改性PAN基纳米纤维膜的防水透气性能研究

用超声分散法对二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒进行分散处理,加入聚丙烯腈(PAN)进行PAN的溶解,经气流纺丝工艺制备SiO_2/PAN杂化纳米纤维膜,并在空气中低温煅烧进行预氧化处理,用该方法制得的纤维膜具有良好的透气性。使用扫描电子显微镜对纤维膜表面进行观察,研究了不同SiO_2掺杂量的纤维膜表面形貌与防水透气性能的变化。结果显示,SiO_2的加入和预氧化大大提高了材料表面的粗糙度,减少了纤维膜内的微孔孔径,提高了PAN纳米纤维膜的拉伸强度,从而使预氧化SiO_2/PAN杂化纳米纤维膜具有良好的防水透气性。     

超支化水性聚氨酯的合成与性能研究

以季戊四醇为"核",N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯为支化单体,用逐步聚合的方法合成第三代超支化聚酯;将其引入到水性聚氨酯中,合成超支化水性聚氨酯;对其结构和性能用红外光谱、激光粒度分析仪、动态力学分析、X射线衍射、热重分析等进行表征。结果表明:超支化水性聚氨酯的粒径分布较水性聚氨酯的粒径分布宽;超支化水性聚氨酯和水性聚氨酯都为无定型结构;超支化水性聚氨酯的玻璃化温度在35℃左右,稍高于水性聚氨酯的玻璃化温度;超支化水性聚氨酯的热稳定性和力学性能优于水性聚氨酯。     

超支化水性聚氨酯的合成及其应用研究进展

总结了超支化水性聚氨酯的合成方法,并从紫外光固化涂料、固体电解质材料、形状记忆与相变储能材料等方面介绍了超支化水性聚氨酯的应用现状,还阐述了超支化水性聚氨酯在PU合成革生产工艺上的应用前景,同时还对超支化水性聚氨酯的发展方向做出了预期展望.     

硅烷偶联改性聚氨酯-聚丙烯酸酯表面施胶剂的制备及应用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等为主要原料,通过有机硅单体γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行硅烷偶联改性,制备了硅烷偶联改性水性聚氨酯-聚丙烯酸酯表面施胶剂.同时,系统研究了主要单体用量的影响,并通过红外光谱、表面施胶度、接触角等测试对其结构与应用性能进行了表征.结果表明:当n(-NCO)∶n(-OH)=1.07,w(HEA)=0.9%,w(MDEA)=5.50%,w(KH550)=0.7%时,乳液性能达到最优,乳液的粒径为62.3nm;有机硅的加入明显增强了纸张表面耐水性,施胶度为146s,接触角达128°.     

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m~2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.     

纳米杂化氟代聚丙烯酸酯（FLDV—SiO2）乳液的性能研究

用IR、EDS、XRD、TGA等仪器研究了纳米杂化阳离子氟代聚丙烯酸酯（FLDV-SiO2）乳液的物化和应用性能．结果发现：FLDV—SiO2乳液带有正电,其ξ电位平均为＋45．26mV,主要由粒径（西）处于50～200nm和300～1000nm区间的两种乳胶粒所构成;FLDV—SiO2可在纤维表面形成一种较粗糙疏水膜,该膜包裹在纤维表面,能使处理后涤纶织物的静态接触角达到156．4°、拒水性达到100分、拒油等级达到6级;乳液用量及固化温度等对FLDV—SiO2的应用性能有影响．在乳液用量〈2g／100gH2O条件下,用FLDV—SiO2乳液处理后的涤纶织物其拒水拒油性会随乳液用量的增加而增强．另外,高温烘焙固化有利于FLDV—SiO2表现出较佳的应用效果．     

超细羽绒粉体的表面疏水化改性

采用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)、苯基异氰酸酯(PI)和十八烷基异氰酸酯(ODI)对超细羽绒粉体进行表面疏水化改性,制备了不同改性剂处理的超细羽绒粉体.通过FTIR、TG、水接触角实验、吸湿性实验研究了改性前后羽绒粉体的结构、热稳定性以及亲疏水性能.结果表明:PI和ODI可以化学结合在羽绒粉体表面,改性后的超细羽绒粉体保留了良好的吸湿性能,表面由亲水性变为疏水性,且初始热降解温度提高了约4-7℃;KH590偶联剂处理对羽绒粉体的热稳定性、吸湿性以及亲疏水性没有明显影响.PI和ODI改性是改善超细羽绒粉与非极性基体(如聚丙烯等)界面性能,提高非极性纤维材料吸湿性的有效方法,且对于这类复合材料的热加工是有利的.     

SiO2/含硅氟苯丙乳液超疏水涂层制备与热稳定性研究

用乳液聚合方法合成了含硅氟苯丙乳液,用sol-gel法制备出不同尺寸的纳米、微米SiO₂,并用氨基硅烷偶联剂(KH550)对SiO₂粒子进行表面改性,改性后的SiO₂粒子加入含硅氟苯丙乳液中制得复合涂层。使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角(WCA)测试,研究了含硅氟苯丙乳液合成和SiO₂表面改性的机理,考察了涂层表面的微观形貌与润湿状态的关系,结果表明涂层水接触角153°,为超疏水表面,而且能在-10～90℃的冷、热处理后保持超疏水性能。热重分析(TGA)显示,复合涂层热稳定性良好。     

纳米二氧化钛改性水性树脂研究进展

随着水性树脂应用领域更加精细化,纳米粒子改性树脂成为研究的热点.首先,论述近年来纳米二氧化钛(TiO2)对不同水性树脂改性的研究进展,总结纳米TiO2改性水性树脂的方法;其次,提出新型纳米TiO2改性结构,并通过实验研究成功合成一种新型水性纳米杂化超支化树脂;最后,展望未来水性涂料发展方向.     

涤纶织物上SiO_2反蛋白石光子晶体及其结构研究

采用无皂乳液聚合法制备单分散聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球,通过垂直沉积自组装法,在纺织基材上构建面心立方(FCC)结构PMMA蛋白石模板并填充二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒,应用紫外辐照技术除去模板,制备SiO_2反蛋白石结构光子晶体。利用马尔文激光粒度仪测试PMMA和SiO_2纳米微球粒径及其单分散指数(PDI),通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察织物表面PMMA蛋白石模板、PMMA/SiO_2复合光子晶体、SiO_2反蛋白石结构光子晶体的表面形貌。结果表明:PMMA纳米微球粒径在458nm左右适宜用于构建蛋白石模板,60nm的SiO_2纳米微球在浓度为5~8wt%时适宜填充蛋白石模板,紫外辐照去除PMMA模板后可以制得三维有序的SiO_2反蛋白石结构,其孔径均匀,排列整齐,整体上呈FCC结构。     

涤纶挑皮绒织物耐久性拒水拒油整理及机理探讨

采用有机氟树脂整理涤纶挑皮绒织物,研究非醛和甲醛类交联剂对拒水拒油耐洗性的影响;并探索了有机氟树脂整理对织物的抗静电性、透气性、白度、色泽和柔软度等影响.采用临界溶解时间(CDT)和差热分析(DSC)方法,探明了交联剂存在能提高有机氟树脂耐洗性能的原因.     

过渡层引入中空微球的γ-Al_2O_3超滤复合膜的制备及其性能

为了提高γ-Al_2O_3超滤复合膜的渗透性,分别使用溶胶凝胶法、无皂乳液聚合法和静电相互作用制备勃姆石溶胶、羧基化聚苯乙烯(PSA)微球和自组装微球,再通过浸渍-提拉结合高温煅烧,将γ-Al_2O_3中空微球引入到复合膜的过渡层中,利用物理吸附仪、动态接触角和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜修饰层的孔径、亲水性及形貌进行表征,采用纳米粒径电位分析仪分析勃姆石胶粒、PSA微球和自组装微球的粒径分布及表面电位,并测试γ-Al_2O_3超滤复合膜对牛血清蛋白和溶菌酶的抗污染性能及其纯水渗透性能.结果表明,勃姆石胶粒与PSA微球表面带有相反电荷,二者自组装形成了平均粒径为412.0 nm的微球,中空微球的引入提高了超滤膜的纯水通量,达到了205.3 L/(m2·h),水接触角为31.2°,对溶菌酶和牛血清蛋白的通量恢复率分别为81.5%和72.2%,对应的截留率分别为91.2%和82.0%.     

表面改性对Nano-SiO_2表面电位及乳状液稳定性的影响

使用硅烷偶联剂KH-550对纳米二氧化硅(Nano-SiO_2)进行表面有机改性。使用Zetasizer 3000电位仪,系统分析KH-550的用量、改性时间以及改性温度等因素对Nano-SiO_2表面ζ电位的影响,得到不同改性条件对Nano-SiO_2表面ζ电位的作用规律,从而建立改性Nano-SiO_2表面ζ电位与有机改性条件的关系。将改性前后的Nano-SiO_2与石油磺酸盐-PS复配,得到改性二氧化硅/表面活性剂(KH550-g-Nano-SiO_2-PS)复合体系。采用界面张力仪(TX-500c),系统研究该复合体系降低油/水界面张力能力,并利用Turbiscan Lab型乳状液稳定性分析仪,系统研究油/水乳状液的稳定性。结果表明,当石油磺酸盐表面活性剂质量分数为0.5%时,该体系油/水界面张力降低至2.30×10~(-2) mN/m,然而当KH550质量分数为5%时,KH550-g-Nano-SiO_2-PS体系能使油/水界面张力降低至5.42×10~(-3)mN/m,达到超低界面张力,且乳化液稳定性最大,此时KH550-g-Nano-SiO_2-PS体系表面ζ电位为-50.1mV,通过表面ζ电位的变化分析了油水界面张力变化及乳状液稳定机理。     

新型丙烯酸酯杂合乳液的合成与水性双组分聚氨酯涂料性能

以甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)为羟基单体,采用种子乳液聚合工艺,结合即时中和与极性单体分段滴加等手段合成了羟值为98.8 mg(KOH)/g、固含量为45.0%的新型聚丙烯酸酯杂合乳液(PAH).TEM观察发现:队H由表层为羧酸盐覆盖的乳胶粒P1和富含-OH的乳胶粒P2组成.纳米粒度分析表明:相对于常规羟基聚丙烯酸乳液(HPAE),PAH的粒径分布更宽,平均粒径更小.针对PAH配制的水性双组分聚氨酯涂料(2K-WPU)的综合性能测试说明:当-COOH和-OH在P1和P2中的质量比分别为1∶0和1∶3时,涂膜性能最佳.傅里叶红外光谱(FT-IR)分析发现:涂膜固化过程中-NCO与-OH完全反应仅需3 d.原子力显微镜(AFM)分析显示:2K-WPU涂层结构致密且平整.     

改性MDI基混合软段型水性聚氨酯的合成及应用

以改性MDI和二羟甲基丙酸为硬段,以聚碳酸酯二醇和聚丙二醇为软段,通过溶剂法合成水性聚氨酯乳液,并将其与固化剂混合,制得双组份水性聚氨酯胶膜,并研究胶膜的力学性能和耐水性能;将双组分水性聚氨酯涂覆在棉布表面,通过扫描电镜观察涂层织物表面形貌.结果表明:随着NCO与OH摩尔比的增大,胶膜的拉伸强度先增大后减小;随着DMPA含量的增大,吸水率先上升后下降;随着PCDL与PPG摩尔比的减小,胶膜的拉伸强度和吸水率都随之减小;经过双组份水性聚氨酯处理的织物表面形貌平整.     

纳米SiO_2/有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及应用

采用无皂乳液聚合技术和溶胶凝胶技术,合成了纳米SiO2/有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液,采用红外光谱、动态光散射对其结构进行表征.将乳液应用于织物防水整理,考察了整理剂浓度、焙烘温度及时间对织物防水性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察整理后织物的表面形貌.研究结果表明:无皂乳液较普通乳液稳定性更好,当整理剂浓度为70g/L、焙烘温度及时间分别为160℃和3min时整理工艺最佳.处理后的织物表面被含有90nm左右的纳米SiO2粒子的聚合物薄膜覆盖,其防水等级为90分,水的静态接触角为141°.     

无机/有机掺杂CdTe/PMMA的合成

采用乳液聚合的方法合成了CdTe/SiO_2/PMMA复合粒子.为了改善微乳体系中CdTe量子点与MMA的相容性,发生聚合物反应前在水/油微乳液体系中采用TEOS的水解合成了二氧化硅修饰的CdTe/SiO_2纳米粒子.扫描电镜显示CdTe/SiO_2/PMMA复合粒子的直径比CdTe/SiO_2纳米粒子的直径略大,为1μm左右.并采用扫描电镜(SEM)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和荧光光谱仪对产物进行了表征.结果表明CdTe表面的SiO_2粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用,所合成材料不易产生相分离现象.     

侧链型水性含氟聚氨酯的制备及性能研究

为了制备兼具优异疏水性能和力学性能的水性含氟聚氨酯（WFPUs）,合成了3种含氟侧链长度不同的端羟基含氟聚丙烯酸酯（P3FMA、P6FMA和P12FMA）,将其引入水性聚氨酯（WPUs）分子链中,分别制备了3种WFPUs：WFPUs-P3FMA、WFPUs-P6FMA和WFPUs-P12FMA。傅里叶红外光谱（FTIR）分析表明成功将以上3种端羟基含氟聚丙烯酸酯引入了WPUs的分子链中,FTIR分峰结果显示,随着含氟侧链长度增加,硬段氢键化羰基含量增加,这表明较长的含氟侧链能促使WFPUs硬段氢键作用增加,从而使硬段间的相互作用增加。静态接触角测试和表面自由计算表明：3种WFPUs乳胶膜的静态接触角均随着氟含量增加先增加,随后再继续增加氟含量,静态接触角不变。此时,3种WFPUs乳胶膜的表面自由能分别为34.78、32.41和15.94 mN/m,由此可知,含氟侧链最长的WFPUs乳胶膜的表面自由能最低,疏水性能最好。X光电子能谱分析（XPS）显示,氟表面含量随氟本体含量增加而增加,含氟侧链最长的P12FMA在WFPUs乳胶膜表面的富集性能最好。X射线衍射（XRD）分析表明,氟含量相同时,WFPUs乳胶膜硬段的结晶度随含氟侧链长度增加而增加。力学性能测试结果表明,在氟含量相同的条件下,含氟侧链长度最长的乳胶膜WFPU2-P12FMA的断裂强度和断裂伸长率最大,并且高于WPUs乳胶膜。因此,采用P12FMA改性WPUs,可制备具有较好疏水性能和力学性能的WFPUs乳胶膜。     

纳米溶胶对织物的抗紫外整理工艺优化

采用溶胶—凝胶法,制备了纳米TiO_2溶胶、纳米SiO_2溶胶和纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶。以织物在365nm处紫外透过率为评价抗紫外效果优劣的指标,采用正交试验法对单一纳米溶胶和纳米复合溶胶抗紫外整理工艺进行了优化。同时通过扫描电子显微镜对整理后织物表面形貌进行了表征。结果表明,当纳米复合溶胶TiO_2∶SiO_2=2∶1、烘焙温度为150℃、烘焙时间为6min时,织物在365nm处的紫外透过率最低;经纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶整理的织物表面形成一层干凝胶膜,填补了纤维间的空隙,使织物具有良好的抗紫外性能。     

纳米TiO2／水性聚氨酯复合膜的制备及其性能研究

用纳米微粒直接分散法制备了纳米TiO2／水性聚氨酯复合膜,考察了纳米TiO2对复合膜性能的影响．粘度分析表明：纳米TiO2有增粘效果．粒径、SEM和AFM分析表明：添加纳米TiO2不影响聚氨酯乳液的稳定性,复合粒子仍然以纳米级存在,纳米TiO2能均匀分散于复合膜中,并对复合膜表面的平整度无影响．接触角和卫生性能测试表明：复合膜都没有防水性．机械性能测试表明：添加纳米TiO2的复合膜具有更好的力学性能．