聚氨酯改性有机硅含氟涂层表面能的研究

研究聚氨酯改性有机硅涂层表面与液体的润滑性能,探讨了表面结构对表面能的影响。发现基料与填料复合制成的涂层,表面粗糙会极大地影响涂层的表面能各分量,基料和填料复相构成的表面,使表面能各分量不再是一个简单的加和。     

有机硅改性丙烯酸酯/纳米SiO2复合低表面能防污涂料

用逐步滴加引发剂合成有机硅改性丙烯酸树脂,将纳米SiO2、铁红、滑石粉分散于有机硅改性丙烯酸树脂中,制成低表面能防污涂料.结果表明,当纳米SiO2的加入量为5.5%～8%时,涂膜与液体的接触角大于98°,涂膜具有较低的吸水率,具有一定的防污效果.     

嵌段共聚物PEO-b-PS与聚苯乙烯共混薄膜的表面形貌及性能

通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了嵌段共聚物聚氧化乙烯(PEO-b-聚苯乙烯(PS)),将PEO-b-PS与PS溶液共混成膜,使用接触角测试仪(CA)和原子力显微镜(AFM)考察了PEO-b-PS含量与共混薄膜表面形貌及性能之间的关系。研究发现,嵌段共聚物在薄膜中发生微相分离并在薄膜表面形成PEO微相区,随PEO-b-PS含量增加,薄膜表面PEO相区尺寸增大,但分布密度下降。通过共混薄膜表面形貌的变化,解释了共混薄膜的亲水性和表面张力随PEO-b-PS含量增加的变化趋势。     

纳米SiO_2/改性丙烯酸树脂低表面能防污涂料

低表面能防污涂料是船舶涂料的一个重要分支。利用有机硅改性的丙烯酸树脂作为成膜物质,纳米SiO2为填料,制备了低表面能纳米复合防污涂料。考察了有机硅单体对改性丙烯酸树脂性能的影响,发现随着有机硅含量的增加,改性后的树脂粘度减小,水接触角增加。研究了氟硅烷改性纳米SiO2含量对涂层形貌和水接触角的影响。结果表明,添加少量的氟硅烷处理的纳米SiO2(1%和3%)可显著增大涂层的水接触角,提高涂层的防污性能。添加纳米SiO2浆的涂层的水接触角要高于添加接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层,而后者要高于添加未接枝氟硅烷纳米SiO2的涂层。当纳米SiO2的添加量在1%和3%时,涂层的水接触角分别达到101.8°和103°。采用纳米浓缩浆工艺分散后的纳米SiO2可以使涂层的表面形成微米-纳米的特征形貌,从而实现防污的目的。     

硅烷改性水性聚氨酯表面施胶剂的制备与性能研究

以甲苯二异氰酸酯、混合多元醇为基本原料,N-甲基二乙醇胺为亲水扩链剂,有机硅为改性剂,通过醋酸中和反应制备出一种可用于纸张表面施胶的自乳化阳离子水性聚氨酯乳液;研究了硅烷用量、预聚温度、R值(体系中异氰酸酯基和羧基的摩尔比)、聚酯＼聚醚质量比对乳液性能和施胶效果的影响.结果表明:硅烷用量为4.5％,预聚温度为60℃,R值为1.10,聚酯＼聚醚质量比为3.6时制备的乳液性能良好;FT-IR分析表明有机硅烷已通过化学方法结合到聚氨酯分子链中;TGA分析表明有机硅的加入对水性聚氨酯耐热性有明显提高;粒径分析表明,有机硅的加入能使乳液粒子分布更均匀且粒径更小;施胶效果表明水性聚氨酯对改善纸张强度作用明显,有机硅烷的加入能显著提高纸张的施胶度.     

低红外发射率水性聚氨酯/青铜复合涂层的制备及性能表征

为改善传统低红外发射率聚氨酯(PU)/青铜复合涂层的环保性能,以自制水性聚氨酯(WPU)为黏合剂,片状青铜粉为功能颜料,采用简单的刮涂法制备了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/青铜复合涂层;系统地研究了固化温度、青铜粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。结果表明:该涂层的发射率和光泽度均随着固化温度的升高而逐渐降低,较高的固化温度有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;随着青铜粉添加量的增加,涂层发射率呈先降低后升高的趋势,涂层光泽度呈逐渐降低并趋于稳定的变化规律;水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当交联剂添加量为3%(质量分数)时,涂层具有良好的综合性能,发射率和光泽度可分别低至0.269和6.4,硬度、附着力和耐冲击强度可分别达到3H、1级和500N·cm。     

有机硅低表面能海洋防污涂料的合成及应用研究

简述了有机硅低表面能防污涂料的作用机理,重点论述了改性有机硅涂料树脂的合成、应用,并介绍了新的合成方法和技术。     

有序介孔有机硅杂化材料的制备研究

分别采用两种不同的模板剂在不同的酸碱条件下成功地制备出有序介孔有机硅杂化材料,通过X射线衍射图谱、热失重分析和透射电子显微镜对制备的材料进行了表征,结果表明以嵌段共聚物和阳离子表面活性剂为模板剂均能成功制备出有序的介孔材料,而且所制得的材料具有优良的热稳定性,不同的有机官能团的引入大大地丰富了介孔材料的种类和用途.     

表面功能化碳纳米管改性水性聚氨酯复合材料的制备与性能

以聚酯多元醇(PCDL)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)、双季戊四醇(DiPE)为原料,合成-NCO封端的水性聚氨酯预聚体(WPU);再以多巴胺(DOA)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)协同修饰碳纳米管(CNTs),得到A-DOA/CNTs,并与WPU进行共价连接、交联,制备了A-DOA/CNTs/WPU复合材料。通过红外光谱、X射线光电子能谱、透射电镜、扫描电镜、热重分析和拉伸性能等对材料结构和性能进行表征,探究了ADOA/CNTs的用量对胶膜耐水性、热性能、断面形貌及力学性能的影响。结果表明,当A-DOA/CNTs质量分数为0.75%时,能均匀分散在聚氨酯基体中,此时胶膜的综合性能最佳,水接触角为92.6°,吸水率5.7%,拉伸强度为29.6MPa,断裂伸长率为225%,质量损失T_10%时的热分解温度为267℃,与纯聚氨酯相比热分解温度提高了28℃,其耐热性、耐水性、力学性能均有显著提高。     

有机硅-聚氨酯嵌段共聚物的研究

研究了一系列低分子量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷齐聚物及1,3-二(3-羟丙基)四甲基二硅氧烷的合成方法,制取了分子量可以控制的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷低聚物。使之与聚氨酯预聚体进行共聚、形成一系列有机硅-聚氯酯嵌段共聚物。并对其反应动力学和共聚物的相态结构进行了研究。     

侧链含氟紫外光固化水性星形聚氨酯的制备及性能

采用十三氟辛醇(TEOH-6)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二乙醇胺(DEOA)自制单端羟基含氟二元醇(DE-TEOH);采用二羟甲基丙酸(DMPA)和季戊四醇(PER)自制八羟基多元醇(DI-PE-8)。使用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振氢谱仪(1 H-NMR)对产物的结构进行分析,并将产物用于改性水性聚氨酯,采用无皂相反转乳化工艺制备了侧链含氟紫外光固化水性星形聚氨酯(UV-WFPU),并对胶膜的表面相结构和性能进行了表征,考察了DE-TEOH用量对胶膜相结构及性能的影响。结果表明:与传统聚醚型聚氨酯相比,UV-WFPU存在明显微相分离结构,且随着DE-TEOH添加量的增加,UV-WFPU胶膜的吸水率大幅下降、接触角增加、热稳定性提高。     

钯纳米粒子/嵌段共聚物复合胶束的制备及催化性能

嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚4-乙烯吡啶(PS-b-P4VP)在酸水(pH=2)中自组装形成PS为核,P4VP为壳的核-壳胶束(约为30 nm)。在核-壳胶束酸水溶液(pH=2)中加入氯化钯,钯离子与P4VP络合形成聚苯乙烯为核、聚4-乙烯吡啶/钯离子为壳的胶束。进一步加入硼氢化钠(NaBH4)原位还原钯离子,得到钯纳米粒子(粒径约为3 nm)位于P4VP壳层的复合胶束。复合胶束对4-硝基苯酚还原为4-氨基苯酚的反应中表现出催化活性,动力学研究结果表明,反应为一级反应,反应速率随复合胶束浓度的增加及反应温度的升高而加快。     

有机硅改性多臂型水性聚氨酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚醚改性硅油(THPDMS)、二羟甲基丙酸(DMPA)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体和丙烯酸羟乙酯(HEA)为主要原料,制备了有机硅改性多臂型水性聚氨酯(TWPU-Si)。采用纳米粒度仪、光学接触角仪、电子拉力机等对膜的结构与性能进行了测试。研究了THPDMS用量对TWPU-Si膜的耐水性、力学性能、硬度、水接触角、热稳定性的影响。结果表明,随着有机硅含量增加乳液粒径逐渐增大、分布变宽,胶膜耐水性和热稳定性增强。拉伸强度先减小再增大后降低。     

复合氟化改性制备EP-ZnO纳米超疏水涂层的研究

风力发电机叶片覆冰严重影响风机安全经济运行,高质量的超疏水防冰涂层是当前研究的热点之一.本实验采用复合氟化改性的方法分别对环氧树脂(EP)和固化剂进行氟化改性,同时通过ZnO纳米颗粒对涂层表面结构进行修饰制备EP?ZnO纳米复合超疏水涂层,并研究了涂层的疏水性、耐磨性和抗冲击性能.研究结果表明,复合氟化改性能有效提高涂层的疏水性能,其接触角为150°,滚动角为6°;经过ZnO纳米颗粒对涂层表面结构修饰后涂层的接触角达158°,滚动角为3°.涂层具有良好的粘附力、稳定的抗冲击能力和耐磨性能,在磨损实验过后,涂层仍能保持较高的疏水性能.     

PE/SEBS-g-MAH/SEBS的制备及防污性能

以聚乙烯（PE）网衣为基材,苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐（SEBS-g-MAH）和苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段聚合物（SEBS）为原料,通过浸涂法制备得到PE/SEBS-g-MAH/SEBS(PSMS);分析讨论了不同SEBS附着率时PSMS的力学性能、表面形貌、表面性质、抗蛋白吸附和抗大肠杆菌吸附等性能。结果表明,PSMS表面呈大小不一的泡孔形貌,且随着SEBS附着率的增大,PSMS表面泡孔密度增大,拉伸强度先增加后降低。当SEBS附着率为46.1%时,PSMS的拉伸强度和表面自由能分别为6.045 MPa和14.055 mN/m,抗蛋白吸附率达93.21%,同时兼具良好的抗大肠杆菌吸附性能。除此之外,PSMS在海洋挂板实验中也表现出良好的防污性能。     

木质素改性水性聚氨酯胶膜的制备与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,碱木质素(LG)为改性剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成了一系列木质素改性水性聚氨酯(LWPU)。研究了LG用量、n(NCO)/n(OH)及DMPA用量对LWPU胶膜力学性能和耐水性能的影响。结果表明,当LG质量分数为0.75%,n(NCO)/n(OH)为5∶1,DMPA质量分数为6%时,胶膜的综合性能较好,其吸水率仅为3.24%,耐水性能明显提高。通过红外光谱、热重分析、X射线衍射及原子力显微镜和扫描电镜对LWPU胶膜的结构与性能等进行了表征,热重分析结果表明,LG的加入可提高聚氨酯材料的热稳定性。加入适量的木质素可以改善水性聚氨酯的耐水性及热稳定性。     

有机硅嵌段改性聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物的研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚二元醇为主要原料制得-NCO封端的预聚体,并按一定比例和环氧树脂E-51混匀;另外合成一系列分子量不同的氨基聚硅氧烷(AG),并利用多元胺类作固化荆,合成一系列氨基聚硅氧烷改性的聚氨酯／环氧互穿网络聚合物。测试了材料的力学性能、表面接触角、吸水率,同时对材料进行了红外光谱和表面电子能谱(ESCA)分析。结果表明,氨基聚硅氧烷／聚氨酯／环氧互穿网络聚合物是一种具有良好疏水性能的新型低表面能材料,同时其力学性能的变化与氨基聚硅氧烷的含量以及分子量的大小等密切相关。