纳米氧化钛基气敏材料的合成与气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米二氧化钛粉末,并与均匀沉淀法制备的纳米二氧化锡粉末复合,制备出纳米TiO2-SnO2复合材料.通过硝酸银掺杂制得TiO2-Ag+,TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn一2:1),TiO2-SnO2-Ag+(Ti/Sn=3:1)三类气敏材料,采用静态配气法测试了气敏元件对乙醇,甲醇和甲醛的气敏特性.实验结果表明,TiO2复合SnO2并掺杂适量Ag+能显著改善TiO2的气敏性能,其中Ti:Sn=2的复合材料气敏性能优于Ti:Sn=3的复合材料.     

聚氨酯弹性导电复合纤维的制备与性能研究

以聚氨酯为弹性结构相,纳米炭黑为导电功能相,基于非溶剂致相分离原理,通过湿法纺丝工艺制备纳米炭黑/聚氨酯弹性导电纤维,并研究不同炭黑含量(10%~50%)复合纤维的力学性能及导电性能。结果表明:复合纤维的导电性随着炭黑含量的增加而得到显著提高。炭黑的质量分数为40%时,复合纤维的电导率为7.6S/m,具有良好的导电性能,其力学性能变差,但不影响使用。在智能纺织品、传感器等方面有很好的应用前景。     

中和度对水性硅溶胶/聚氨酯杂化树脂交联性能的影响

水性聚氨酯/无机复合材料兼具有机物和无机物的优点,是一类非常有发展前景的复合材料。然而,有机物与无机物之间的差异使两相相容性不好,不仅限制了无机材料在聚合物基体中的作用而且导致复合材料结构不均,综合性能下降。因此,保证无机粒子在聚氨酯基体中的均匀分散是制备性能优异的水性聚氨酯/无机复合材料的关键。本文将高支化度的水性硅溶胶（KS560）添加到3–氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）封端的WPU乳液中,通过sol-gel反应制备了均一的水性聚氨酯/SiO₂复合乳液（WPU/SiO₂）。体系的中和度（DN）由三乙胺/2,2–二羟甲基丙酸（TEA/DMPA）的摩尔比控制。研究了体系DN值对复合乳液结构和性能的影响。通过²⁹Si NMR及流变实验证实WPU与KS560之间的化学交联结构。随着DN值增加,这种化学交联程度增大,使得流变的储能模量值降低。SEM照片发现KS560的加入可分散转移成膜过程中产生的应力,并阻止裂纹的形成。而DN值增加有利于改善复合胶膜表面的平整度。同时,KS560为WPU引入了聚硅氧烷网络结构,使复合材料热稳定性,耐水性及力学性能均得到提高。当DN为80%时,复合材料的吸水率达到最低值4%。另外,随DN值增加,KS560与WPU之间的界面强度,KS560之间的缩合程度增加,这使复合材料的拉伸强度及模量值均增加。因此,DN值为80%时可制备综合性能优异的WPU/SiO₂复合材料。     

双键封端水性聚氨酯的制备及其涂膜性能

采用自乳化聚氨酯的制备方法,制备了双键封端水性聚氨酯分散体．加入3％水性光引发剂,在紫外光照射下,制得交联聚氨酯涂膜．采用红外光谱、透射电镜、热重分析等手段对水分散体及光固化涂膜的结构和性能进行了分析表征．红外光谱测试结果表明,UV固化后C=C双键参与了交联固化反应．随着C=C双键含量增大,乳液粒径增大。固化膜的交联程度增大,膜的耐水性和热稳定性得到提升．当双键含量为8．51％时,光固化膜具有大于90％的凝胶含量,胶膜吸水率最低值达12．5％．     

氧化铟纳米纤维的制备及其甲醛气敏性能

采用静电纺丝法和随后的热处理过程制备了新颖的氧化铟纳米纤维材料. 利用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射等表征手段对该材料形貌和晶体结构进行表征. 结果表明,所得到的纳米纤维材料的直径约为250 nm~300 nm. 这些纳米纤维由氧化铟纳米颗粒组成,而且其颗粒尺寸均一. 将这种纳米纤维材料制备成气敏传感器,研究表明基于该敏感材料的传感器对甲醛具有优异的气敏性能. 氧化铟纳米纤维传感器具有较低的最佳工作温度 200 ℃,并且对低体积浓度为百万分之五的甲醛气体具有2.1的灵敏度响应值. 在探讨甲醛的气敏机理的过程中,认为氧化铟纳米纤维的一维结构、甲醛的高还原性及敏感材料表面吸附氧促使了该材料对甲醛的优异的气敏性能. 此外,通过对传感器的选择性及稳定性测试,传感器对甲醛具有非常好的选择性和稳定性,这为制备高性能的甲醛传感器开拓了一种优异的气敏材料.     

炭黑/环氧树脂复合材料的导电阈值现象

目的 研究炭黑/二氧化硅/环氧树脂复合材料中的导电阈值现象,寻找材料形成导电通路时炭黑的用量.方法 通过溶剂化过程,制备了炭黑/二氧化硅/环氧树脂复合材料,并测试了复合材料表面涂层的导电性能.结果 复合材料的导电特性可以用渗透理论来解释,其导电组分的阈值约为13.2%(体积分数).结论 复合材料的导电性受炭黑用量的影响.当炭黑用量低于阈值时,孤立的炭黑颗粒被绝缘的聚合物所包缚,材料中没有形成导电通路网,电导率较低:当炭黑用量高于阈值时,炭黑颗粒数量增加,间距变小,电子隧道效应增强,材料中形成了导电通路网,因而电导率增加.     

葡萄糖改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以二羟甲基丙酸(DMPA)、葡萄糖(PG)为亲水扩连剂和交联剂制备一系列改性阴离子水性聚氨酯自乳化乳液,并制备了改性聚氨酯的固化膜.通过FT-IR对聚合物结构及其膜性能进行了表征,通过动态激光光散射法(DLLS)测定了乳液粒径,并分析了乳液的稳定性、流变性能及固化膜的耐水性、力学性能.FT-IR分析表明葡萄糖已引入聚氨酯主链.随着PG用量的增加,乳液稳定性略有下降.乳液体系的弹性模量G′,损耗模量G″均随着振荡频率的增加而增大.聚氨酯胶膜的耐介质性、力学强度均得到改善.当PG的用量由0%增加至4.68%时,膜的吸水率和吸溶剂率下降,拉伸强度从10.9MPa增加至24.2MPa.     

多孔ZnO纳米片的制备及气敏性能研究

通过溶剂热方法大量得到具有二维片状结构的前驱物后,再经煅烧处理成功制备出了多孔ZnO纳米片.用XRD、FESEM、TEM等手段对材料的结构和形貌进行了表征,并系统研究了材料的气敏性能.结果表明,多孔ZnO纳米片为单晶结构,制备的气敏元件对丙酮气体具有较高的灵敏度和选择性.制备出的多孔ZnO纳米片是制备丙酮传感器的理想材料,所制备的气敏元件具有良好的响应恢复特性.     

丝素/水性聚氨酯膜的制备及表征

首次采用丝素粉体和水性聚氨酯按不同比例混合,经热压法成功制备出丝素/聚氨酯共混薄膜。红外光谱、X-射线衍射、动态力学分析及拉伸实验结果表明：聚氨酯的加入,促进了丝素蛋白分子β-折叠结构的形成,导致丝素结晶度提高;丝素含量越大,共混膜中聚氨酯的玻璃化温度越低,共混膜的拉伸断裂强度和初始模量越高;当丝素含量从0到70%变化时,试片的断裂强度由0.6MPa增大到10.4MPa,断裂伸长率从1065%下降到47.5%。聚氨酯的加入改善了共混膜的弹性,韧性随聚氨酯含量的增大而增大。     

蓖麻油基水性聚氨酯的合成及性能

采用蓖麻油（C．O．）、甲苯二异氰酸酯（TDI）和二羟甲基丙酸（DMPA）反应合成了水性聚氨酯（WPU）分散体,研究了n（-NCO）／n（-OH）、DMPA含量对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响．实验表明：当n（一NCO）／n（0H）为2．2：1,DMPA添加量为7．0％,反应温度为70℃,乳化温度为30℃时合成的水性聚氨酯涂料具有优良的成膜性、较高的硬度、良好的柔韧性和较好的疏水性．     

水性聚氨酯的合成及成膜性分析

文采用HDI、聚环氧丙烷二醇、二羟甲基丙酸和封端剂乙二醇等为原料通过预聚法合成水性聚氨酯,并对其成膜性进行了力学分析.通过比较,最佳制备工艺：在40℃时向聚环氧丙烷二醇中缓慢加入HDI,80℃预聚1 h,加催化剂再反应1 h降温至75℃,加DMPA反应2 h,再封端反应1 h,降温至35-40℃加入TEA乳化30 min.交联剂相对含量的提高,可以提高聚氨酯膜的强度和韧性.     

碳黑/聚氨酯共混导电纤维熔融纺丝的研究

以聚氨酯为基体、碳黑为导电介质共混得到导电母粒，通过熔体纺丝法制得碳黑／聚氨酯共混导电纤维．研究表明：随着碳黑含量的增加，导电性增强，但纤维的力学性能、可纺性下降，当碳黑质量分数为16％时，其导电性和力学性能较好；分散剂的含量对纤维导电性也有一定的影响．     

Mechanical Properties and Morphology of the Clay/Waterborne Polyurethane Nanocomposite

Stable clayl waterborne polyurethane nanocompostie dispersions were synthesized by sulfonated poly （ butylene adipate ） diol , 4,4-diphenylmethane diisocyanate , dimethyl propionic acid, 1,4-butanediol, triethyl amine and clay-water dispersion through a route named prepolymer acetone mixing progress. The reinforced mechanical properties and thermal resistance of films casting from h were examined by dynamic mechanical analyses （ DMA ）, thermogravimetrie analyses （ TGA ） and tensile tests. Furthermore, the morphology of these nanocompostie films and dispersions were observed by transmission electron microscopy（TEM）, scanning electron microscopy（SEM）, wide-angle X-ray diffraction analyses（ WXRD ）. The experimental results reveal that the clay could be predominantly dispersed in the pristine polymer forming nanacomposties, and evidently enhanced the tensile properties and modulus of it. Addhionally, the best-reinforced effect could occur when the clay content was near 1 wt% .     

IPDI型水性聚氨酯的合成工艺

以聚醚多元醇、聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）等为原料,采用预聚体自乳化历程合成脂肪族水性聚氨酯.通过单因素分析法,优化配方,确定了最佳合成工艺：预聚反应65℃,2h;扩链反应70℃,2h;R值1.8～2.4,DMPA用量3.5%～5.5%.     

水性聚氨酯改性高吸水剂的制备与性能

为得到一种力学性能优良的高吸水树脂,以黄原胶（XG）、丙烯酰胺（AM）与丙烯酸（AA）为原料,采用微波聚合接枝共聚方法,制备超强吸水剂溶液XG（SAP）,并将其与水性聚氨酯（WPU）溶液共混改性.研究了黄原胶用量,丙烯酰胺与丙烯酸单体配比对于吸水剂吸水倍率的影响,探讨了异氰酸酯基团与羟基的比值（R值）和水性聚氨酯质量分数对高吸水剂的力学性能以及吸水性能的影响.采用红外光谱仪（FT-IR）对合成的高吸水剂以及改性后的高吸水剂的结构进行了表征,利用扫描电镜（SEM）,对改性后的高吸水剂的形貌进行表征.结果表明：当丙烯酸与丙烯酰胺的质量比为5∶1,XG占单体总量的比例为3%时,吸水剂的吸水效果最佳;复合胶膜中生成大量氢键,且两相相容性良好;随着R值的增大,XG复合胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减小;WPU质量分数减小,XG复合胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减小;XG复合胶膜的最大断裂伸长率可达28.2%,拉伸强度最大可达到9.82MPa.吸水测试表明,其最大吸水倍率可达1340%.     

双组份水性聚氨酯的合成及其力学性能

用聚碳酸酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯和二羟甲基丙酸合成水性聚氨酯(WPU)乳液,对WPU乳液进行固化获得WPU膜,研究水性聚氨酯乳液中DMPA用量、中和度、OH/NCO摩尔比对水性聚氨酯膜力学性能的影响.结果表明:随着乳液中OH/NCO摩尔比增加,WPU膜的断裂强度、模量先增加后降低,在OH/NCO摩尔比为4∶1时有极大值,而伸长率在此时出现最小值;WPU膜的断裂强度、模量随DMPA用量的增加而增加,伸长率则减小;中和度为100%时WPU膜的断裂强度、模量达到极小值而伸长率出现极大值.     

新型丙烯酸酯杂合乳液及水性双组分聚氨酯涂料

以甲基丙烯酸--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设计合成了羟值为98.8 mgKOH/g、固含量45.0%的丙烯酸酯杂合乳液（PAH）。TEM图表明PAH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;粒度分析发现：相对于常规羟基丙烯酸乳液（HPAE）,PAH的粒径分布宽,平均粒径更小;采用PAH配制水性双组分聚氨酯涂料（2K-WPU）,综合性能测试表明：当COOH基团和OH基团在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）分析表明涂膜固化过程中NCO基团与OH基团完全反应仅需3天;原子力显微镜（AFM）分析表明2K-WPU涂层结构致密且平整。     

医用碳／碳复合材料的制备及骨组织相容性研究

医用碳／碳复合材料的制备工艺主要由碳纤维三维立体织物浸渍糠醇树脂、碳化、化学气相渗透和石墨化等主要步骤构成．本文采用扫描电子显微镜、肖氏硬度计对碳／碳复合材料的表面微观形貌及显微硬度进行观察和测定．为进一步探讨该材料作为骨组织替换材料的可行性，开展了实验动物骨内种植实验，并通过X射线和组织病理切片观察对材料与骨组织相容性进行了研究．结果表明，采用本工艺制备的碳／碳复合材料组织结构均匀致密．该材料生物相容性良好，具有与正常人体皮质骨十分接近的表面硬度．