PVAc共聚乳液结构特点对生态固沙性能的影响

结合化学固沙与生物固沙,将2种不同结构的聚醋酸乙烯酯类共聚乳液用于高盐沙地固沙,系统研究了生态固沙的综合效果。研究结果表明,2种乳液用于高盐沙地生态固沙,当使用浓度为3.0%时,固沙强度均大于0.45MPa,满足高盐沙地的固沙要求,并具有良好的抗热老化及抗冻融稳定性,而且,2种固沙乳液都能有效提高沙土的保水性能,促进沙土植物与微生物的生长。但与P(VAc-DBM-AA-AMPS)乳液相比,当使用浓度为3.0%时,P(VAc-DBM-AA-SSS)乳液的固沙强度可达到0.88 MPa,具有更好的固沙效果,适用于风蚀量较大的高盐沙地的固沙;另外,不同分子结构的乳液对沙土微生物的生长也有不同的影响,这些性能的差异都是由材料结构的不同导致的。     

两性离子型PVAc共聚乳液用于高盐沙地生态固沙性能的研究

探究两性离子型PVAc共聚乳液用于高盐沙地治理的技术依据,从固沙性能和生态效应两方面为切入点,详细研究了两性离子型PVAc共聚乳液用于高盐沙地生态固沙的综合效果。研究结果表明,两性离子型PVAc共聚物不但具有良好的耐盐性能,而且将其用于高盐沙地固沙,在施用浓度为2.0%时,两性离子型PVAc共聚乳液的固沙强度达到0.46 MPa,已满足沙漠环境中抗风蚀性能的要求。另外,相比于非两性离子型PVAc共聚乳液而言,两性离子型PVAc共聚乳液可明显提高沙土的保水性能,增加水分的利用率,从而促进沙土微生物的生长。这些实验结果表明,两性离子型PVAc共聚乳液可作为一种新型生态固沙剂应用于高盐沙地的生态治理。     

高盐沙地用固沙材料固沙性能研究的必要性

长期以来,在高盐沙地治理的过程中,一直存在着固沙材料耐盐性能差、易粉化的问题。迄今为止,还没有可对高盐沙地进行治理的有效材料。面对我国高盐沙地面积仍在扩大的严峻形势,开发出能有效遏制高盐沙地的适用材料及方法,是一项十分紧迫的艰巨任务。因此,从现有高分子固沙材料在高盐沙地固沙的研究中存在的不足出发,探讨了高分子材料用于高盐沙地固沙效果差的主要影响因素,并深入分析了高分子乳液在高盐沙地固沙过程中的可行性,最后提出具有特定结构及生态效应的高分子乳液将是高盐沙地用固沙材料未来发展的方向。     

高盐沙地固沙用P(VAc-DBM-AA-AMPS)阴离子乳液的结构与性能

采用种子乳液聚合法,以醋酸乙烯酯(VAc)、马来酸二丁酯(DBM)、丙烯酸(AA)及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为共聚单体,制备了P(VAc-DBM-AA-AMPS)四元共聚阴离子型乳液,并将其用于高盐沙地固沙。考察了功能单体AMPS对P(VAc-DBM-AA-AMPS)四元共聚乳液的合成与基本性能的影响。发现,AMPS的引入对乳液的粒径和黏度具有很大的影响;可以较大幅度地提高共聚乳液形成胶膜的耐盐性。同时考察了P(VAc-DBM-AAAMPS)共聚乳液在高盐沙地固沙时的固沙强度、耐热老化等性能。结果表明,与P(VAc-DBM-AA)共聚乳液相比,AMPS功能单体的引入,使阴离子型P(VAc-DBM-AA-AMPS)乳液具有更高的固沙强度、良好的抗热老化及冻融稳定性。     

疏水缔合聚丙烯酰胺固沙剂的制备及性能研究

研发了一种具有良好固沙性能的水溶性固沙剂,该固沙剂是一种可持续的固沙材料。首先就疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺-腐植酸的化学固沙机理讨论了固沙剂与沙粒之间的粘附力。研究了凝固机理,测试了固沙剂的固化时间。然后研究了固沙剂的渗透性能。通过扫描电子显微镜(SEM)分析了固沙层的微观结构。在不同浓度的固沙剂条件下,研究了固沙层的抗压强度。最后,通过模拟风机实验研究了固沙层的抗风蚀性。结果表明,固沙剂水溶液与沙粒表面具有极好的亲和力,并且固沙剂与沙粒之间的粘附力主要是氢键作用和静电作用。固沙层的固结时间随着温度和浓度的增加而降低。     

P(MMA-co-AM)两亲性共聚物改性天然乳胶的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酰胺(AM)为共聚单体,合成了不同配比的两亲性共聚物P(MMA-co-AM) 乳液,并将制得的P(MMA-co-AM) 共聚物乳液按设定比例与天然乳胶(NRL)共混。通过红外光谱、透射电镜、扫描电镜、力学及耐溶剂性测试,研究了不同共聚单体配比的P(MMA-co-AM)及其添加量对NRL性能的影响。结果表明,两亲性的P(MMA-co-AM)共聚物乳液可有效填补乳胶薄膜表面的孔洞,增强其拉伸强度。利用单体质量比为90:10的P(MMA-co-AM)共聚物乳液,当NRL与共聚物乳液质量比为8:2时,形成的乳胶膜拉伸强度提高了54.19%,而断裂伸长率无显著降低,力学性能最优。同时乳胶膜的耐溶剂性也得到了较大提高。     

P(VAc-DBM-AA-SSS)共聚乳液的结构特点对水泥砂浆力学性能的影响

通过抗压和抗折试验,考察了P(VAc-DBM-AA-SSS)共聚乳液对水泥砂浆力学性能的影响.试验结果发现,功能单体SSS的加入能显著地提高共聚乳液胶膜的耐盐性及改性水泥砂浆的力学强度.同时详细考察了P(VAc-DBM-AA-SSS)共聚乳液改性水泥砂浆时,其耐盐性和抗冻性.结果表明,P(VAc-DBM-AA-SSS)共聚乳液的掺入,可以明显提高改性水泥砂浆的耐盐性能和抗冻性.通过SEM分析可知,掺加适量P(VAc-DBM-AA-SSS)共聚乳液,能有效改善水泥石结构与集料的结合形态,使其形成柔性网状的胶膜结构,这种网状结构有利于力学强度的发展.     

有机氟无机纳米二氧化钛复合改性丙烯酸酯乳液的制备及性能研究

采用半连续种子乳液法将自制的表面亲油性接枝改性纳米二氧化钛与含氟单体甲基丙烯酸十三氟辛酯(G06B)等复合改性丙烯酸酯乳液,用红外光谱(FT-IR)、乳胶膜表面形态分析(AFM)、热重(TG)和拉力机等测试手段研究了表面改性无机纳米TiO_2以及有机氟的引入对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明,改性TiO_2的引入显著增强了聚合物乳胶膜的力学性能并进一步优化了乳胶膜的表面疏水性;乳胶膜疏水性随含氟单体用量增加而增大,热稳定性也有一定地提高,当G06B用量为20%、改性TiO_2用量为0.2%时,乳胶膜的综合性能相对最佳。     

疏水缔合聚丙烯酰胺固沙剂的制备及性能研究

研发了一种具有良好固沙性能的水溶性固沙剂,该固沙剂是一种可持续的固沙材料。首先就疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺-腐植酸的化学固沙机理讨论了固沙剂与沙粒之间的粘附力。研究了凝固机理,测试了固沙剂的固化时间。然后研究了固沙剂的渗透性能。通过扫描电子显微镜(SEM)分析了固沙层的微观结构。在不同浓度的固沙剂条件下,研究了固沙层的抗压强度。最后,通过模拟风机实验研究了固沙层的抗风蚀性。结果表明,固沙剂水溶液与沙粒表面具有极好的亲和力,并且固沙剂与沙粒之间的粘附力主要是氢键作用和静电作用。固沙层的固结时间随着温度和浓度的增加而降低。     

疏水作用对可再分散聚合物乳胶粉水分散性的影响机理研究

通过改变壳层单体中苯乙烯(St)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的比例,合成一系列疏水作用递减的核壳结构聚合物乳液,并将它们干燥制备成聚合物乳胶粉.研究壳层疏水作用对乳液碱中和过程、乳胶粉微观形貌和水分散性能的影响,并探讨其对水分散性的作用机理.研究结果表明,乳胶粒径随羧基中和而逐渐增大,壳层疏水作用对乳胶粒的中和膨胀有显著...     

P(BVE-CTFE-MAH)三元共聚物的结构和自乳化乳液研究

对乙烯基正丁基醚(BVE)-三氟氯乙烯(CTFE)-马来酸酐(MAH)三元共聚物进行了研究。考察了单体配比对聚合物结构及形貌的影响;研究了聚合物表面的元素含量;并对共聚物自乳化乳液进行了分析。结果表明:通过控制单体配比,可以获得不同结构、不同形貌的含氟聚合物;聚合物中MAH单元的比例对P(BVE-CTFE-MAH)共聚物的形貌影响较大,当MAH的加入量超过3份时,产物为蓬松白色固体粉末;P(BVE-CTFE-MAH)共聚物可形成自乳化乳液,乳胶粒的粒径随着聚合物中MAH比例的增大而变小。     

N-羟甲基丙烯酰胺对硅丙乳液及乳胶膜性能的影响

将N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、端乙烯基聚硅氧烷大单体与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚合反应,制备了稳定的自交联型的硅丙乳液。通过聚合过程的动力学,聚合稳定性,乳胶粒的粒径大小和分布,以及乳胶膜的耐水性和力学性能测试,结合乳胶粒的微观形态和胶膜的红外光谱和DSC分析,讨论了NMA的引入及聚合方法对硅丙乳液和乳胶膜性能的影响。结果表明,在NMA适量加入的情况下,聚合反应速度加快,聚合稳定性提高,乳胶膜的耐水性增强,并使乳胶膜的力学性能也得到较大的提高。     

高固含量UV固化水性PUA的制备及性能

以聚乙二醇600双丙烯酸酯(PEG600DA)作为可聚合非离子乳化剂,制得了高固含量(树脂占乳液质量的54%)紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液(PWPUA)。通过FTIR对聚合物结构进行了表征,采用DLS、TSI、TGA、DSC和万能试验机考察了PEG600DA质量分数对乳液粒径分布、乳液稳定性、胶膜热性能及力学性能的影响。结果表明:随PEG600DA质量分数的增加,乳液粒径及稳定性先降低后增大;同时乳胶膜的软段玻璃化转变温度(Tgs)上升,硬段玻璃化转变温度(Tgh)下降。当w(PEG600DA)=6.09%时,乳液粒径为31.86 nm且粒径分布为单峰;TSI值最小,稳定性最佳;乳胶膜拉伸强度最大为27.82 MPa。当w(PEG600DA)=8.87%时,乳胶膜最高降解温度最大(Tmax=396.483℃),热稳定性最佳。     

丙烯酸盐-环氧树脂固沙材料合成及性能研究

以丙烯酸盐和环氧树脂为原料,采用互穿聚合物网络技术,制备了水性丙烯酸盐-环氧树脂互穿网络固沙材料。通过固沙材料固结后的沙柱在-40～90℃下未出现裂纹或崩解,且沙柱抗压强度高至15.62 MPa;水蚀循环12次后质量残留率仍能保持在92%以上,沙堆表面无任何水蚀破坏迹象。固结层宏观和微观形貌分析表明:喷洒了固沙材料的沙堆在外表面明显形成一定厚度的硬壳,固结后的沙土颗粒有序紧密交联黏结在一起,呈现出胶黏的状态,沙粒间不仅密集联结甚至重叠,表面结构高度紧凑。     

光固化水性超支化聚酯的合成及性能研究

分别用TDI、HEA、MA对合成的端羟基超支化聚酯(HBPE)进行末端改性,制得含端丙烯酰基、羧基的光固化水性超支化聚酯,再用NaOH中和成盐,用于乳液聚合,可形成阴离子型自乳化乳液.研究表明:合成光固化水性超支化聚酯的原料最佳配比为n(HBPE):n(TDI-HEA):n(MA)=1:5:7;以NaOH为中和剂,引发剂浓度在5%左右,有利于体系固化速度的提高;当改性HBPE加入量小于3%时,乳胶粒粒径小于100 nm.乳液聚合过程中凝聚率低于50%;乳液中改性HBPE加入量在1%以上,能明显改善乳胶膜的耐水性,且能使乳胶膜的硬度提高到2H以上.     

膜结晶处理高浓度Na~+、Mg~(2+)//Cl~--H_2O溶液的结晶调控

利用真空膜蒸馏-结晶耦合技术处理多元高盐废水(Na~+、Mg~(2+)//Cl~--H_2O),回收纯水和高品质NaCl晶体产品,考察不同操作温度和不同无机盐离子浓度对膜蒸馏性能和NaCl晶体产品性质调控作用。结果表明随着温度升高导致饱和蒸气压增大,增大了跨膜压差,膜的渗透通量逐渐升高;随着溶液中Mg~(2+)浓度的逐渐升高,膜的渗透通量呈下降的趋势,主要是由于水的质量分数下降和溶液黏度增加;膜蒸馏过程中,通过对比实验,分析了疏水微孔膜表面在膜蒸馏操作条件下表面晶体颗粒沉积的程度,证实了使用的中空纤维膜性能稳定,重复使用20次后仍能保持稳定通量;操作温度为65℃时,不同离子浓度的饱和原料液(MgCl_2质量占NaCl和MgCl_2总质量的0%、5.0%和10.0%)得到NaCl晶体产品平均粒径分别为91.04、91.38和122.56μm,粒度分布的变异系数C.V.值分别为28.78、30.63和36.77,粒径分布集中,表面相貌平整,呈完美的立方体形态,没有团聚现象;同时,膜蒸馏得到的水纯度较高,电导率均小于5μS?m~(-1),采用选择性溶剂乙醇洗涤后的NaCl晶体产品纯度均大于98.15%。综上,通过膜蒸馏过程中渗透通量和膜界面的有效调控,在适宜的操作温度和较低的Mg~(2+)含量下,膜蒸馏结晶过程从多元高盐废水(Na~+、Mg~(2+)//Cl~--H_2O)控制分离获得纯度较高、表面形貌完好、粒度均一的NaCl晶体产品。这一研究将为综合治理多元无机高盐废水,实现废水的近零排放和无机盐资源回用开拓新的思路。     

工艺条件对丙烯酸酯-苯胺共聚乳胶涂层防腐性能的影响

在丙烯酸酯乳液中引入苯胺单体,采用原位乳液聚合法制备了丙烯酸酯-苯胺共聚乳液,分析了共聚机理,详细研究了反应温度、反应时间、共聚乳液中乳化剂种类、乳化剂用量、引发剂与苯胺的物质的量比[n(APS)∶n(An)]等条件对共聚乳液性能及乳胶涂层防腐性能的影响。对制备的共聚乳胶涂层进行了电化学阻抗谱(EIS)、塔菲尔曲线(Tafel)、开路电位(OCP)等测试,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱(EDS)对腐蚀表面进行了分析。结果表明:丙烯酸酯-苯胺共聚乳胶涂层可以使金属基材表面形成钝化膜,且当反应温度为10℃,反应时间为5 h,乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用量占乳液总质量的2%,引发剂与苯胺的物质的量比为1.5∶1时,共聚乳液的性能及其乳胶涂层防腐蚀性能最佳。     

硅烷偶联剂改性聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液乳胶膜的性能

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、三羟甲基丙烷(TMP)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等为主要原料,通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)进行封端改性,合成聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液,制备乳液乳胶膜。通过原子力显微镜(AFM)、微分热失重(DTG)、Zeta电位、表面张力、力学性能等对其乳胶膜和乳液结构与性能进行表征测试,分析了不同单体含量对乳胶膜力学性能的影响,结果表明:当,m(St)∶m(BA)=0.5,w(MDEA)=5.50%,w(HEA)=0.9%,w(KH550)=0.69%时,合成的硅烷偶联剂改性的聚氨酯乳液稳定性较好,乳胶膜有良好的力学性能。     

含氟丙烯酸酯共聚物细乳液的制备及表征

采用细乳液聚合法,制备了稳定的含氟丙烯酸酯(FA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的三元共聚细乳液.用FT-IR表征了聚合物的结构组成;考查了细乳液的稳定性、乳胶膜的吸水性及耐溶剂性;用接触角法表征了乳胶膜的表面自由能.     

POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯无氟防水剂的合成与应用研究

通过无皂乳液聚合技术合成了POSS/有机硅改性聚丙烯酸酯无氟防水剂,并将其应用于棉织物整理。考察了软硬单体配比对乳液、乳胶膜及其应用性能的影响。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和傅里叶红外光谱(DLS)对聚丙烯酸酯的结构及乳胶粒的粒径大小进行了表征,利用伺服材料多功能高低温控制试验机、柔软度仪、SEM对整理织物的应用性能及表面形貌进行了表征。结果表明：当m(BA):m(MMA)为6:4时,单体的转化率最大为96.97%,乳液的凝胶率为0.14%,乳胶粒的粒径最小为104.8 nm,乳胶膜对水的接触角最大可达114.3?,并具有优异的耐水性。整理棉织物表现出优异的力学性能和良好的柔软度,其对水的接触角可达161?。SEM结果表明棉织物纤维表面存在功能化POSS纳米颗粒。无氟防水剂赋予棉织物纤维表面低的的表面能和一定的粗糙结构,从而使整理棉织物表现出超疏水性能。