西南桦木材表面的硅烷化及憎水和憎油特性

目的 解决制备憎油性材料时对含氟化合物的依赖,减小木材对水和油的吸收性,赋予木材表面双憎功能.方法 采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)与0.1 mol/L的盐酸以4:1的体积比混合,并置于冰浴中超声水解不同的时间,将木材放入水解溶液中浸渍处理5 min,利用X-射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析改性前后木材表面的元素组成及化学结构,借助接触角测量仪考察改性木材对水和油的润湿特性,计算其吸水率和吸油率.结果 改性木材表面引入了大量的Si元素,并键合了低表面能的—CH3基团;水解时间由30 min延长至240 min,水接触角由79.8°增加至90.7°,但油接触角却稳定在50°左右;改性前后的吸水率均大于吸油率.结论 所制备的木材都具有双憎功能,憎水稳定性随水解时间的延长而提高,但憎油稳定性受水解时间的影响较小.     

UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的合成及性能研究

以聚乙二醇(PEG-400)为软段,以丙烯酸羟乙酯(HEA)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,采用两步法合成聚氨酯丙烯酸酯(PUA),并研究其合成条件及力学性能。FTIR及~1H-NMR测试结果表明成功制备出PUA。实验结果表明,PUA合成的最佳条件为:第1步,反应温度为75℃,反应时间为3 h;第2步,反应温度为45℃,反应时间为5 h;阻聚剂的最佳质量分数为0.5%;将活性稀释剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)按照质量比为1:1的比例加入PUA中,固化膜的凝胶率最高且综合性能优异;选用复合光引发剂体系时,固化膜的固化速率最高,其最佳质量分数为3%。     

光固化聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2杂化涂层的制备及性能

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)分别与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应制备聚氨酯预聚体,再以预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中,光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。场发射扫描电子显微镜和差示扫描量热法研究表明,与未改性的纳米SiO2相比,以聚氨酯分子链改性的纳米SiO2可显著提高与PUA树脂相容性及杂化涂层的热稳定性能。以摆杆阻尼试验仪及漆膜冲击器研究了杂化涂层的力学性能,研究表明通过调整预聚体的分子链结构可在提高杂化涂层硬度的同时,不损失涂层的冲击性能。     

聚天冬氨酸酯型聚脲增韧结构型环氧树脂及其机理

采用聚天冬氨酸酯(PAEs)与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应制备了氨基封端的聚天冬氨酸酯型聚脲(PUA),将其与三乙烯四胺(TETA)共混并对环氧树脂(EP)进行增韧改性。通过红外光谱仪对合成的PUA结构进行了分析,并利用万能电子试验机、悬臂梁冲击试验仪、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等对PUA增韧改性EP的力学性能、热性能和断面微观形貌进行了表征和分析。结果表明,成功合成了PUA,且当PUA添加量为55份时,材料的拉伸强度为25.8 MPa,同时,其断裂伸长率为22.6%,剪切强度为17.1 MPa,冲击强度为29.1 kJ/m~2,较纯EP分别提高了约4倍、2.6倍、3.3倍。当PUA添加量为60份时,PUA/EP呈现出明显的相分离"海-岛"结构。     

UV固化MWNT-P-MER/PUA纳米阻燃材料的制备

为改善UV固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂层的阻燃及热稳定性,对多壁碳纳米管(MWNTs)进行有机化改性,制备了一种含有N、P、Si三种阻燃元素于一体的新型碳纳米管阻燃单体(MWNT-P-MER);并经UV固化制备了两类MWNTs/PUA纳米材料,即MWNTs/PUA和MWNT-P-MER/PUA纳米材料。同时对样品热稳定性及阻燃性进行了测定分析,结果表明,两类材料的热稳定性及阻燃性均得到改善;MWNT-P-MER对PUA纳米材料的热稳定性及阻燃性能改善效果更显著。当MWNT-P-MER的添加量为10.7%时,可以得到综合性能最佳的MWNT-P-MER/PUA纳米材料:双键转化率达80%,极限氧指数(LOI)为33.2,UL-94燃烧级别达到V-0级,最终残炭率为20.7%,峰热释放速率为462kW/m2。     

光油用聚乙二醇型聚氨酯丙烯酸酯聚合物的合成

本文以2,4-甲苯二异氰酸酯(TD)、聚乙二醇(PEG)为主要原料合成了聚乙二醇型聚氨酯,再通过二羟甲基丙酸(DMPA)进行扩链,最后采用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)对端基异氰酸酯进行酯化封端,合成了聚乙二醇型聚氨酯丙烯酸酯(PUA)树脂。通过调整反应温度、时间和反应物配比优化了合成工艺,对聚合物结构、分子量、粒度分布进行了表征。结果表明,按分子结构的设计要求合成得到了PUA聚合物,分子量约为26800 g/mol,分子量分布为1.26,水溶液中分散粒度尺寸在20～50μm范围内,主要集中在30μm,聚合物分散粒度均匀,分散状态稳定,有利于光油在纸品表面的涂覆。     

T8钢－聚有机硅氧烷仿生减粘降阻复合涂层的特性

研究了Ｔ８钢－聚有机硅氧烷仿生减粘降阻复合涂层的表面润湿性、磨料磨损特性及对土壤的减粘降阻性能与金属材料相比，仿生复合涂层的表面憎水性显著提高，水在其表面上的接触角达９２°；与４５钢相比，其磨料磨损的体积相对耐磨系数为６３％，降阻率达１５．２２％～２２．２７％     

端丙烯酸酯基超支化聚酯/聚氨酯丙烯酸酯体系的紫外光固化行为及性能

利用红外光谱(FT-IR)法研究了端丙烯酸酯基超支化聚酯(VHBP)/聚氨酯丙烯酸酯(PUA)体系紫外光固化反应,并研究了不同代数及含量VHBP对涂层性能的影响。结果表明,纯PUA达到最终双键转化率所需的时间最短,VHBP代数和含量高的体系时间较长。在PUA中加入VHBP后涂层硬度大幅提高,具有良好的综合性能,优于传统的PUA/环氧丙烯酸酯体系。随着VHBP含量的增加,涂层的硬度逐渐增大,耐冲击性和附着力有所降低。在相同VHBP含量时,硬度随代数的增加而逐渐降低。     

原位无皂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯微乳液的制备及对纸张疏水性处理研究

以原位无皂乳液聚合法,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯多元醇(PCL)、二羟甲基丁酸(DMBA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料,制备聚氨酯/丙烯酸酯微乳液(PUA),并研究微乳液对纸张疏水性影响。研究表明当m(DMBA)=8%,m(HEA)=4%,n(NCO)/n(OH)=1.6,m(PU)/m(PA)=1∶1时,经PUA微乳液表面处理后,纸张于水的渗透时间较空白纸样提高了73%,明显改善纸张的疏水性。采用FT-IR、TGA、SEM及动态接触角对PUA结构以及表面处理前后纸张性能变化进行了表征。FT-IR和TGA均证实丙烯酸酯组分的引入获得了聚氨酯/丙烯酸酯的复合结构,且聚合物热稳定性较PU明显提高;SEM观察证实,经PUA微乳液处理后纸纤维表面变得光滑,裂纹明显减少;动态接触角分析表明,水在纸表面所成的初始接触角达118°,且在300s内,其随时间变化较小。     

二氧化钛微纳米粉体对涂层憎水性的影响

通过纳米粉体形貌的变化来改变涂层的微结构,进而调控涂层的憎水性.以不同形貌的二氧化钛纳米粉体为填料,以氟硅烷为涂料基料,用浸渍法和旋涂法在铜基材表面制备憎水涂层.利用扫描电子显微镜对纳米粒子和涂层的形貌进行了表征,并对涂层的静态憎水角进行了测量和分析.研究了纳米粒子的形貌、浸渍时间及涂层涂覆层数等条件对涂层憎水性的影响.研究结果表明延长浸渍时间和增加涂覆层数可以增大涂层的致密度,进而增大涂层的憎水性,利用旋涂法制备的纳米粉体复合涂层的静态接触角可达到158°.