聚氨酯-含氟丙烯酸酯复合乳液的制备及其表面性能

为了得到低表面自由能的聚氨酯-丙烯酸酯乳胶膜,以2,2,3,4,4,4-六氟丁醇甲基丙烯酸酯(FA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,在交联聚氨酯溶液(PU)中通过溶液聚合相转化法制得阳离子含氟聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(FPUA).通过FT-IR、TEM、粒径分析及接触角测试对聚合物结构、乳胶粒径及形态、乳胶膜表面性能进行了研究.研究表明,含氟丙烯酸酯的引入使聚氨酯-丙烯酸酯乳胶膜的表面自由能降低50%以上,常温固化的FPUA乳胶膜的表面自由能小于0.0172 J•m^-2;该复合乳液的粒子形态呈球形,粒径约为220 nm.     

细乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯共聚物乳液的研究

通过细乳液聚合法制备含氟丙烯酸酯共聚物（FPA）乳液,采用红外光谱（ FT-IR）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、热重分析仪（ TG）、扫描电镜和表面能谱（ SEM-EDS）等对聚合物进行表征,并考察了乳化剂与助乳化剂的物质的量比,氟单体用量和超声时间对乳液粒径的影响。结果表明,甲基丙烯酸六氟丁酯（ 6FA）、丙烯酸丁酯（ BA）、苯乙烯（ St）3种单体成功聚合,乳化剂与助乳化剂的物质的量比为 1.5∶1,超声时间为 60 min,氟单体用量为 10%时,乳液粒径最小且分布较窄,表面张力从 45.028 mN/m降至 33.399 mN/m,且乳胶膜粗糙度增加,热稳定性提高。     

含氟水性聚氨酯-丙烯酸酯涂料的制备及其成膜强度和耐水性的研究

采用原位乳液聚合法,合成了含氟自交联型水性聚氨酯-丙烯酸酯(FPUA)乳液.研究了单体物质的量比、环氧基团含量和氟单体含量对乳液制备过程、乳液及涂膜性能的影响.通过红外光谱、热重分析对其结构和膜性能进行表征,并对涂膜表面的水接触角进行了研究.结果表明:n(—NCO)∶n(—OH)=1.4、n(—NHNH2)∶n(—CO—)=1、GMA用量为4％、含氟单体用量为6％时,合成乳液稳定性良好,涂膜的耐水性和热稳定性良好.在成膜时复合乳液中的氟基团向空气/聚合物界面伸展,有效地覆盖涂膜表面,降低涂膜表面能,水在涂膜上的接触角达到117.2°.     

自交联型含氟丙烯酸酯改性聚氨酯乳液制备及性能研究

本文以含氟丙烯酸酯对聚氨酯进行了改性,并将双丙酮丙烯酰胺引入改性的聚氨酯链段,合成了自交联型氟化丙烯酸酯改性聚氨酯乳液(FPUA),利用红外光谱(FT-IR)分析、粒径分布分析、接触角测试对FPUA胶膜的结构与性能进行了表征。探讨了氟单体含量对胶膜的性能的影响。实验结果表明,乳液的粒径随着PUA预聚体用量的增加而增大,接触角随着含氟单体的增加而增大,吸水率随着含氟单体的增加而减小。考虑到成本问题,当氟单体含量为10%时,胶膜的综合性能最好,水接触角可达到108°,吸水率仅为10.19%。     

高抗水水性丙烯酸酯乳液的合成、表征及其在工业滤纸中的应用

以十二烷基硫酸钠(SDS)和OP-10为复合乳化剂,丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(FA)为主要原料,采用预乳化半连续种子聚合法制备具有核壳结构的高抗水性丙烯酸共聚乳液。利用红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、接触角仪等对乳液及浸渍滤纸进行了表征;同时,讨论了核壳单体配比、乳化剂用量、引发剂用量以及含氟单体用量对反应与浸渍滤纸耐水性能的影响。结果表明,优化反应条件后,硬单体MMA配以适量FA单体为壳,制备的共聚乳液稳定性好,粒度均匀,具有明显球状和核壳结构。乳胶膜表面能随着含氟量的增加大幅度降低,当氟单体含量为16.3%时,其表面能降至19.9 m N/m。利用功能氟单体包覆于核层外表,当氟单体含量为4.7%时,原乳胶表面能从37.7 m N/m降至24.6 m N/m,所浸渍滤纸耐水性能明显优于不含氟乳液浸渍滤纸,达到"低氟高效"的效果。     

核壳型含氟丙烯酸酯乳液的合成及表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)等为主要原料,采用多步乳液聚合法,合成了具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液。实验结果表明,主要单体质量比m(MMA)∶m(BA)=45∶55,核壳单体质量比为6∶4,含氟单体质量分数为7%,乳化剂质量分数为3%~4%时,制备得到的含氟丙烯酸乳胶粒子具有软核/硬壳结构,粒径为120 nm,乳胶膜吸水率为7%。通过傅里叶红外光谱法(FTIR)对乳液结构进行表征,结果表明,含氟单体参与了有效聚合;差示量热扫描(DSC)和热重分析法(TG)分析结果表明,聚合物存在两个玻璃化温度(-10.2℃和58.4℃),且热分解温度比不含氟的聚合物提高了59℃;接触角测试结果表明,当w(HFMA)≥7%时,乳胶膜正面与水的接触角为98.2,°说明所合成的核壳结构含氟丙烯酸酯乳液中有机氟富集于壳层,涂膜的耐热、疏水性良好。     

含氟硅丙烯酸酯核壳乳液及涂膜表面性能

在可聚合阴离子乳化剂体系下,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为功能单体,采用半连续种子乳液聚合法合成了含氟硅丙烯酸酯核壳乳液。考察了DFMA和KH-570用量对乳液聚合过程和乳胶膜表面疏水性能的影响,并对乳胶膜的表面自由能进行了估算。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重(TG)、接触角(CA)及X射线光电子能谱(XPS)对氟硅丙乳液及乳胶膜进行了表征。研究结果表明,氟硅单体有效地参与了聚合,乳胶膜中氟硅元素呈梯度分布,当氟硅丙乳液中DFMA和KH-570用量分别为16%和5%（质量分数）时,涂膜-空气界面与去离子水的接触角为110.6°,涂膜的表面能低至15.4 mN·m^-1,其疏水性和耐热性有较大幅度提高。     

水性纯丙乳液的合成及单体配比对乳液附着性能的影响

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)分别为硬单体、软单体,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)为乳化剂,采用半连续种子乳液聚合方法合成单体配比不同的水性聚丙烯酸酯乳液。利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、热重分析和动态热机械分析层测定水性聚丙烯酸酯的结构及性能。结果表明：随着硬软单体比的减小,聚丙烯酸酯乳液的粒径约为100nm;聚丙烯酸酯共聚物的低分子量部分,数均分子量约为3万,重均分子量约为5万;乳液膜的热分解温度从327.5℃升高到343.5℃,玻璃化转变温度从21℃降至-3.5℃;乳液的表面张力从39.83mN/m降至36.71mN/m、界面张力从19.01mN/m降至4.87mN/m、接触角从62.6°降到27.8°,附着牢度从50%提高到95%,当硬软单体比为7：13时,乳液的润湿性最好,附着牢度最高,满足乳液在BOPP薄膜上的应用要求。说明提高聚合物中软单体含量有利于提高乳液的润湿性,从而提高乳液的附着力。     

聚含氟丙烯酸酯/聚氨酯共聚物细乳液的制备及表征

以甲苯二异氰酸酯(TDI)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料,合成了丙烯酸酯/聚氨酯(PUA)预聚体;采用细乳液聚合法,合成了聚含氟PUA细乳液。使用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征了PUA预聚体及共聚物的结构组成,用激光光散射粒度仪(PCS)分析了乳胶粒的粒径及其分布,并考察了氟单体用量对乳胶膜的吸水率和表面性能的影响。研究结果表明,乳胶粒的粒径随着PUA预聚体用量的增加而增大;当氟单体质量分数由0增至20%时,乳胶膜的吸水率由10.3%降至4.2%,表面自由能由34.89mJ/m2降至15.66mJ/m2,说明氟单体的加入较好地改善了乳胶膜的表面性能。     

聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯的合成及应用

将丙烯酸十二氟庚酯(FA),丙烯酸羟丙酯(HpAA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂在聚氨酯预聚体中进行聚丙烯酸酯自由基聚合,然后用丁酮肟(EtAO)进行完全封端,制得新型易去污整理剂聚氨酯改性氟代聚丙烯酸酯(FPUA).FPUA附着在纤维表面时纤维与空气的界面上富集着疏水的含氟链段,能使整理后棉织物与水的接触角达到146.5°,与油的接触角达到132°;当FPUA用量为1.5 g/100 mL H_2O,使用100℃烘5 min后180℃高温焙烘2 min的工艺时,疏水性达到95分,疏油等级6级,易去污可达到5级.     

氨基POSS/环氧树脂有机无机杂化材料的动态力学性能

为了提高环氧树脂(EP)的综合性能,以含氨基官能团的笼型倍半硅氧烷(POSS)作为EP的改性剂,得到有机-无机POSS改性EP杂化树脂;然后以4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)为固化剂对杂化树脂进行固化,得到有机-无机杂化材料。重点考察了POSS含量对杂化材料动态力学性能的影响。结果表明:不同杂化材料体系均呈单相结构,POSS在EP基体中分散较均匀,说明两者间相容性良好;随着POSS含量的不断增加,杂化材料体系的玻璃化转变温度(Tg)增大,与传统杂化材料不同的是损耗峰强度随POSS含量增加而降低,但损耗峰宽度几乎不变。     

Structural characteristics and properties of silica/poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) nanocomposites prepared by mixing colloidal silica or tetraethyloxysilane (TEOS) with PHEMA

Two methods were used to prepare the silica/poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) nanocomposites: one was the direct mixing of colloidal silica with PHEMA using methanol as a co-solvent (colloidal silica/PHEMA) and the other was the adding of the inorganic precursor, tetraethyloxysilane (TEOS), to the PHEMA/methanol solution, followed by the sol-gel process with an acid-catalyst (TEOS/PHEMA). The structure of the colloidal silica/PHEMA hybrid consisted of nano-silica uniformly dispersed in the PHEMA phase with slight inter-molecular hydrogen bonding. The structure of TEOS/PHEMA hybrid was similar to a semi-interpenetrated network with PHEMA chains tethered into the nano-silica network by inter- and intra-molecular hydrogen bonding. Consequently, the TEOS/PHEMA hybrid gels exhibited a smoother surface, higher transparency, and better thermal stability than the colloidal silica/PHEMA hybrid gels.     

MMA/BA共聚物改性的水性聚氨酯的合成与表征

以1, 4-丁二醇 (BDO)、二羟甲基丙酸 (DMPA) 和己二酸二酰肼 (ADH) 为扩链剂,以甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 和丙烯酸丁酯 (BA) 改性聚氨酯 (PU),得聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液 (PUA).研究了BA和二丙酮丙烯酰胺 (DAAM) 对乳液及膜性能和粘接性能的影响,并用傅立叶红外光谱 (FTIR)仪对PUA复合乳液进行了结构表征.实验结果表明当BA含量为4.0%～6.0%,DAAM含量为2.0%～3.0%时,乳液和膜性能较好,黏度性能较佳.用该乳液配制的胶黏剂对木材有很好的粘接性能.     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯核壳复合乳液工艺探究

为了探究聚合工艺对丙烯酸酯(PA)改性水性聚氨酯(PU)性能的影响,选用不同的聚合工艺,合成了具有核壳结构的PUA复合乳液.通过高分辨透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉伸力学测试和热重(TG)等测试手段比较了不同工艺和引发剂类型对共聚物乳液形态和胶膜性能的影响.研究结果显示,使用偶氮二异丁腈( AIBN)作为引发剂,采用PA单体前乳化法可以得到具有明显核壳结构的复合乳液,乳胶膜综合性能最好,PU和PA具有更好的相容性.     

Preparation of poly-(NIPAM) grafted hybrid silica particles with hollow structure in emulsion

The successful preparation of hybrid silica particles was studied using 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMPM) and poly(N-isopropylacrylamide) (poly-(NIPAM)) in W/O (water-in-oil) emulsion. In general, hollow silica materials were made using a template method that was needed a process of template removal. However, in this paper, hollow particles grafted with organic materials were synthesized directly and the structure of particles was controlled by adjusting ratio of reactants. A large amount of thermo-responsive polymer such as poly-(NIAPM) can be formed at the surface of hollow silica particles because silica substrates have many methacrylate functional groups at surfaces. Detailed characterization of the hybrid silica particles was investigated using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC) to elucidate the morphologies and properties of the hybrid silica particles.     

Phosphorus‐containing polyhedral oligomeric silsesquioxane/polyimides hybrid materials with low dielectric constant and low coefficients of thermal expansion

Novel phosphorus‐containing polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS)/polyimides (PI) hybrid materials with low dielectric constant and low linear coefficients of thermal expansion (CTE) were prepared and characterized. The POSS/PI hybrid materials were synthesized with octa(aminopropyl)silsesquioxane (OAPS) and a series of phosphorus‐containing polyamide acids(PAA). The PAAs were synthesized with bis(4‐aminophenoxy) phenyl phosphine oxide (BAPPO), 4,4’‐diaminodiphenyl ether (ODA) and 3,3',4,4'‐biphenyl tetracarboxylic diandhydride (BPDA). The structures and properties of the hybrid materials were characterized. And the effect of the phosphorus‐containing structure on the POSS/PI hybrid materials was discussed. The dielectric constants and CTE of the hybrid materials were remarkably lower than that of the unmodified POSS/PI films. The lowest values of dielectric constant and CTE could achieve as low as 2.64 (1 MHz) and 27.45 ppm/K. Besides, the hybrid materials also had excellent thermal properties. The highest 5% weight loss temperature of the hybrid materials was as high as 580°C under air. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 42611.     

环氧树脂/环氧丙烯酸酯混杂光固化材料的结构与性能

以预聚物双酚A环氧树脂（E-44）和双酚A环氧丙烯酸酯（EA）为主要原料加入一定的单体和引发剂配制成混杂光固化树脂。运用FTIR、DMA、TG及TEM等手段,表征了混杂光固化材料的结构,讨论了环氧树脂含量对材料固化程度和结构变化的影响。结果表明,混杂光固化材料具有2个玻璃化转变温度,具有良好的阻尼性能及热温度性能。     

甲基笼型倍半硅氧烷/CE杂化复合材料的力学性能

以甲基笼型倍半硅氧烷(POSS)作为氰酸酯树脂(CE)的改性剂,制备出一种POSS/CE杂化复合材料。研究了杂化复合材料中POSS用量对CE结构及力学性能的影响,同时采用红外光谱(FT-IR)法对不同POSS/CE体系的反应性进行了研究。结果表明:POSS的加入对CE的反应性影响不大,有利于POSS/CE杂化体系固化工艺的制定;当杂化体系中w(POSS)=5%时,材料的冲击强度(9.7 kJ/m2)相对最大(提高了49%),弯曲强度(90 MPa)也相对较高,说明适量的POSS对CE具有明显的增韧、增强作用。     

聚甲基丙烯酸丁酯/甲基丙烯酰氧基倍半硅氧烷杂化膜的制备及其耐热性能

采用水解-缩聚工艺,以γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为单体,以四甲基氢氧化铵为催化剂,合成出甲基丙烯酰氧丙基倍半硅氧烷(MSSO),并对MSSO的结构进行了表征。以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,制备出聚甲基丙烯酸丁酯/MSSO杂化材料,并对所合成的杂化材料的结构和耐热性能进行了表征。结果表明,MSSO参与了聚合反应,随着MSSO含量的增加,杂化材料的耐热性能提高。     

Urchin-like nano/micro hybrid anode materials for lithium ion battery

Inspired by a special biological structure in nature, a kind of urchin-like nano/micro hybrid design was proposed to modify conventional micrometer-sized electroactive materials for lithium ion battery (LIB). By catalytic chemical vapor deposition to in situ grow carbon nanofibers on the surface of natural graphite spheres, we fabricated the nano/micro hybrid composite with an urchin-like structure. Scanning electron microscopy (SEM), focused ion beam (FIB) workstation, transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy were employed to characterize the composite. Electrochemical measurements indicated that the cyclability and rate capability of the composite as anode material for LIB were significantly improved. Furthermore, the design also demonstrated its effectiveness in other kinds of anode materials such as transition metal oxides.