材料表面接枝聚乙二醇(PEG)刷的研究进展

聚乙二醇(PEG)刷能形成压制细菌靠近、产生排斥渗透力、降低聚合物链段运动性的高亲水性层,可阻止蛋白质的非选择性吸附以及减少细菌和微生物的粘接,可提高基质表面的防污能力,对金属而言亦可增加其缓蚀性能。本文综述了聚乙二醇刷在聚合物、硅基材料和金属等材料表面的应用,并提出了聚乙二醇(PEG)刷在未来应用于非生物金属材料防污及防腐等方面的可能性。     

异丙醇铝溶胶-凝胶掺杂的SiO2-Al2O3/PEG导热增强型定形相变储能材料

以异丙醇铝(AIP)与正硅酸乙酯(TEOS)为溶胶前驱体、聚乙二醇(PEG)为相变组分,经超声辅助溶胶-凝胶过程制备了SiO2-Al2O3/PEG导热增强型定形相变储能材料.利用FTIR和XRD对SiO2-Al2O3/PEG进行结构表征及结晶性能测定,利用DSC与TGA研究其热性能与热稳定性,利用显微热台与数码拍照技术测试材料的定形效果;利用热导率仪测定了材料的导热系数.结果表明,SiO2-Al2O3/PEG的相变焓值可以达到100 J/g以上,低于300℃时具有良好的热稳定性,当SiO2-Al2O3/PEG中的铝硅质量比为0.2∶1时,其导热系数可达0.414 W/(m·K),导热性能比纯PEG提高39.3％,并具有良好的定形效果.     

异丙醇铝溶胶-凝胶掺杂的SiO2-Al2O3/PEG导热增强型定形相变储能材料

以异丙醇铝(AIP)与正硅酸乙酯(TEOS)为溶胶前驱体、 聚乙二醇(PEG)为相变组分, 经超声辅助溶胶-凝胶过程制备了SiO₂-Al₂O₃/PEG 导热增强型定形相变储能材料。利用FTIR和XRD对SiO₂-Al₂O₃/PEG进行结构表征及结晶性能测定, 利用DSC与TGA研究其热性能与热稳定性, 利用显微热台与数码拍照技术测试材料的定形效果; 利用热导率仪测定了材料的导热系数。结果表明, SiO₂-Al₂O₃/PEG的相变焓值可以达到100 J/g以上, 低于300 ℃时具有良好的热稳定性, 当SiO₂-Al₂O₃/PEG中的铝硅质量比为0.2:1时, 其导热系数可达0.414 W/(m·K), 导热性能比纯PEG提高39.3%, 并具有良好的定形效果。     

改性聚乙烯醇/聚乙二醇共混复合材料的制备与性能

通过溶液共混法制备了改性聚乙烯醇(VE-PVA)与不同类型聚乙二醇(PEG)的共混复合材料,分别研究了相对分子质量、含量、不同端基类别的聚乙二醇对VE-PVA/PEG复合材料性能的影响。通过差示扫描量热分析、动态力学分析、拉伸测试、动态流变测试等考察VE-PVA/PEG复合材料的热性能、力学性能及流变性能。结果表明,PEG和VEPVA是相分离体系,各自形成独立的晶相。PEG在一定程度上会阻碍VE-PVA结晶,降低其结晶温度和结晶度。PEG对VE-PVA有明显的增塑和润滑作用,能降低熔体黏度,改善体系加工性能。而且PEG中端羟基含量越大,增塑作用越强。当PEG质量分数小于10%时,能提高复合材料的断裂伸长率。     

丙烯酸锌自抛光防污涂料的配套性及防污性能研究

以自制的丙烯酸锌树脂为基料制备自抛光型防污涂料,研究了该自抛光防污漆与配套连接漆的附着特性,同时对该防污涂料的自抛光性能及防污性能进行了研究。结果表明,该防污涂料与配套连接漆的层间附着力大于2 MPa,且以防污漆内聚断裂为主,表明涂层具有较好的配套附着性;防污涂料的自抛光速率稳定,基本保持在65μm/a;经过3年浅海挂板试验后,漆膜表面无任何海洋污损生物附着,防污性能良好。     

氧化石墨烯/聚乙二醇复合材料在人工关节材料上的润滑性能

通过销盘试验分析氧化石墨烯(GO)、聚乙二醇(PEG)和不同比例的GO/PEG复合材料的摩擦学性能,考察GO增强PEG在人工关节材料UHMWPE-CoCrMo配副上的润滑效果,并利用FTIR、XRD、拉曼光谱等研究了GO/PEG复合材料的结构和性能。结果表明:混合比例为0.85wt%GO与40wt%PEG的GO/PEG复合材料在4.2 MPa加载载荷、0.024m/s的滑动速度条件下,平均摩擦系数为0.015,具有良好的润滑效果;GO均匀地分散在PEG溶液中,组分间较强的界面相互作用协同增强了GO/PEG复合材料的润滑性能。     

羧甲基壳聚糖/苯甲酸金属盐的制备及其防污性能研究

无毒或低毒防污剂是环境友好型防污涂料开发的关键。以无毒或低毒的羧甲基壳聚糖、苯甲酸钠等为主要原料,制成了羧甲基壳聚糖/苯甲酸铜盐、羧甲基壳聚糖/苯甲酸锌盐、羧甲基壳聚糖/苯甲酸铋盐3种在环境友好型防污涂料中具有应用前景的高分子金属盐,通过红外谱对其进行结构表征;通过对新月菱形藻的半数致死浓度、生长抑制曲线及实海挂板试验研究了其防污性能,3种化合物的LC50分别为75.98、28.52、437.85mg/L;防污性能测试表明含有苯甲酸的羧甲基壳聚糖盐防污能力好于含同种金属离子但不含苯甲酸的羧甲基壳聚糖盐,防污性能表现为CMC-Cu-B>CMC-Zn-B>CMC-Bi-B。     

氧化亚铜对封端聚氨酯/环氧树脂涂料力学和防污性能的影响

研究了氧化亚铜对新型封端聚氨酯(BPU)/环氧树脂(EP)共混物涂料的拉伸强度、剪切强度和表面防污性能的影响。拉伸、剪切实验结果表明,涂层的拉伸强度和剪切强度随着氧化亚铜的增加均有所下降;加入纳米氧化亚铜对涂层的影响更加明显,涂层的拉伸强度和剪切强度均大幅下降;铜离子渗出率测定结果表明,随着氧化亚铜用量的增加,铜离子渗出率增大,用纳米氧化亚铜替代氧化亚铜效果并不明显,稳定时的铜离子渗出速率变化不大,用聚乙二醇(PEG)硅烷处理的铜离子渗出率高于未经处理的氧化亚铜的渗出率;透射电镜分析表明,经硅烷处理后的氧化亚铜在树脂中分散性较好,而纳米氧化亚铜和氧化亚铜均出现一定程度的团聚现象;实海挂板试验结果表明,涂料中添加氧化亚铜、纳米氧化亚铜和经PEG硅烷改性后的氧化亚铜的涂层防污性能依次增强,当80phr氧化亚铜的防污效果较好。     

细菌纤维素基柔性防护材料的制备及其性能研究

面对突发事件对人体最佳保护措施之一,为穿戴高性能的防护材料。因此,研制穿着舒适、行动自如、防护性能优的新型柔性防护材料已成热点。柔韧性好、力学强度高和合成方便等优势的细菌纤维素材料(BC),在高强度纤维、柔性复合膜等应用领域已经获得成功。采用模板法制备出多孔BC材料,通过与纳米SiO_2、聚乙二醇(PEG)形成的剪切增稠液(SiO_2/PEG)复合,制备出了新型柔性防护材料,并以Kevlar纤维与SiO_2/PEG复合材料为参照样,进行性能评估研究。实验结果表明,(1) SiO_2/PEG剪切增稠效应和临界剪切速率与SiO_2质量分数和PEG分子链长相关;(2)BC和Kevlar与SiO_2/PEG复合,以BC为基体的材料的弯曲角(85°),远高于Kelvar为基体材料的弯曲角(45°),显示出BC防护材料的高柔韧性;(3) SiO_2/PEG体系中加入BC(31.7%),其防护性能与Kelvar(88.4%)对8 J冲击动能防护性能相当。因而,BC材料在软防护材料、阻尼材料等应用方面具有较大应用潜能。     

PEG基复合固体电解质与Al的阳极键合性能研究

为了探究PEG基固体电解质与金属的阳极键合性能,本文以聚乙二醇(PEG)为基体,引入LiClO4提供导电粒子,并采用纳米颗粒(CeO2、SiO2)对其络合物进行改性,制备了PEG基复合固体电解质(PEG)10LiClO4-SiO2和(PEG)10LiClO4-CeO2,研究了其与铝的阳极键合性能.通过交流阻抗、X射线衍...     

防污涂料用可降解聚氨酯树脂基料的合成研究

为开发新型环保长效防污涂料,获得降解速率可控的,可稳定释放环保型防污剂,并具有良好柔韧性的树脂基料,本文通过分子设计,合成一系列组成不同的可降解聚氨酯树脂。用^1H—NMR,FT—IR,DSC和凝胶渗透色谱（GPC）对它们的结构进行表征,并测定了其力学性能和降魑性能,并选用PBEU1树脂制备成防污涂料,初步研究海洋生物微生物的附着情况。结果表明,所获树脂具有良好的弹性;通过调节聚合物的组成,可对其降解性能进行调控;以PBEUl为树脂基料的防污涂料具有一定的防污效果。     

聚醚-酯嵌段共聚物提高聚氨酯弹性体水解稳定性的研究

采用双金属络合催化剂(DMC),以脂肪族己二酸系聚酯多元醇为起始剂,与环氧丙烷、环氧乙烷进行烷氧基化反应,制得聚醚酯多元醇用于聚氨酯弹性体(PUE)的合成,可得到综合性能优良的PUE材料。在相同硬段含量下,聚醚酯型PUE的力学性能接近纯聚酯型PUE,优于纯聚醚型PUE,并且其耐水解性能得到较大的提高,接近纯聚醚型PUE。     

有机硅烷偶联剂对水性聚氨酯材料性能的影响

以IPDI为硬段,PTMG1000为软段,TMP为交联剂,APTES为封端剂,合成了一系列硅烷偶联剂改性水性聚氨酯乳液,并制备了水性聚氨酯的固化膜.FT-IR分析表明,APTES上的一NH2 与聚铵酯的端--NCO发生反应,成功地将硅烷结构引入聚氨酯分子中.TG分析表明,APTES的改性,提高了聚氨酯热稳定性.随着w(...     

铝塑复合用聚氨酯胶粘剂的制备及性能研究

以聚酯、聚醚混合多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,制备了一种低粘度无溶剂型聚氨酯覆膜胶粘剂。研究了聚酯、聚醚混合多元醇的配比对胶粘剂合成时间、粘度、抗水性能和粘结强度的影响;同时,探讨了催化剂的添加对胶粘剂综合性能的影响。结果表明:由混合聚酯、聚醚多元醇合成的聚氨酯胶粘剂粘度低、易涂覆且耐水性得以改善,但比例必须适宜,以2种多元醇所含羟基物质的量比为0.3:0.7为佳;催化剂的加入虽能显著提高固化速度,但降低了胶粘剂的剥离强度,不利于胶粘剂综合性能的改善,故应酌情适量添加。     

玻璃微珠增强硬质聚氨酯泡沫塑料的性能

研究了通过不同偶联剂处理后的不同玻璃微珠对全水发泡硬质聚氨酯泡沫的微观形貌、压缩强度和热稳定性的影响。试验结果表明,玻璃微珠的添加量占聚醚多元醇的6%(质量分数)以下时,玻璃微珠对泡孔形貌影响较小,并且应用偶联剂KH550处理后的玻璃微珠K46对聚氨酯泡沫的增强效果最好。在保持硬质聚氨酯泡沫密度不变的情况下,玻璃微珠K46含量为聚醚多元醇的6%时可提高压缩强度约10%,压缩模量约8%。同时,用玻璃微珠增强后的硬质聚氨酯泡沫热稳定性也有一定的提高。     

线型聚硅氧烷改性聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络

以端羟基聚硅氧烷(PDMS)、4,4,-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇为原料制得端异氰酸酯基(-NCO)聚氨酯预聚体,再与环氧树脂E-44反应制得一系列聚硅氧烷改性聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络。通过红外光谱、接触角、拉伸试验、动态力学分析、扫描电子显微镜对聚合物体系的结构与性能进行了研究和表征。实验结果表明,聚硅氧烷的引入使得互穿聚合物网络的表面疏水性增强,表面自由能降低,拉伸强度下降但断裂伸长率升高。随着聚硅氧烷用量的增加,聚合物体系的玻璃化转变温度从-45℃提高到了-36℃。     

防腐涂料和涂装技术(Ⅴ)

第五部分主要介绍船舶近海工程各领域中应用的防腐蚀涂料 ,包括车间底漆、防锈漆、船底防污漆、压载水舱漆、油舱漆、海上采油平台涂料、滨海桥梁保护涂料、海洋化工及相关工业设备保护涂料     

封端型水性聚氨酯树脂的结构与性能

以聚酯多元醇、甲苯二异氰酸酯和二羟甲基丙酸为主要原料,丙烯酸单体封端,加入改性剂三羟甲基丙烷脱水蓖麻油酸酯(TMPDCO),制备出稳定的水性聚氨酯分散体。涂膜耐化学品性和凝胶含量测定说明,TMPDCO的加入增加了涂膜的交联度,提高了涂膜的耐化学品性。差示扫描量热法测试表明,加入封端剂增加了涂膜交联度,涂膜玻璃化转变温度明显提高。力学性能测试说明,聚酯作为软段的水性聚氨酯树脂较聚醚型耐水性好。X射线衍射分析说明,随着硬段规整度的增加,衍射峰中心依次向高角度偏移。红外表征说明,不同硬段合成水性聚氨酯的氨基甲酸酯键波数不同。     

Effects of guar gum content on structure and properties of multi-crosslinked polyurethane composite films

Films from multi-crosslinked polyurethane with different contents of guar gum (1–10 wt%) were prepared through a solution-casting method, followed by a thermal treatment or natural light exposure crosslinking procedure. Acrylic terminated prepolymers were prepared by capping the NCO groups of polyurethane prepolymers with pentaerythritol triacrylate. The effect of the guar gum content on the miscibility, morphology and physical properties of the blend films was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, surface properties and tensile tests. The results reveal that small guar gum content is well embedded in the crosslinked polyurethane network and forms films with good mechanical properties, thermal behavior and hydrophilic properties. These results prove guar gum to be eco-friendly filler for multi-crosslinked polyurethane network. In the case of polyether urethanes, incorporating up to 3 wt% guar gum leads to a slight enhancement of the elongation at break, while for polyester urethanes incorporation up to 3 wt% guar gum slight increases stress at break values. Incorporating guar gum into the polyurethane networks leads to an increase in the hydrophilic nature of the polymer blends and improved surface structure. The properties of guar gum – which can be abundantly found in nature – make it desirable for polymer blends for biomedical applications.     

微生物粘膜对海洋大型污损生物附着的影响

研究了防污漆表面细菌粘膜的组成,并利用筛选得到的菌株制成人工细菌粘膜,考察了这些人工细菌粘膜对海洋大型污损生物附着的影响。试验结果表明,菌株制成的粘膜一些对大型海洋生物的附着有抑制作用,另一些则有促进作用,还有一些作用不十分明显。