基于水热法制备改性聚磷酸钙的工艺调控、表征及性能

以12-氨基十二烷酸(12-AA)、丙烯酰氯为主要原料,通过Schotton-Baumann酰化反应对聚磷酸钙(CPP)进行改性。探究了水热反应时间和12-AA用量对CPP改性工艺的影响,并利用Fourier红外、X射线衍射、扫描电子显微镜对产物进行了表征,同时研究了CPP的粒度、接触角和热稳定性能。结果表明:随着水热反应时间与12-AA含量的增加,CPP的产率呈增长趋势,酰化反应过程中体系pH值随反应时间的增加呈减小趋势直至平稳(呈弱酸性,pH=6.2)。当反应时间为12h,CPP与12-AA的摩尔比为1:3时,产率可达56.70%,粒径较小(588.3±119.7nm);改性前后接触角由2°提高至61.41°;未改性CPP无明显失重(分解温度为592.92℃),热稳定性良好。改性CPP出现明显失重,分解温度在426.68～461.66℃范围内,仍保持良好的热稳定性。     

不同晶型二氧化锰的可控制备条件研究

实验以MnSO_4·H_2O-KMnO_4为体系,通过水热结晶制备多晶型的二氧化锰,考察了前驱物比、反应温度、pH、时间以及掺杂阳离子对二氧化锰晶型的影响。最终,实验分别确定了制备α-MnO_2、β-MnO_2、δ-MnO_2的方案:1)n(MnSO_4·H_2O)∶n(KMnO_4)=1∶1,水热反应温度为100℃,反应时间为5 h,pH为中性;2)n(MnSO_4·H_2O)∶n(KMnO_4)=3∶2,水热反应温度为180℃,反应时间为5 h,pH为中性;3)n(MnSO_4·H_2O)∶n(KMnO_4)=3∶8,水热反应温度为100℃,反应时间为3 h,pH为中性。研究表明,前驱物比和反应温度是影响二氧化锰晶型的关键因素,反应时间和pH主要影响结晶完整度,阳离子(K~+、NH_4~+)的存在有利于α-MnO_2的结晶。     

快速溶胀pH敏感明胶水凝胶的研究

明胶具有生物降解性及良好的生物相容性,已被广泛用于照相、食品及医药工业。为开发明胶的新用途,用乙二胺四乙酸酐(EDTAD)成功地对明胶进行了乙酰化改性,研制出了酰化明胶水凝胶,用紫外-可见分光光度法确定了酰化反应的工艺条件为:调节w(明胶)=1%水溶液的pH到12,在室温下反应2~3 h。酰化后明胶溶液的等电点向低pH方向移动,改性明胶所生成的水凝胶达到溶胀平衡所需的时间大幅度减小,平衡溶胀率呈几十甚至几百倍提高,且当m(EDTAD)∶m(明胶)<1∶15时,随着酰化剂用量的增加,改性明胶水凝胶的平衡溶胀率最高可达110左右。且水凝胶具有pH敏感性和离子强度敏感性,pH敏感点为pH≈4。     

硼砂改性镁铝水滑石的制备及阻燃应用

以硼砂和镁铝水滑石(MgAl-LDH)为原料制备了硼砂改性镁铝水滑石(BLDH),研究了三种制备工艺参数对其的影响,并将优化工艺参数后的BLDH应用为聚丙烯(PP)阻燃剂。采用甲亚胺-H分光光度法表征产物硼元素含量,通过X射线衍射(XRD)测试表征物相结构,通过极限氧指数(LOI)测试、水平燃烧测试、微型量热测试表征阻燃性能,通过热失重/微分热失重(TG/DTG)分析表征热稳定性。结果表明,硼砂对镁铝水滑石的改性方式为层间改性与表面改性共存。随反应温度和反应时间的增加改性样品中硼含量存在极大值,而随着投料比的增加硼含量呈先增加后增速明显放缓近于不变的趋势,层间距的扩大与硼含量的增长趋势一致。将优化产物作为聚丙烯阻燃剂,当添加质量分数为30%时,BLDH/PP的LOI达到21.2%,水平燃烧等级达到HB级,热释放参数显著下降,复合材料阻燃性能提升;此外,复合材料失重区间变宽,热解行为有所改变。     

有机硅柔软剂泛黄性的改进

将氨基硅油进行酰化改性,制得酰化改性氨基硅油.较佳的酰化工艺是:常温下在氨基硅油中直接加入混有马来酸酐的酰化剂(逐滴滴加),然后升温反应是较优的选择;酰化剂的用量2.6%～3.0%(相对于氨基硅油的质量),酰化反应温度50～55℃,酰化反应时间60～90 min.较佳的乳化工艺是:先在氨基硅油与乳化剂的混合液中加入少量的水,搅拌一定时间后加入稀释至20%的冰醋酸,用氨基磺酸调节乳液的pH值至4～6,再加入适量的烷基酚聚氧乙烯醚.酰化改性氨基硅油乳化后用于整理织物,织物的泛黄性与柔软性均得到改善.     

热氧老化对氮气气氛下聚碳酸酯热稳定性的影响

采用热空气加速聚碳酸酯(PC)老化的方式进行不同时间下的老化实验,然后在氮气气氛下进行热失重分析,并用Coats-Redfern法和Freeman-Carroll法进行热分解动力学分析。结果表明:老化初期,PC起始分解温度、半失重温度和最大失重温度以及热降解活化能均呈下降趋势;PC的热稳定性下降,主要发生断链和端基脱落;老化后期,PC的起始分解温度、半失重温度和最大失重温度以及热降解活化能又均增大,因PC的交联可使其热稳定性有所提高。     

PE塑料胶黏剂的研制

以甲苯为溶剂,过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,通过自由基聚合,采用丙烯酸(AA)接枝改性氯化聚丙烯(CPP),得到一种PE胶黏剂。研究了反应温度、反应时间、AA和BPO的质量对CPP胶黏剂改性的黏附性能的影响;得出较佳的工艺条件为:反应温度T=90℃,反应时间t=3h,反应物料的质量比m(CPP):m(AA):m(BPO)=100:3.0:0.5时,改性的CPP胶黏剂有较高的黏接强度。     

UV固化水性环氧衣康酸树脂氟改性研究

以环氧树脂(E-51)、衣康酸(IA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为主要原料,合成了一系列有机氟改性UV固化水性环氧衣康酸树脂。研究了反应温度对合成树脂的影响,考察了HFMA用量对涂膜耐水性、水接触角和力学性能的影响,并利用红外光谱和热重分析对改性树脂进行了表征。结果表明:当反应温度为105℃,含氟单体与环氧树脂质量比为1∶4时,制得的树脂及其涂膜的综合性能优良,涂膜的吸水率由改性前的9.14%下降到改性后的4.01%,水接触角由改性前的63.26°增加到改性后的90.05°,耐水性、疏水性和热稳定性明显提高。     

戊二醛接枝共聚改性骨胶粘合剂的研究

以戊二醛作为接枝改性剂制备改性骨胶粘合剂。研究了醛胶比、接枝温度和接枝时间等对改性骨胶粘合剂性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)和热失重分析(TGA)法对产物的结构与热稳定性进行了表征。结果表明:当醛胶比为0.2∶100、接枝温度为30℃和接枝时间为60 min时,所得改性骨胶粘合剂的剪切强度为10.7 MPa、凝胶温度为-2℃;此时产物的接枝效果明显,并具有良好的热稳定性能。     

磁驱动超疏水海绵制备及油水分离性能

采用浸渍法,以纳米Fe_3O_4和硬脂酸对聚氨酯海绵进行了表面改性,制备了磁驱动超疏水海绵,并对其进行了XRD、FTIR、TG、接触角测试。结果显示:改性后的海绵水接触角高达158?,热稳定性较原始海绵明显提高,弹性性能未遭到破坏,置于高温(热水50～90℃,热空气80～120℃)、强腐蚀溶液(pH=2～13)的苛刻条件下24 h后,水接触角仍然高于148?。将改性后的海绵用于油/水混合物的分离中,表现出了优异的分离能力,且可通过磁铁进行磁驱动和磁回收。     

聚氨酯-丙烯酸酯/ 纳米SiO2核壳型乳液的合成及表征

采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2(SiO2)溶胶粒子,经γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性后,与双键封端的聚氨酯及丙烯酸酯单体进行原位共聚,制备具有核壳结构的聚氨酯-丙烯酸酯/SiO2复合乳液(SPUA)。采用透射电镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对乳胶粒的形态、共聚物组成进行表征,以接触角测定仪、拉力机、扫描电镜(SEM)和热重分析仪分别对SPUA胶膜的对水接触角、力学性能、表面形貌和热性能进行了测试。结果表明,随着改性纳米SiO2质量分数的增加,胶膜的力学性能和热稳定性均明显改善,当改性纳米SiO2质量分数为8.0%时,胶膜的最大热失重速率对应温度为413℃,吸水率4.1%,接触角71.5°,拉伸强度17.7 MPa,摆杆硬度达到93%。     

水热法制备N-P25及其光催化降解甲醛的研究

以商品化混晶TiO_2(P25)为改性对象,采用水热法制备了具有可见光活性的N掺杂改性P25(N-P25),将其涂覆于壁纸上,考察了N-Ti摩尔比、水热反应温度和反应时间对N-P25的结构和光催化性能等的影响。结果表明,改性后的P25同样具有锐钛矿相和金红石相的混晶结构,且对可见光的吸收得到了提升,在N-Ti摩尔比为18、水热反应温度和时间分别为150℃、20 h条件下制备的N-P25对甲醛的光催化降解率可达87%。     

水热法制备N-P25及其光催化降解甲醛的研究

以商品化混晶TiO_2(P25)为改性对象,采用水热法制备了具有可见光活性的N掺杂改性P25(N-P25),将其涂覆于壁纸上,考察了N-Ti摩尔比、水热反应温度和反应时间对N-P25的结构和光催化性能等的影响。结果表明,改性后的P25同样具有锐钛矿相和金红石相的混晶结构,且对可见光的吸收得到了提升,在N-Ti摩尔比为18、水热反应温度和时间分别为150℃、20 h条件下制备的N-P25对甲醛的光催化降解率可达87%。     

全氟烷基丙烯酸酯对全氟丙烯酸酯乳液性能的影响

在十八烷基三甲基氯化铵(1831)和含氟乳化剂N,N-二甲基-N'-(2-三氟甲基-1-五氟乙基)(FS)的复合乳化作用下,以全氟烷基丙烯酸酯(FM)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯(DM)为反应单体,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,制备了全氟烷基聚丙烯酸酯乳液(FPE)。通过红外光谱(IR)、热失重分析(TG)对聚合物的结构和热稳定性进行了表征,并用接触角、原子力显微镜(AFM)分析了乳液的防水性能,表明FM成功地接枝到了聚合物上,随着含氟量的增加,分解温度达351.5℃;在含氟量达到w(FM)=12%时,水接触角达127°;采用Z粒度仪以及透射电镜(TEM)对共聚物外观形貌进行了表征,结果表明,乳胶粒的形态呈球形,呈单分散,平均乳液粒径为220 nm。     

醋酸乙烯酯改性氯化聚丙烯粘接性能的研究

以甲苯为溶剂，过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂，通过自由基聚合，采用醋酸乙烯酯(VAe)接枝改性氯化聚丙烯(CPP)；研究了不同反应温度、反应时间、VAc的加入量和BPO的加入量对改性CPP粘接性能的影响；得出较佳的工艺条件为：反应温度T=85℃，反应时间t=2．0h，反应物料的质量比m(CPP)：m(VAc)：m(BPO)=100：2．5：0．25。     

层状硅酸镍纳米管催化剂的可控制备及其催化性能研究

通过水热法合成了具有管状结构的层状硅酸镍纳米管材料，并考察了水热反应温度、时间、压力和氢氧化钠用量等对材料形貌和结构的影响。结果表明，氢氧化钠用量、水热反应温度、反应时间是影响层状硅酸镍纳米管形成的关键因素，而水热反应压力对层状硅酸镍纳米管材料的形成无明显影响。确定了层状硅酸镍纳米管材料合成的最佳水热反应条件：水热反应温度为200℃、水热反应压力为2 MPa、n(Ni)∶n(NaOH)=1∶（54～72）、水热反应时间为12 h。此外，考察了层状硅酸镍纳米管催化剂在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能，结果表明层状硅酸镍纳米管催化剂表现出了优异的二氧化碳甲烷化反应催化性能和反应稳定性，经过72 h的反应测试，催化剂性能没有明显降低，也没有出现镍纳米颗粒团聚烧结现象。     

青霉素酰化酶在新型复合载体上的固定化研究

在反应温度为45℃、反应时间为6 h、丙烯酰胺(AM)质量浓度为40 g/L、引发剂用量为单体质量1%的条件下制得PAM-SiO2复合载体,利用红外光谱表征了其化学结构,热失重法测定其接枝量为21%。在所制PAM-SiO2复合载体上固载青霉素酰化酶,其固载最适条件为:戊二醛用量0.1 mmol/L,pH值7.64,给酶量1%,温度42℃,时间11 h~12 h。此条件下所得固定化酶的活力为34000 U/mL;测得所制固定化酶的最适pH值为7.82,最适温度为45℃。     

苯磷酸锌改性聚L-乳酸的非等温结晶和热稳定性

利用苯磷酸锌(ZP)对聚L-乳酸(PLLA)基体改性,借助差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)以及热失重分析仪(TGA)等研究ZP对PLLA非等温结晶行为和热稳定性的影响。结果表明:ZP作为异相成核剂可加速PLLA的结晶,且随着ZP含量的增加,结晶可在更高温度下发生。ZP的加入对PLLA的热失重曲线趋势影响不大,但起始分解温度会下降,从而降低PLLA的热稳定性。而对PLLA/ZP体系而言,其热稳定性对ZP含量的依赖性较小。     

阻燃电缆料的研制

采用膨胀型阻燃剂敌火龙(Deflam)对聚乙烯(PE)进行填充改性,制备了阻燃电缆料。研究Deflam添加量对电缆料的热稳定性能和阻燃性能的影响。结果表明:随阻燃剂的增加,电缆料的阻燃等级、极限氧指数均有显著提高,并且有利于提高电缆料的总体热稳定性。TG曲线显示,随着阻燃剂含量的增多,电缆料起始热失重温度降低,最大热失重速率温度从原来的412℃提高523℃,而最终的残碳率明显升高。     

改性水铝钙石基PVC热稳定剂的清洁制备

以Ca(OH)2、Al(OH)3、CO2和表面改性剂为原料,清洁制备改性水铝钙石,采用转矩流变仪法和烘箱静态热老化法,研究了表面改性剂的种类对改性水铝钙石作为PVC热稳定剂的性能影响。结果表明,清洁制备的改性水铝钙石对PVC的热稳定性能优于传统制备方法。在研究的表面改性剂中,单硬脂酸甘油酯(GMS)对水铝钙石具有较好的改性作用。此外,研究了反应时间、晶化温度和晶化时间对改性水铝钙石的性能影响。在反应时间为1 h、晶化温度为90℃和晶化时间为19 h的优化条件下,GMS改性水铝钙石基热稳定剂能使PVC混炼10 min后的初期白度为90.63,长期动态热稳定时间达到1746 s。