磁性石墨烯/聚氨酯柔性复合材料的制备及自修复效能

为了提高复合材料的导电、导热及自修复性能，在传统共混法的基础上采用化学沉积法将四氧化三铁（Fe₃O₄）修饰到石墨烯上，得到磁性石墨烯，并将其与聚氨酯、碳纳米管共混后经磁场干预控制石墨烯片层的排列得到磁性石墨烯/聚氨酯柔性复合材料。采用SEM、Raman、FTIR对柔性复合材料的微观形貌、分子结构进行表征，并通过激光导热仪、四探针电阻率测定仪和万能试验机分析磁场调控对复合材料电、热、力学以及修复性能的影响。结果表明：磁场下柔性复合材料中的石墨烯片层排列规则，且层次分明，轮廓清晰可见；其热扩散系数相比于未加磁场提高了10 %~12 %，且在高温下具有稳定性，缺陷修复时间减少了50 %；对比出现缺陷前及修复后的复合材料发现，表面电阻率和抗拉强度分别相差0.006Ω·cm和2.4MPa，而无磁场环境下的变化量是其 3～4倍。     

Temperature-sensitive polyurethane (TSPU) film incorporated with carvacrol and cinnamyl aldehyde: antimicrobial activity,sustained release kinetics and potential use as food packaging for Cantonese-style moon cake

Temperature-sensitive polyurethane (TSPU) films incorporated with carvacrol and cinnamyl aldehyde were prepared for the potential use of food packaging. The antimicrobial properties and sustained release kinetics of carvacrol and cinnamyl aldehyde in TSPU film were investigated. Results indicated that cinnamyl aldehyde and carvacrol had favourable antimicrobial properties at relatively low addition ratio. The diffusion and release of carvacrol were linearly related to temperature and its addition ratio. The release rates of carvacrol from TSPU film increased from 0.6% to 2.2% with the increase of addition ratio and temperature. The first-order kinetic equation could be used to describe its diffusion and sustained release process. TSPU films could significantly prolong the shelf life of Cantonese-style moon cakes by effectively inhibiting microbial growth and decreasing lipid oxidation comparing with commonly used polyethylene food packaging. Results obtained in the present work can provide technical guide of sustained release food packaging films with antimicrobial properties.     

液态CO2辅助喷涂发泡聚氨酯硬泡的研究

采用三组分聚氨酯硬泡喷涂高压发泡机,以HCFO-1233zd(E)或HFO-1336mzz(Z)为主体发泡剂,将液态CO2作为第三组分添加,制备了喷涂聚氨酯硬泡。对比了不同含量CO2喷涂发泡制得的聚氨酯泡沫制品的性能。结果表明,添加液态CO2会使泡沫的乳白时间缩短,凝胶时间和固化时间延迟;添加适量液态CO2可以提高泡沫制品的压缩强度,能降低泡沫的闭孔率;添加少量液态CO2会使泡沫的泡孔分布更加均匀,泡沫更加细腻,可以提高HFO类发泡体系泡沫的综合性能,尤其能提高泡沫超低温环境下的绝热性能。     

自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯乳液的制备及研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料合成了双键封端的聚氨酯预聚体;以N-羟乙基丙烯酰胺(HEAA)作交联剂,配合甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)等单体进行乳液共聚,制备了自交联水性聚氨酯-含氟丙烯酸酯(FPUA)乳液。研究了HFBMA和HEAA用量对膜耐水性、热性能以及力学性能的影响。结果表明:PUA乳液的耐水性和疏水性随HFBMA用量的增加而增加;随着HEAA用量增加,胶膜的热稳定性增加,拉伸强度增加,伸长率下降;当胶膜中HFBMA质量分数为12%,且HEAA质量分数为2.6%时,乳液的粒径为128 nm,乳液的稳定性较好;胶膜的水接触角为107.6°,吸水率为4.5%,拉伸强度为25.6 MPa,断裂伸长率为268%,10%热失重温度299.6℃。     

水性防腐涂料贮存稳定性的研究

由于水性树脂、颜料和填料等多方面的影响,水性防腐涂料在贮存中容易分层、沉淀,在不同体系中添加不同类型的触变剂可以有效地改善产品的贮存稳定性,使之在不同的环境温度下避免分层、沉淀等问题。     

AHP/碱木质素聚氨酯泡沫的阻燃性能

对精制后的碱木质素进行羟甲基化改性,再利用改性后的羟甲基化碱木质素部分替代聚醚多元醇,采用一步发泡法与聚合MDI制备了羟甲基化木质素基聚氨酯泡沫材料。将次磷酸铝(AHP)作为阻燃剂添加到泡沫中制备了阻燃碱木质素聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了羟甲基化木质素基阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。利用热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究制得泡沫的热降解行为、成炭性能和残炭形貌。实验结果表明,当羟甲基化碱木质素替代聚醚多元醇的量为60%,次磷酸铝的添加量为30%时,碱木质素聚氨酯泡沫材料的极限氧指数(LOI)值达到了27.5%。因此,羟甲基化碱木质素和次磷酸铝使泡沫在燃烧时能更好的形成炭层,从而有效地隔绝空气,降低热传递,提高了材料的阻燃性能。     

无色分散剂在聚合物多元醇中的应用研究

使用自制的具有特殊双键结构、低黏度、无色透明分散剂(BDF-4)合成高固含量普通聚合物多元醇(POP)。实验表明,采用BDF-4合成的聚合物多元醇,不仅黏度低、粒子细腻,而且水溶性很好;同时,由于分散剂特殊的结构使得所制备的聚氨酯软泡具有较高的承载力。     

4-4’二氨基二苯甲烷合成催化剂研究进展

4-4’二氨基二苯甲烷作为聚氨酯工业的重要中间体,在国内及国际市场上的消费量逐年攀升。以苯胺和甲醛为原料合成4-4’二氨基二苯甲烷是目前主要的生产方法,该法主要采用盐酸作为催化剂,由于工艺过程在分离方面存在诸多不足,因此发展非均相催化剂体系成为该领域未来的趋势。对以甲醛和苯胺为原料合成4-4’二氨基二苯甲烷的固体催化剂进行综述,重点关注分子筛催化剂领域的进展。     

氨基磺酸盐型水性醋酸纤维乳液的制备与性能

采用乙二胺基乙磺酸钠(AAS)作为亲水剂,在二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的催化下,通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)将亲水基引入二醋酸纤维(CA)分子中,制得了一种氨基磺酸盐型水性醋酸纤维乳液(SWCA)。利用FTIR、DLS、黏度计、TEM、SEM、接触角测量仪、XRD、TGA,对SWCA结构及涂膜性能进行表征。考察了IPDI与AAS物质的量比对SWCA乳液粒径、黏度、涂膜表观形貌及耐水性的影响。结果表明:当n(IPDI)∶n(AAS)=1.1∶1时,乳液最稳定,微观形态呈水包油型(O/W)核壳结构,乳液粒径和分散系数(PDI)最小,分别为128nm和0.112,此时乳液表观黏度最大,为73.5m Pa·s,所成涂膜致密平整,接触角可达110.2°±2°,表现出明显的疏水性;此外,与二醋酸纤维相比,SWCA涂膜结晶性减弱,呈微晶态或次晶态结构,且具有较好的耐热性。     

水性抗菌羟基丙烯酸树脂的制备及性能

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为单体,过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,乙醇为助溶剂,采用半连续溶液聚合法合成得到了水性羟基丙烯酸树脂(hs-WA),再用三乙胺(TEA)中和,最后引入季铵盐抗菌剂3-(甲氧基硅烷基)丙基二甲基十八烷基氯化铵(TSA),合成得到了水性抗菌羟基丙烯酸树脂(hs-WAT)。利用FTIR、1HNMR、接触角、SEM、TG和DSC对样品进行了分析,并采用菌落计数法和抑菌圈法对样品进行了抗菌测试。结果表明:引入TSA反应后,树脂的表面形貌没有改变;水接触角从78.5?增大至87.5?;样品的分解温度范围为299～456℃,热稳定性提高;聚合物链柔韧性增强(Tg=8.3℃)。抗菌性能分析表明:当引入TSA的质量分数为4%(以树脂的固含量计)时,hs-WAT膜对大肠杆菌(革兰氏阴性菌)以及金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)的杀灭率达99.9%以上,TSA未发生迁移,合成的聚合物为水性非渗透性接触型抗菌材料。