1.0∶(1.0～1.5)、w(AA+MAA)=8%且m(AA)∶m(MAA)=2∶3、m(HEA)∶m(GMA)=1.5∶1且w(HEA+GMA)=4%～5%时,采用核/壳聚合工艺制备的乳液胶粘剂,其耐水性及碱溶性良好,并且其综合性能相对最佳。     

扩散控制法制备高固含量聚醋酸乙烯纳米乳液

采用完全由扩散过程控制的乳液聚合法,制备了高固含量的聚醋酸乙烯(PVAc)纳米乳液。讨论了搅拌速率、反应温度、乳化剂种类及用量等对PVAc纳米乳液粒径、乳胶膜吸水率和乳液稳定性等影响,并采用透射电子显微镜(TEM)观察了乳胶粒的微观形貌。结果表明:当搅拌速率低于100r/min、反应温度为55℃和w(十二烷基硫酸钠SDS)=2%(相对于单体质量而言)时,可制得30%固含量、粒径为60nm左右的半透明PVAc纳米乳液。     

高性能水性印花涂料的制备

以丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、环氧树脂和乳化剂分别制备核、壳预乳化剂,然后通过种子乳液聚合法制备了具有核壳结构的聚合乳液。以环氧树脂E-44和有机硅氧烷KH-570对聚合乳液进行改性,制备了印花涂料用乳液。研究了乳化剂和核壳单体的配比以及不同改性剂用量对乳液稳定性和成膜性能的影响。结果表明,制备乳液的较佳条件为:复合乳化剂[m(十二烷基硫酸钠)∶m(非离子型乳化剂OS-15)=1∶3]的质量分数为4%,核单体组成为m(MA)∶m(EA)∶m(BA)=1∶1∶3、质量分数为30%～40%,壳单体组成为m(MA)∶m(EA)∶m(BA)=2∶1∶1,改性剂环氧树脂E-44和有机硅氧烷KH-570的用量分别为2%和6%。当烘焙工艺条件为140℃/3min时,制得的印花涂料涂膜在弹性、手感、牢度等性能指标方面均达到了设计要求。     

丙烯酸酯乳液的合成及改性研究

以丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸-2-乙基己酯(2-EHA)为软单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体、丙烯酸(AA)为功能单体、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为交联单体和十二烷基硫酸钠(SDS)/乳化剂(OP-10)为阴/非离子型复合乳化剂,采用核/壳种子乳液聚合法制备了丙烯酸酯共聚乳液;然后在壳层聚合时寸加入HEMA,并用乙烯基有机硅进行改性,制得硅丙乳液。结果表明:当m(SDS):m(OP-10)=3:2、w(复合乳化剂)=3.4%、w(引发剂)=0.82%、w(HEMA)=3.5%、聚合温度为80℃以及聚合中期加入6.8%乙烯基硅油至壳单体中时,硅丙乳液及其胶膜的稳定性、耐水性和力学性能俱佳。     

Preparation and characterization of polyurea/polyurethane double‐shell microcapsules containing butyl stearate through interfacial polymerization

Double‐shell microcapsules containing butyl stearate were prepared through interfacial polymerization. The outer shell is polyurea formed through polymerization of toluene‐2,4‐diisocyanate (TDI) and diethylene triamine, and the inner shell is polyurethane (PU) formed through polymerization of TDI and polypropylene glycol 2000 (PPG2000). Styrene maleic anhydride copolymer was used as emulsifier. The effects of core to monomer ratio and dosage of PPG2000 on core content and encapsulation efficiency of microcapsules were investigated. The core content has a maximum at core to monomer ratio of 3–4, and the encapsulation efficiency has a maximum value of 95% at core to monomer ratio of 2. The prepared microcapsules were smooth and compact and have an obvious latent heat of 85 J/g. The shell structure of microcapsules was polyurea and PU. The average diameter of the microcapsules was 1–5 μm. The stabilities of the double‐shell microcapsule, such as anti‐ethanol wash and antiheat properties are obviously improved than those of single‐shell microcapsule. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

Optimization of microencapsulation of polyaspartic acid ester into UV curable epoxy-acrylate resin using Taguchi method of experimental design

Due to fast reaction with isocyanates, polyaspartic acid esters (PAAE) can be used for the development of microcapsules for self-healing coatings. Microcapsules with encapsulated PAAE into shell formed by UV-cured commercial epoxy-acrylate resin were produced through oil-in-water emulsion polymerization triggered by UV light. The obtained microcapsules were characterized by FTIR, TGA, optical microscopy, and SEM. Various encapsulation parameters, including core to shell ratio, agitation speed, emulsifier type and concentration, solvent type and its concentration in the oil phase, have been selected at four different levels. Microencapsulation was optimized using Taguchi L16 parameter design approach for determination of desired outcome as larger is better (maximal core content) and nominal is better (microcapsule diameter of 50 μm). It was determined that conditions to prepare microcapsules with the highest core content and the microcapsule size close to 50 μm are rather similar requiring core-to-shell ratio at about 4:1, low agitation speed of 500–1000 rpm, and the use of two polymeric emulsifiers poly(vinyl alcohol) and Gum Arabic at concentration of about 2%. Primary benefits of UV-induced shell formation during microencapsulation of active compounds are remarkably shorter time of the process and possibilities to reach high core content and prepare microcapsules of desirable size.     

核壳结构聚(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸十二酯)的制备

以丙烯酸丁酯(BA)为核单体,甲基丙烯酸十二酯(LMA)为壳单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,采用分阶段饥饿态加料方式和半连续乳液聚合方法合成了具有核壳结构的聚(丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸十二酯)即P(BA/LMA)乳液。考察了乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)、引发剂过硫酸钾(KPS)和核壳单体配比对乳液性能的影响,结果表明,当复合乳化剂m(OP-10):m(SDS)为2:1且质量分数为4%左右,引发剂KPS质量分数为0.1%,单体m(LMA):m(BA)为55:45时,体系稳定,转化率高,成膜温度最低;研究了交联剂交联场所对聚合物结构的影响,结果表明核交联后形成了核壳结构。