两性离子型聚电解质的合成及对二氧化硅分散性能

以甲基丙烯酰氧乙基二甲基胺(DM)与1,3-丙磺酸内酯为原料合成了3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基)丙磺酸盐(DMAPS)。以过硫酸铵为引发剂、次亚磷酸钠为链转移剂,在水溶液中进行DMAPS本体自由基聚合,制备了两性离子型聚电解质(PDMAPS),并将其用作二氧化硅分散剂。利用FTIR、1HNMR以及GPC对DAMPS和PDAMPS进行分析与表征,并通过单因素实验和正交实验研究了不同反应条件对聚电解质分散性能的影响。为了使分散的二氧化硅达到最低的黏度和粒径,最优的制备条件如下:反应温度为75℃、反应时间为3 h、引发剂加入量为单体质量的1.0%,在该条件下制备的PDMAPS分散性能最佳,当其掺量为0.8%(质量分数)时,粒径分析表明其二氧化硅中值粒径(d50)从21.193μm降低到0.449μm。     

有机硅/聚醚胺复合改性环氧树脂合成及性能

以二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷为单体,通过水解、缩聚制备了含有氨基活性功能基团的有机硅低聚物(PS),然后以PS与聚醚胺与环氧树脂进行固化交联得到有机硅改性环氧树脂,研究探讨了PS的不同添加量对改性环氧树脂耐热性、力学性能及吸水性能的影响。结果表明,当PS添加量为基体树脂质量的30%时,改性树脂的耐热性能有明显提高,800℃残留量为26.45%,拉伸强度为68.27 MPa,弯曲强度为81.68 MPa,与水表面接触角为109.3°,吸水率为2.59%,比未改性树脂分别提高了17.24%、6.6%、17.3%、21.3%和降低了0.12%。     

三维有序结构聚苯胺/石墨烯纳米复合材料的制备及其在超级电容器电极中应用

用硼氢化钠(NaBH_4)还原氧化石墨烯得到还原石墨烯(rGO)分散液,rGO分散液与苯胺在酸性条件下原位聚合得到高比表面积三维有序结构的聚苯胺/石墨烯纳米复合材料。由场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对其表面形貌和结构进行表征。结果表明:复合材料的比表面积高达136.9 m~2/g,高于纯聚苯胺的比表面积(32.71 m~2/g);直径10~20 nm的聚苯胺纳米棒均匀地垂直生长在石墨烯表面。在0.5 A/g的电流密度下,复合材料比电容达到358 F/g,大于石墨烯和聚苯胺的比电容;当充放电电流密度由0.5 A/g增加到10 A/g时,电容保留率达74.3%,表现出增强的倍率性能;在10 A/g高电流密度下,经过500次的充放电循环后容量保持率达到83.7%。     

温度和pH双重敏感性水凝胶的制备及表征

在5种不同温度下聚合交联,制备了一系列温度和pH双重敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-衣康酸)水凝胶。实验发现,15、25℃得到的凝胶是透明的,45、55℃得到的凝胶是白色不透明的,而在相转变温度附近(35℃)得到的凝胶则是半透明的。FTIR测定表明,它们具有相似的化学组成和结构。SEM观察证实,它们具有不同的表面形态。测定了不同温度和pH下达到平衡时水凝胶的溶胀比,考察了水凝胶在水和强酸性溶液中的去溶胀动力学。结果表明,与15℃或25℃制备的水凝胶相比,45℃和55℃制备的水凝胶的性能有显著提高:(1)溶胀比大为增加。15℃或25℃制备的水凝胶在25℃时溶胀比分别为65.3和68.1,而45℃和55℃制备的水凝胶此时溶胀比分别高达105.7和110.1;(2)45℃和55℃制备的水凝胶在极端环境下对温度的变化仍具有较快的响应速率。例如在温度为60℃,pH=1.67的强酸条件下,45℃和55℃制备的水凝胶在60 min内皆可失去95%的水,而15℃或25℃制备的水凝胶在120 min内只能失去42%左右的水。     

碳纳米管对环氧树脂固化反应和力学性能的影响

通过动态DSC扫描技术,结合等转化率方法分析了碳纳米管对环氧树脂体系(EP828/DDM)固化反应的影响。发现碳纳米管加入到环氧固化体系后,对体系的固化产生促进作用。尤其在反应初期,少量的碳纳米管可降低环氧固化反应活化能,但过多的碳纳米管阻碍树脂分子接触,反而使活化能升高。此外还对碳纳米管对环氧树脂力学性能的影响进行了探讨。     

快速响应的聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的合成及性能

以羧甲基纤维素的水溶液为反应介质制备了快速响应的温度敏感性聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶。利用DSC对其相转变温度进行了表征,并测定了不同温度下达到平衡时水凝胶的溶胀比,研究了水凝胶的去溶胀动力学。结果表明,在聚合/交联过程中羧甲基纤维素的存在对PN IPA水凝胶的相转变温度几乎没有影响;与传统水凝胶相比,该水凝胶的溶胀性能有所提高,并且具有较快的响应速率。     

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯纳米复合乳液制备及性能研究

用含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯，乳液共聚法获得具有核壳结构的水性PUA纳米复合乳液，详细考察了PU／PA质量比、HEA用量、DMPA用量等对乳液涂膜性能的影响；实验结果表明该乳液粒径在100nm左右，乳液涂膜具有良好的力学性能，当含氟单体含量为5％时，其表面自由能为20．8mJ·m^-2，耐水性能也得到显著提高。     

外交联型丙烯酸酯乳液压敏胶的制备与性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)、醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸(AA)单体为基础,采用双丙酮丙烯酰胺(DAAM)/己二酸二酰肼(ADH)外交联体系,通过预乳化和半连续加料工艺制备了外交联型丙烯酸酯乳液压敏胶.采用红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)等手段对其进行了表征和分析.并研究了软硬单体配比[m(BA)∶m(VAc)]、官能单体(AA)用量及外交联体系(DAAM/ADH)用量对压敏胶性能的影响.结果表明,通过调节软硬单体配比和官能单体用量可以使压敏胶性能达到一个较优的水平.当m(BA)∶m(VAc)=85∶15,w(AA)=3％时,压敏胶初粘力为17号球,180°剥离强度为504 N/m,室温持粘力＞30 d,高温(100℃)持粘力为140 min.外交联体系DAAM/ADH的引入可以在对初粘力和180°剥离强度影响较小的情况下显著提高压敏胶的高温持粘力到540 min,从而得到高温持粘力优异的外交联型丙烯酸酯乳液压敏胶.     

自交联封端型聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的合成与研究

合成了一系列的自交联封端型聚氨酯一丙烯酸酯（PUA）复合乳液。合成步骤主要分为三步：（1）运用无皂乳液聚合方法合成含羟基的PUA复合乳液；（2）使用甲苯二异氰酸酯（TDI）、三元醇、2，2-二羟甲基丙酸（DMPA），分别使用不同的封端剂即甲乙酮肟（MEKO）和己内酰胺，合成了一系列封端型水可分散交联剂；（3）将第二步制得的交联剂，按不同比例与第一步制得的PUA复合乳液在机械搅拌下共混，制得了一系列的自交联封端型PUA复合乳液。此复合乳液低温成膜后，升高至一定的温度，随着解封交联反应的进行，使涂膜达到了后固化交联的目的。通过DSC和TGA研究了不同封端剂和多元醇对解封交联温度的影响。同时对所合成的自交联封端型PUA复合乳液通过解封交联后固化制得的涂膜的力学性能进行了研究。     

羟丙基纤维素RAFT聚合温敏性聚（N异丙基丙烯酰胺）水凝胶的合成及表征

用羟丙基纤维素(HPC)接枝的多链转移官能基大分子链转移剂,通过可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合制备了羟丙基纤维素接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)水凝胶(HPC-g-PNIPAM hydrogel),研究了HPC相对分子质量、RAFT分子接枝密度以及HPC和NIPAM质量比对水凝胶微观形貌、低临界溶解温度(LCST)以及溶胀性能和机械性能的影响。结果表明,HPC大分子RAFT聚合PNIPAM能获得具有高溶胀比和快速响应性能的水凝胶;HPC的引入能提高水凝胶机械强度。RAFT聚合方法和少量大分子纤维素RAFT分子的引入会略微降低LCST,但当HPC组分增加到一定量,又会使LCST升高。