三氟甲基基团的主侧链位置对聚芳醚酮材料性能影响的研究

通过亲核缩聚法制得三氟甲基基团分别位于主链位置和侧链位置的聚芳醚酮,通过1H-NMR确定了两种聚芳醚酮的结构。分析DSC结果发现,三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮的玻璃化转变温度（Tg）为166oC,三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的玻璃化转变温度（Tg）为139oC,因主链的三氟甲基增加了主链的刚性,使得三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮具有更高的玻璃化转变温度。三氟甲基基团相对位置不同的聚芳醚酮材料的5%热失重温度均在490oC以上,都表现出良好的热稳定性。分析水接触角结果发现,三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮的水接触角为91o,三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的水接触角为113o,因三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的氟原子在经过高温处理后更易向薄膜表面迁移,薄膜表面的表面能降低,表现出更加优异的疏水性能。     

PEG-b-PDMS-b-PEG微相分离结构的耗散粒子动力学模拟

为了探讨PEG-b-PDMS-b-PEG三嵌段共聚物中链段含量对其微相分离结构的影响规律,采用耗散粒子动力学模拟方法,建立了不同PEG链段含量的共聚物介观结构模型.通过介观相分离过程及形态的模拟,分析了相形貌与侧链接枝密度的依赖关系.模拟结果表明,随着嵌段共聚物体系中侧链密度的增加,微相分离结构呈现规律性变化,出现了粒状、岛状及双连续相等不同形态的介观结构.同时,对PEG含量为28％的PEG-b-PDMS-b-PEG三嵌段梳型共聚物的原子力形貌观察结果表明,其具有一定的相分离结构.     

基于PDMS改性聚氨酯弹性体的合成与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯和异佛尔酮二胺为硬链段,聚四氢呋喃多元醇及端羟基聚二甲基硅烷为软段,采用溶液聚合法合成了一系列含不同质量分数PDMS的聚氨酯弹性体。通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热法及广角X射线散射等对聚氨酯的形态结构和相分离进行了表征与分析。结果表明,在聚氨酯主链中引入PDMS链段有利于相分离程度的提高。通过凝胶色谱试验、拉伸试验及水接触角测试等,研究了PDMS质量分数的增加对聚氨酯弹性体分子量、形态结构和力学性能的影响。结果表明,随着PDMS质量分数的增加,聚氨酯弹性体的分子量减小,膜的拉伸强度降低,涂膜表面接触角增加。当PDMS占软段的质量分数从0增加至25%时,聚氨酯的拉伸强度从7.57MPa下降到0.64MPa,接触角从72°增大至95°以上。     

侧链型水性含氟聚氨酯的制备及性能研究

为了制备兼具优异疏水性能和力学性能的水性含氟聚氨酯（WFPUs）,合成了3种含氟侧链长度不同的端羟基含氟聚丙烯酸酯（P3FMA、P6FMA和P12FMA）,将其引入水性聚氨酯（WPUs）分子链中,分别制备了3种WFPUs：WFPUs-P3FMA、WFPUs-P6FMA和WFPUs-P12FMA。傅里叶红外光谱（FTIR）分析表明成功将以上3种端羟基含氟聚丙烯酸酯引入了WPUs的分子链中,FTIR分峰结果显示,随着含氟侧链长度增加,硬段氢键化羰基含量增加,这表明较长的含氟侧链能促使WFPUs硬段氢键作用增加,从而使硬段间的相互作用增加。静态接触角测试和表面自由计算表明：3种WFPUs乳胶膜的静态接触角均随着氟含量增加先增加,随后再继续增加氟含量,静态接触角不变。此时,3种WFPUs乳胶膜的表面自由能分别为34.78、32.41和15.94 mN/m,由此可知,含氟侧链最长的WFPUs乳胶膜的表面自由能最低,疏水性能最好。X光电子能谱分析（XPS）显示,氟表面含量随氟本体含量增加而增加,含氟侧链最长的P12FMA在WFPUs乳胶膜表面的富集性能最好。X射线衍射（XRD）分析表明,氟含量相同时,WFPUs乳胶膜硬段的结晶度随含氟侧链长度增加而增加。力学性能测试结果表明,在氟含量相同的条件下,含氟侧链长度最长的乳胶膜WFPU2-P12FMA的断裂强度和断裂伸长率最大,并且高于WPUs乳胶膜。因此,采用P12FMA改性WPUs,可制备具有较好疏水性能和力学性能的WFPUs乳胶膜。     

聚醚改性氟硅表面活性剂的合成与溶液性质研究

通过阴离子开环聚合和硅氢加成反应得到聚醚改性氟硅表面活性剂和聚醚改性硅氧烷表面活性剂;并用核磁和红外来表征其结构。对聚醚改性有机硅表面活性剂和氟硅氧烷表面活性剂以及全氟表面活性剂进行溶液性质的研究发现：全氟表面活性剂的最小表面张力最低,聚醚改性氟硅表面活性剂的最小表面张力比聚醚改性的硅氧烷要高;对于相同的亲水链段和疏水链段聚醚改性的氟硅氧烷,其临界胶束浓度（CMC）比聚醚改性硅氧烷小;聚醚改性硅氧烷亲水链段的长度增加,CMC减少;而聚醚改性氟硅氧烷的疏水链段长度增加,CMC增加。     

退火对PMTFPS-b-PS电纺膜表面性质的影响

通过氟硅单体1,3,5-三甲基-1,3,5-三（3,3,3-三氟丙基）环三硅氧烷（简称F3）的阴离子开环聚合（ROP）、苯乙烯（St）的原子转移自由基聚合（ATRP）,合成了含氟硅嵌段共聚物PMTFPS-b-PS,并将其以四氢呋喃（THF）和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂进行静电纺丝。采用接触角测量仪（CAM）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）研究PMTFPSb-PS电纺膜退火前后的疏水性、微观形貌以及表面化学组成。结果表明：电纺纤维的水接触角可达152.6°,即达到超疏水的效果,经过120℃退火处理后电纺膜的表面光滑,接触角有所减小,但其水接触角仍远高于共聚物溶剂膜的接触角。     

含PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物的 可降解聚氨酯的合成及表征

用聚乙二醇（PEG）和左旋丙交酯（L－LA）合成了不同比例的聚乳酸－聚乙二醇三嵌段共聚物（PLA-PEG-PLA）,通过傅立叶变换红外光谱分析（FTIR）和核磁共振(1H NMR)测试分析了所得嵌段共聚物的结构。并以此嵌段共聚物为软段,用溶液法和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）和扩链剂（BDO）以不同的比例合成了一系列聚氨酯,通过傅立叶变换红外光谱分析（FTIR）和差动量热扫描分析（DSC）表征聚氨酯结构。对此聚氨酯在37 ℃的PBS缓冲溶液（pH＝7.4）中进行模拟体内环境的降解测试,通过失重率来评价聚氨酯的降解速率,结果表明降解速度与软硬段比例,共聚物中PEG/PLA的比例有关。并且实验表明此材料不会引起红细胞发生溶血。因此这种新型可降解聚氨酯材料可以根据各组分以及组分比例来调整聚合物的降解速率,此材料将在组织工程支架以及药物缓释载体领域有广阔的应用前景。     

聚醚改性氟硅表面活性剂的合成与溶液性质研究

通过阴离子开环聚合和硅氢加成反应得到聚醚改性氟硅表面活性剂和聚醚改性硅氧烷表面活性剂;并用核磁和红外来表征其结构。对聚醚改性有机硅表面活性剂和氟硅氧烷表面活性剂以及全氟表面活性剂进行溶液性质的研究发现:全氟表面活性剂的最小表面张力最低,聚醚改性氟硅表面活性剂的最小表面张力比聚醚改性的硅氧烷要高;对于相同的亲水链段和疏水链段聚醚改性的氟硅氧烷,其临界胶束浓度(CMC)比聚醚改性硅氧烷小;聚醚改性硅氧烷亲水链段的长度增加,CMC减少;而聚醚改性氟硅氧烷的疏水链段长度增加,CMC增加。     

硬段侧链含有双季铵盐的聚氨酯的合成及表征

为了解决单铵盐抗菌聚氨酯存在的对革兰氏阴性细菌抗菌性能差、扩链剂用量大的问题,合成了硬段侧链含有双季铵盐的系列聚氨酯。用GPC和核磁共振研究了材料的分子量和结构,表明双季铵盐扩链剂成功引入了聚氨酯主链。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)和差热分析(DSC)研究了材料的本体微相分离结构。发现,随着双季铵盐含量的增大,材料的软段和硬段之间的氢键结合增加,微相分离程度降低。     

具有多重抗菌性能的聚氨酯的合成及表征

为了有效防止细菌生物膜在生物材料表面形成,通过用α-叔胺基-ω-羟基聚乙二醇 （NPEG）对聚氨酯进行封端并用卤代烃进行季铵化.利用PEG的抗粘附性能和季铵盐的物理杀菌功能,得到表面具有抗细菌粘附和永久杀菌的双重功能的新型聚氨酯,并研究了材料的本体结构和表面性质及抗菌性能.1HNMR,GPC 证明了所合成的NPEG和聚氨酯的结构.FTIR、DSC和力学性能研究发现,封端剂的引入对聚氨酯的微相分离结构和力学性能的影响较小.但是,水接触角研究发现,NPEG能够在聚氨酯表面富集.这是由于链端的活动性好,而且,PEG链与长链烷基协同作用而迁移至聚氨酯表面.抗菌实验发现,PEG间隔的引入能够显著提高材料的抗菌性能.     

Effects of soft monomers on the water resistance and moisture permeability of hydrophilic polyurethane

Six groups of segmented polyurethanes with amorphous soft segment domains based on mixed hydrophobic polyester and hydrophilic polyether soft monomers were prepared from 4, 4′ diphenylmethane diisocyanate (MDI), polybutylene adipate glycol 2000 (PBA2000), polytetramethylene glycol 1000 (PTMG1000) and polyethylene glycol 1000 (PEG1000) with 1,4-butanediol (BDO) as the chain extender. Furthermore, the representative properties of the hydrophilic polyurethanes, moisture permeability and water resistance, were investigated. The results show that the chemical structure, molecular weight and concentration of soft monomers have remarkable effects on the main application properties of hydrophilic polyurethane. The important factors in diffusion are the content of hydrophilic ether bond and the mobility of hydrophilic chain in the soft phase, which is represented with a good approximation by the average mean molecular weight of soft segment. On the contrary, the functional properties of the hydrophilic polyurethane are almost not affected by its hard segment.     

带侧基双键的不饱和聚酯聚氨酯的合成及性能研究

由衣康酸和1,4-丁二醇合成的不饱和聚酯二元醇---聚衣康酸丁二醇酯(PBI)作为软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,合成不饱和聚酯聚氨酯,研究了反应时间、温度、催化剂对-NCO 质量分数的影响以及原料比、引发剂、衣康酸含量对不饱和聚氨酯涂膜的影响。实验数据表明:TDI和PBI质量比为1∶1.5时,在温度为80℃,反应时间2h,DBTDL质量分数为1%,BPO 质量分数为1%的条件下合成的不饱和聚酯聚氨酯成膜后光滑、透明、平整,硬度为6H、附着力等级为1级。     

酚类化合物对催化柴油氧化安定性的影响

对催化裂化柴油进行碱-醇抽提,抽提出催化柴油中的酚类化合物。测定抽提前后催化柴油的氧化安定性总不溶物的质量浓度由3.571mg/100mL降至1.257mg/100mL。结果表明,酚类化合物对柴油的氧化安定性有较大的影响。考察酚的类型以及酚的质量分数对催化柴油安定性的影响表明,在酚羟基的邻位上有烷基侧链的酚对柴油有抗氧化作用,而间位上有烷基侧链的酚抗氧不明显。随酚类化合物质量分数的增加,氧化安定性总不溶物的质量浓度先下降后升高,酚类化合物的质量分数在175μg/g时催化柴油安定性最好,同一结构的酚在催化柴油中既可以发生和烃类过氧化自由基结合生成稳定的化合物,也可以发生自身的缩合反应。     

聚乙二醇基形状记忆水性聚氨酯的合成与性能研究

用不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)为软段,以IPDI-BDO-DMPA为硬段,合成出一系列含有可结晶软段的水性聚氨酯材料,并通过红外、DSC以及形状记忆性能测试等手段对样品的软段结晶性和形状记忆功能进行表征.结果表明:软段相对分子质量、硬段含量都对软段的结晶性有很大的影响;只有PEG相对分子质量大于2 000时合成的聚氨酯的软段才具有结晶性,并且软段的熔融温度和熔融焓会随着PEG相对分子质量的增大而增大;若软段的相对分子质量一定,则样品的熔融温度和熔融焓会随着硬段含量的增加而呈现减小的趋势;当软段为PEG 4 000、硬段质量分数为30%时,该材料表现出良好的形状记忆性能.     

浇注型聚酯聚氨酯弹性体的合成与性能研究

通过聚巳二酸乙二醇酯和甲苯二异氨酸酯（ＴＤＩ）预聚后，用芳香族胺（ＭＯＣＡ）扩链合成浇注型聚酯聚氨酯弹性体，用ＦＴＩＲ法跟踪研究了不同软、硬段配比对固化初始反应转化率的影响。发现了浇注液的凝胶时间随预聚体ＮＣＯ含量的降低或添加ＫＤ添加剂而被延长．对合成的不同硬段含量聚酯聚氨酯弹性体的应力一应变行为进行了讨论．     

粗糙软接触润滑的摩擦因数

以刚性球在PDMS圆盘上运动为背景,建立了润滑条件下的软接触数学模型,通过数据处理将接触表面粗糙度的测量结果耦合到数学模型中,并根据接触时不同润滑区域的特点,提出了整体名义接触区域的摩擦因数计算模型,利用现有实验数据验证了模型的有效性。在不同润滑条件下计算并分析表面粗糙度在软接触中的作用。当润滑油的卷吸速度与黏度的乘积(μη)值较低时,流动的润滑油与微凸体间的相互作用产生的压力增量使摩擦因数显著增加。     

基于射流掩膜电解加工不锈钢注塑微结构研究

固体表面的润湿性受到表面粗造度和表面微结构的影响。在分析总结几种常用表面微结构加工技术的基础上,提出使用射流掩膜电解加工方法,在不锈钢表面加工微坑阵列结构,研究加工电压对微坑尺寸影响规律和微结构对润湿性的影响。将不锈钢微坑结构作为模具,用聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）注塑出微凸结构,用氟硅烷修饰后测量其静态接触角为（151.7±0.51）°。