长侧链聚羧酸盐SSS/AA/MPEGAA的制备及其性能研究

以丙烯酸(AA)和4种不同侧链长度的聚乙二醇单甲醚(MPEG相对分子质量分别为350,500,750,1 000)先酯化合成大单体(MPEGAA),再以丙烯酸、对苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,在引发剂过硫酸钾、链转移剂异丙醇作用下聚合得到4种具有不同侧链长度的聚羧酸盐分散剂。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)对聚合物的分子结构、相对分子质量及其热力学性能进行了表征和分析。将其作用于彬长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、最佳添加用量、最大成浆浓度、Zeta电位和稳定性。结果表明侧链长度为PC500(n=11)的聚羧酸盐分散剂降黏效果最佳,且最佳用量0.4%(质量分数)时,水煤浆最高制浆浓度可达到68%,Zeta电位由-11.2 m V变化到-41.5 m V,对彬长煤具有更好的分散降黏和稳定的作用。     

梳形聚羧酸盐AMPS/MAA/MAAMPEG的制备与性能研究

以甲氧基聚乙二醇(MPEG,氧乙烯单元数为11,23)和甲基丙烯酸(MAA)为原料制得甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯化单体(MAAMPEG);再以该酯化单体、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,制得具有不同长度侧链的梳形聚羧酸盐(PC)分散剂AMPS/MAA/MAAMPEG(AMAPEG)。利用核磁共振氢谱(~1 H-NMR)、红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)对分散剂分子的结构、分子质量及分布进行了表征;并将其和工业分散剂萘磺酸盐(NSF)用于彬长煤制水煤浆,结果表明,所得目标聚合物的Mw为2×10~4~3×10~4,分子量分散系数D在约为1.3,煤质量浓度为65%时,最佳用量为0.4%,浆体粘度约为447mPa·s,zeta电位达到-56mV,比萘磺酸盐具有良好的润湿效果,更好的降粘分散和稳定作用。     

羧基/磺酸基含量对聚羧酸盐水煤浆分散剂性能的影响

以甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(SAS)按一定比例合成了5种含有不同—COO~(-1)/—SO_3~(-1)比值的聚羧酸盐水煤浆分散剂PMAS系列。并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)进行了表征。并将其作用于彬长煤制浆,在用量0.4%(质量分数)时,水煤浆浆浓为65%时,考察了浆体的表观黏度与—COO~(-1)/—SO_3~(-1)比值的关系,在不同浓度下的zeta电位以及pH值对水煤浆应用的影响等。结果表明,当—COO~(-1)/—SO_3~(-1)比值为约3.238时,浆体的表观粘度最低,稳定性理想,此时浆体的zeta电位能达到-38mV,水煤浆粘度随着pH值的增大逐渐降低,当pH值大于10时水煤浆粘度趋于稳定。     

磺甲基化腐植酸缩聚物的合成及性能应用

以腐植酸、甲醛、对氨基苯磺酸钠、尿素等为原料,依次经过磺甲基化、缩聚反应合成了两种具有不同侧链结构的腐植酸分散剂,磺甲基化腐植酸缩聚物(简称HBF)和磺甲基化腐植酸脲醛缩聚物(简称HBUF)。通过对比考察了两种分散剂对陕西彬长煤的水煤浆的成浆性能、浆体稳定性能以及两种分散剂在煤颗粒表面的吸附性能,结果表明,具有较长侧链的HBUF分散剂具有较好的分散降粘效果,其用量为0.45%时,彬长煤的最高制浆浓度达68%,两种分散剂在煤颗粒表面均呈现单分子层吸附特征,其中HBUF吸附量大,吸附平衡常数高。     

MAA/SAS共聚物陶瓷粉体分散剂的制备及表征

以甲基丙烯酸(MAA)和烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,制得MAA/SAS共聚物。探讨了不同反应条件对共聚物分散性的影响,通过FT-IR、GPC及TGA-DSC等手段对共聚物的结构、热稳定性以及相对分子质量及其分布进行了表征。并对最佳条件下制得的共聚物分散剂在陶瓷氧化铝浆料中进行分散效果试验,结果表明,当共聚物加入量为0.5%时,分散效果良好。     

亲水拒油型含氟丙烯酸酯共聚物的制备与性能

首先通过可逆-加成断裂链转移自由基聚合法(RAFT)制备出大分子链转移剂CTA-Fn A(n=1,3,6,8),然后使用还原剂正己胺(HA)将双硫代酯还原成活性巯基(-SH),然后采用"烯-巯"点击法将聚乙二醇单烯丙基醚APEG1200与末端含有巯基的聚含氟丙烯酸酯(PFn A)连接,成功制备出聚含氟丙烯酸酯-b-聚乙二醇单烯丙基醚[PFn A-b-APEG1200(n=1,3,6,8)]两亲性嵌段共聚物.通过采用氟烷基数目不同的单体聚合,获得了含有不同侧基与侧链长度的聚含氟丙烯酸酯嵌段[PFnA(n=1,3,6,8)],可对聚合物涂层的表面润湿性进行调控.     

以聚苯乙烯磺酸钠接枝聚乙二醇为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

以苯乙烯磺酸钠(SSNa)和烯丙基聚乙二醇(APEG)为原料,制备了不同结构的聚苯乙烯磺酸钠接枝聚乙二醇(P(SS-APEG))共聚物,并以此为模板制备了聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚(苯乙烯磺酸钠-烯丙基聚乙二醇)(PEDOT∶P(SS-APEG))水分散体;研究了聚乙二醇(PEG)链段长度对PEDOT∶P(SS-APEG)结构与性能的影响。结果表明,通过自由基共聚,成功制备了聚苯乙烯磺酸钠接枝聚乙二醇(P(SS-APEG))共聚物。以P(SS-APEG)为模板时,EDOT的聚合速率加快,分散体粒径随APEG相对分子质量的增加而增大,水分散体表面张力减小。PEDOT薄膜的方块电阻明显降低,且APEG的相对分子质量越小,薄膜的方块电阻越低,导电性越好。当APEG的相对分子质量为700,n(SSNa)∶n(APEG)=32∶1,m(EDOT)∶m(P(SS-APEG))=1∶3时,PEDOT∶P(SS-APEG)薄膜的方块电阻较PEDOT∶PSS(m(EDOT)∶m(PSS)=1∶3)薄膜下降了3倍。     

含柔性链超分散剂对SF/PP木塑复合材料结构和性能的影响

以马来酸酐(MA)、聚乙二醇(PEG)、烯丙基磺酸钠(SAS)等为原料,通过自由基共聚合成了含柔性链且具有两亲结构的水溶性超分散剂。研究了复合材料的力学性能、热性能、晶型结构和微观结构,探讨了复合材料的界面增容机理。结果表明,当超分散剂的用量为3%(质量分数,下同)时,复合材料的冲击强度达22.09 kJ/m2,比未经超分散剂处理的复合材料提高了40%,材料的结晶度也有所提高,但晶型仍以α-PP为主。     

聚羧酸型梳状共聚物的合成和超分散性能研究

以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚(APEO-n)、顺丁烯二酸酐(MAn)、苯乙烯(St)等为共聚单体,采用不同引发剂,合成了一系列聚羧酸型梳状共聚物超分散剂,并以PEO-n单酯化得酯化产物,研究了共聚物的结构、组成、添加量等对水泥粒子分散性能的影响。结果表明：超分散剂的性能受端基效应、酯化作用、接枝链的长度和密度的影响,当接枝链长度为30时,分散性能良好。     

疏水烷基酯侧链对聚羧酸系减水剂分散及保坍性能的影响

为了研究聚羧酸系减水剂(PCA)分子结构中疏水侧链对新拌混凝土坍落度及其损失的影响,以马来酸酐(MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸烷基酯为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了4种不同疏水侧链长度(疏水侧链含碳个数分别为4、8、12和18)的聚羧酸系减水剂。通过水泥净浆流动度、流动性损失等指标检验了聚羧酸系减水剂的分散性能及保坍性能,结果表明随着疏水侧链长度的增加,聚羧酸系减水剂的分散性能逐渐提高,保坍性能有所改善。吸附量和zeta电位测试结果解释了这种现象的原因,随着疏水侧链长度的增加,水泥颗粒表面zeta电位绝对值逐渐增加,水泥颗粒表面上的持续吸附能力逐渐增强。     

分散剂CTAB对碳纳米管悬浮液分散性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂, 制备了分散性能良好的碳纳米管悬浮液. 通过测定等温吸附曲线和悬浮液的Zeta电位, 研究了CTAB对碳纳米管表面性质的影响. 结果表明, CTAB的加入使Zeta电位由-29mV变为65mV左右; 等温吸附曲线表明,CTAB在碳纳米管表面为“两阶段吸附”, CTAB浓度为9×10^-4 mol·L^-1时, 在碳纳米管表面达到饱和吸附. 通过悬浮碳纳米管浓度测定确定了所需最佳CTAB的用量为9×10^-4 mol·L^-1左右, 同时对CTAB的吸附分散机理进行了分析和讨论.     

聚羧酸型梳状共聚物超分散剂的构性关系研究

以聚氧乙烯甲基烯丙基二醚（APEO－n)，顺丁烯二酸酐（MAn)，苯乙烯（St)等为共聚单体，合成了一系列聚羧酸型梳状共聚物，研究了共聚物的结构，组成等对分散性能的影响，结果表明，接枝链的长度和密度影响超分散剂的性能，当接枝链长度为20－60，St%(mol%)为5％－20％时，分散性能良好。     

聚羧酸减水剂阴离子密度对水泥净浆表观黏度的影响

研究了不同羧酸根密度、磺酸根密度的聚羧酸减水剂(PCE)对水泥净浆表观黏度的影响。结果表明,掺短侧链PCE净浆的表观黏度均随羧酸根密度的增加而升高,而掺长侧链PCE净浆的表观黏度则呈现先降低后升高的趋势。当丙烯酸(AA)和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG2400)的比为3.5∶1(mol,摩尔比)时,表观黏度最低;随着甲基丙烯磺酸钠(MAS)加入量增加,净浆表观黏度先升高后降低。大部分掺PCE的净浆表观黏度会随着搅拌时间的延长,以及温度的升高而升高。     

超长侧链型聚羧酸梳形共聚物对水泥早期水化的影响

选用了一组超长侧链型聚羧酸梳形共聚物作为水泥体系的分散剂,通过水化热测定、强度试验和扫描电镜等表征手段,研究了超长侧链型聚羧酸梳形共聚物分散剂对水泥早期水化的影响.研究发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物比普通聚羧酸梳形共聚物具有加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用.扫描电镜得到的形貌结果发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物的掺入改变了水化产物的形貌,并且侧链越长,呈絮状的C-S-H凝胶和呈针状的钙矾石晶体明显增加.这说明超长侧链型聚羧酸加速了C-S-H凝胶和钙矾石晶体的形成,促进了水泥混凝土体系早期强度的形成.     

三元共聚羧酸高效减水剂的聚合动力学

以过硫酸铵为引发剂,合成以马来酸酐、丙烯酸、烯丙基磺酸钠为主链的聚羧酸盐高效减水剂。考察了聚合温度、引发剂摩尔百分含量、各单体摩尔百分含量对聚合速率的影响。实验结果表明,共聚体系的表现活化能为37.604 kJ/mol,聚合速率同引发剂摩尔百分含量的0.361次方,马来酸酐摩尔百分含量1.1748次方,丙烯酸摩尔百分含量1.1952次方以及烯丙基磺酸钠摩尔百分含量1.4229次方分别成正比。烯丙基磺酸钠单体摩尔百分含量对聚合速率有较大的影响。     

二臂超支化聚羧酸减水剂的合成表征及性能

以氯化亚砜和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料合成氯代甲氧基聚乙二醇(Cl-MPEG),对乙醇胺表面的氨基进行聚乙二醇(PEG)长链接枝,通过丙烯酰氯进一步引入双键合成二臂超支化聚氧乙烯醚大单体(TAHBPE)。将TAHBPE与丙烯酸小单体采用水溶液自由基共聚法合成二臂侧链超支化型聚羧酸减水剂(TAHB-PCEs)。采用红外光谱、核磁共振、质谱、凝胶渗透色谱对合成过程的中间和最终产物进行了结构表征。结果表明,成功合成了Cl-MPEG,TAHBPE和TAHB-PCEs。净浆流动度和流变性测试结果表明,TAHB-PCEs的净浆流动度达到298.5 mm,屈服应力和黏度均小于传统梳型聚羧酸减水剂。通过表面张力、接触角对TAHB-PCEs的分散作用机理进行了探讨,保持聚羧酸减水剂的羧酸根密度不变、缩短侧链长度、增大侧链密度可降低其表面张力和表面能,有利于其在水泥表面的润湿,达到更好的减水分散性能。     

金属羧酸盐类成核添加剂对PET结晶成核和分子量的影响

用差示扫描量热仪(DSC)、高效凝胶色谱仪(HPGPC)和粘度法研究了三种不同类型的金属羧酸盐类成核添加剂对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的结晶、成核和分子量的影响。结果表明,由于成核添加剂与PET之间在熔融态下存在化学反应,导致PET有不同程度的分子量下降,同时PET结晶速率发生变化。对不同金属离子的醋酸盐,在金属离子半径相近的条件下,随金属离子电负性下降,PET结晶速率加快;对不同烷基长度的脂肪族羧酸钠盐,烷基分子链越长,PET结晶速率越快;对不同取代基的苯甲酸钠盐,其相应的酸解离常数和溶度参数与PET的结晶速率有一定的内在联系。并从等温结晶的Avrami指数均为3左右,说明金属羧酸盐类成核添加剂所引起的化学成核是三维异相成核。     

含柔性酯基的N-取代马来酰亚胺的合成及溶液聚合

以马来酸酐(MA)、氨基丙酸(Aln)、直链醇为原料,选择合适的溶剂、催化剂,通过三步两釜法合成了侧链含柔性酯基的N-取代马来酰亚胺单体(RAM);以自由基溶液聚合法进行了均聚和共聚;利用IR、TG、DTA对产物(PRAM)进行了表征;并讨论了侧链长度对均聚物溶解性能、热性能的影响,结果表明柔性链长度对溶解性、起始热分解温度影响不大,但玻璃化温度(Tg)随柔性链增长而明显下降。     

甲基丙烯酸/衣康酸/烯丙基磺酸盐超分子分散剂的合成与性能表征

衣康酸(IA)、烯丙基磺酸钠(SAS)和甲基丙烯酸(ME)可通过自由基共聚反应制备具有两亲结构的水溶性超分子分散剂(SPMIS),文中通过对浆料的黏度、流变性进行表征得到了分散剂的最佳合成条件:单体配比为w(衣康酸)∶w(烯丙基磺酸钠)∶w(甲基丙烯酸)=1.0∶1.0∶1.3,反应温度为70℃。并对聚合物分散剂的结构和性质进行了分析,同时对粘土浆料的流变性和SEM图进行了研究,结果表明,分散剂中含有大量的-OH、-SO3H,当添加量为0.40%(相对绝干料的质量分数)时,分散效果最好。     

Cu-水纳米流体的分散行为及导热性能研究

通过测定Cu-水纳米悬浮液的Zeta电位和吸光度,采用Hotdisk热物性分析仪测量了其导热系数,探讨了不同pH值和分散剂浓度对Cu-水纳米悬浮液分散稳定性和导热性能的影响.结果表明,pH值和分散剂加入量是影响Cu-水纳米悬浮液分散稳定和导热系数的重要因素.最优化的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Cu表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高.从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,pH=9.5左右被选为最优化值,在0.1%Cu-H2O纳米流体中,0.07%SDBS被选为最优化浓度.另外,Cu-水纳米流体的导热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,呈非线性关系,且比现有理论(Hamilton-Crosser模型)预测值大.