改性脲醛树脂对提高淀粉胶粘剂耐水性能的研究

为进一步提高淀粉胶粘剂的耐水性能,在传统脲醛树脂(UF)和淀粉胶粘剂合成工艺的基础上,以环氧氯丙烷(ECH)作为UF的接枝共聚改性剂,制备环氧型UF;然后将环氧型UF与传统淀粉胶粘剂进行复配,制备改性淀粉胶粘剂。以耐水剪切强度作为考核指标,采用正交试验法优选出制备改性UF的较佳工艺条件。结果表明:当n(F)∶n(U)=2.0∶1、m(ECH)=8 g、缩聚温度为90℃和接枝共聚时间为75 min时,制成的改性UF可明显提高复配淀粉胶粘剂的耐水性能。     

液体骨胶胶粘剂的合成与性能研究

以氢氧化钠(NaOH)作为降解剂、乙醇作为改性剂,制备环保无毒、常温呈液态的改性骨胶胶粘剂;然后以黏度和凝固点作为考核指标,采用单因素试验法优选出制备改性骨胶胶粘剂的最佳工艺条件。研究结果表明:制备改性骨胶胶粘剂的最佳工艺条件是m(水)∶m(干骨胶)=1.2∶1,m(NaOH)=0.8 g,碱解温度为60℃,碱解时间为100 min,V(乙醇)=2 mL;传统骨胶经碱解、乙醇改性后,相应的改性骨胶胶粘剂具有凝固点(0℃)较低、常温呈液态、黏度(1.6 Pa.s)较高、粘接性能(剪切强度为5.88 MPa)良好、适用期(90 d)较长和耐水性(接触角为84.95°)较佳等诸多优点,并且其环保无毒、热稳定性良好。     

插层有机纳米蒙脱土对脲醛树脂胶粘剂性能的影响

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基三甲基溴化铵对蒙脱土(MMT)进行有机化处理,采用插层复合法制备了插层有机纳米MMT/脲醛树脂(UF)胶粘剂;讨论了有机纳米MMT用量对UF胶粘剂的表观黏度、拉伸剪切强度、耐水性及游离甲醛含量的影响。结果表明:与纯UF胶粘剂相比,插层有机纳米MMT/UF胶粘剂的表观黏度提高了2.05倍,拉伸剪切强度增加了17%,耐水时间增加了105min,游离甲醛含量由2.01%降至0.32%;经有机纳米MMT插层复合改性后,UF胶粘剂的综合性能明显提高,游离甲醛含量明显降低,符合世界环保产品的使用要求。     

乙醇改性骨胶胶粘剂的制备及其耐水性研究

以骨胶为原料,采用降解、交联及乙醇改性等方法,制备出一种耐水性较好的骨胶胶粘剂。研究了水胶比(质量比)、碱量、醇胶比(质量比)、改性温度及改性时间等因素对骨胶胶粘剂耐水性的影响。结果表明:制备乙醇改性骨胶胶粘剂的最佳工艺条件为水胶比1.5∶1.0、w(NaOH)=1.5%、醇胶比4∶50、改性温度40℃及改性时间40 min;在最佳工艺条件下制得的改性骨胶胶粘剂,其耐水性相对较好(开胶时间22 h),剪切强度降幅相对最低(仅4.6%)。     

混合酸水解法合成新型改性骨胶及性能研究

采用混合酸(盐酸和柠檬酸)水解、戊二醛共聚交联等手段,对传统骨胶进行改性。以混合酸中柠檬酸的体积分数、水解温度、水解时间以及戊二醛用量作为试验因素,改性骨胶黏度和凝固点作为考核指标,采用单因素试验法优选出制备改性骨胶的最佳工艺条件。结果表明:当m(骨胶)=25 g、V(水)=25 mL时,改性骨胶的最佳工艺条件为25 mL混合酸中φ(柠檬酸)=0.06%、酸解温度65℃、酸解时间35 min和V(0.5%戊二醛)=1.5 mL;由最佳工艺条件制成的改性骨胶黏合剂,其凝固点为-2℃、黏度为1 850 mPa·s、剪切强度为1.87 MPa、开胶时间为1.5 h、适用期为90 d且具有良好的热稳定性能。     

纳米蒙脱土/环氧树脂胶粘剂的组分优化

通过有机化处理,将环氧树脂(EP)基体树脂插入到纳米蒙脱土(MMT)片层间,可实现MMT与EP分子间的纳米插层复合。以基体树脂、增韧剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、填料纳米MMT和固化剂JA-1为4个因素,以纳米MMT/EP胶粘剂的拉伸剪切强度为考核指标,采用正交试验法优选纳米MMT/EP胶粘剂的最佳组成,并讨论了在交互作用情况下各因素之间的关系。试验结果表明:当胶粘剂组成为m(E-44)∶m(E-51)∶m(DBP)∶m(MMT)∶m(JA-1)=30∶70∶17∶3∶25时,拉伸剪切强度(为23.65MPa)达到最大值。     

骨胶与表氯醇接枝共聚物的合成及应用性能

研究骨胶与表氯醇的接枝共聚反应。接枝共聚产物在1402cm-1(C—O—C伸缩振动)处的红外光谱验证了接枝共聚反应的发生。探讨了水胶比、碱用量、碱解温度、反应时间等因素对接枝共聚产物的影响。当水胶比为1:1,NaOH用量为胶液量的3%,碱解温度为60℃,表氯醇用量为胶液量的1%,接枝共聚温度为50℃时,合成胶粘剂的初粘力为100%,凝固点为-5℃,与工业骨胶相比,剪切强度大,其应用范围更广,应用性能得到较大的改善。     

改性剂和增容剂在EPDM/蒙脱土纳米复合材料中的作用

采用熔融插层和不同链长的改性荆改性蒙脱土的方法制备了三元乙丙橡胶(EPDM)／蒙脱土(MMT)纳米复合材料。X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的测试结果表明：采用分子中亚甲基的数量小于16的改性剂改性MMT获得的有机蒙脱土与EPDM复合所得到的复合材料为传统型复合材料。而采用分子中亚甲基的数量大于16的改性剂改性MMT获得的有机蒙脱土与EPDM复合所得到的纳米复合材料为插层型。同时，笔者还探讨了EPDM接枝马来酸酐增容剂时复合材料形态的影响以及获得剥离型纳米复合材料的增容剂中马来酸酐的临界接枝率和增容剂最佳含量。此外，时该纳米复合材料的物理机械性能进行了评价。     

骨胶的化学改性

骨胶是一种重要的动物胶,无毒,价格较廉,对木材和织物有较高的粘接强度,但凝固点较高,须水浴加热(约60℃)溶解, 使用很不方便。陕西科技大学将骨胶与环氧氯丙烷(表氯醇)进行接枝共聚改性,使凝固点降至-5℃,使用更方便,同时,粘接强度显著提高,扩大了应用范围。骨胶与环氧氯丙烷接枝共聚的最佳反应条件为:水胶比1:1、NaOH用量为胶液量的3%、碱解温度60℃、环氧氯丙烷用量为胶液量的1%、接枝共聚温度50℃。     

聚乙烯-乙烯醇/蒙脱土纳米复合材料结晶行为研究

以十六烷基季铵盐有机化蒙脱土(MMT)为无机相,以乙烯-乙烯醇共聚物为基体,通过熔融插层法制备了聚乙烯-乙烯醇/有机蒙脱土(EVOH/MMT)纳米复合材料,利用示差扫描量热仪(DSC)研究了EVOH/MMT复合材料的结晶行为.结果表明:MMT与EVOH插层后使EVOH/有机蒙脱土纳米复合材料的熔点和熔融热降低.经季铵盐处理过的蒙脱土片层在EVOH/有机蒙脱土纳米复合材料结晶过程中的异相成核作用不明显.在相同结晶条件下,EVOH/MMT纳米复合材料的结晶速率比EVOH慢.MMT的加入使EVOH/MMT纳米复合材料的熔融温度(Tm)从EVOH的180.7℃降低到175.2℃,结晶温度(Tc)从EVOH的157.9℃降低到153.1℃,而玻璃化转变温度(Tg)却较EVOH升高了大约2.6℃.     

季铵盐插层钠基蒙脱土的工艺研究

采用溴化十六碳烷基三甲铵对钠基蒙脱土进行改性,研究了反应温度、反应配比、反应时间和搅拌方式对蒙脱土插层效果的影响。FTIR证明有机插层剂已进入蒙脱土的层间;XRD结果表明蒙脱土的层间距由1．4nm增加到2．8～3．9nm;TEM观察表明蒙脱土的层间距增大。     

有机阳离子插层蒙脱土改性骨胶的制备与性能研究

使用有机阳离子溴化铵盐对蒙脱土进行了有机化处理,利用插层法制备了改性骨胶／蒙脱土杂化材料。并对不同蒙脱土含量的复合材料的拉伸剪切强度、初黏力与纯改性骨胶进行比较。试验结果表明,经有机阳离子溴化铵盐处理的蒙脱土与改性骨胶具有良好的相容性。纳米蒙脱土通过插层处理使之变为有机纳米蒙脱土后,能显著改善改性骨胶的综合性能,粘接试样的拉伸剪切强度、初黏力都得到了显著提高。     

复合插层有机蒙脱土的制备及表征

以钠基蒙脱土、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和己内酰胺为原料,制备了复合插层有机蒙脱土。红外光谱分析(IR)、热重分析(TGA)和X-射线衍射分析(XRD)表明,有机插层剂已进入蒙脱土的层间,CTAB/己内酰胺复合插层有机蒙脱土的层间距大于单阳离子CTAB插层有机蒙脱土的层间距。Molau实验结果表明,这种有机蒙脱土在有机介质中表现出很好的分散性。     

改性剂种类对蒙脱土结构和性能的影响

为增加蒙脱土(montmorillonite,MMT)和有机物的相容性和研究插层剂种类对MMT结构和性能的影响,采用Cu,Co和Ni无机金属阳离子,十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵等有机阳离子表面活性剂作为改性剂,对蒙脱土进行一次改性和二次改性,制备出一系列改性蒙脱土.研究了改性剂种类、插层方式、插层次序对插层效果的影响.X射线衍射分析表明:一次改性时,插层剂均能进入蒙脱土的层间,改性土的层间距由1.04nm增加到1.7～3.52nm;二次改性时,先阳离子后阴离子的插层顺序有利于层间距增大(4.14nm),还可利用配位作用将二次改性剂引入金属离子一次改性MMT中,使层间距增大.改性机理研究认为:阳离子改性机理为层间离子交换,而阴离子改性机理是改性剂和MMT表面形成了氢键.沉降实验表明一次改性土和二次改性土在有机溶剂中分散能力有所增强.     

Morphology,Thermal and Mechanical Properties of Poly (Styrene-Acrylonitrile) (SAN)/Clay Nanocomposites from Organic-Modified Montmorillonite

Poly (styrene-acrylonitrile) (SAN)/clay nanocomposites have successfully been prepared by melt intercalation method. The hexadecyl triphenyl phosphonium bromide (P16) and cetyl pyridium chloride (CPC) are used to modify the montmorillonite (MMT). The structure and thermal stability property of the organic modified MMT are, respectively characterized by Fourier transfer infrared (FT-IR) spectra, X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA). The results indicate that the cationic surfactants intercalate into the gallery of MMT and the organic-modified MMT by P16 and CPC has higher thermal stability than hexadecyl trimethyl ammonium bromide (C16) modified MMT. The influences of the different organic modified MMT on the structure and properties of the SAN/clay nanocomposites are investigated by XRD, transmission electronic microscopy (TEM), high-resolution electron microscopy (HREM), TGA and dynamic mechanical analysis (DMA), respectively. The results indicate that the SAN cannot intercalate into the interlayers of the pristine MMT and results in microcomposites. However, the dispersion of the organic-modified MMT in the SAN is rather facile and the SAN nanocomposites reveal an intermediate morphology, an intercalated structure with some exfoliation and the presence of small tactoids. The thermal stability and the char residue at 700°C of the SAN/clay nanocomposites have remarkably enhancements compared with pure SAN. DMA measurements show that the silicate clays improve the storage modulus and glass transition temperature (Tg) of the SAN matrix in the nanocomposites.     

有机粘土／SBR纳米复合材料的结构与性能研究

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和十八烷基三甲基溴化铵（STAB）分别对无机粘土进行有机改性,然后制备有机粘上／SBR纳米复合材料,研究不同季铵盐类改性剂对无机粘土的改性效果。结果表明：CTAB改性有机粘土与STAB改性有机粘土的片层间距分别从无机粘土的1．26nm增加到3．77nm和4．39nm;CTAB改性有机粘土的片层结构较稳定,而且在橡胶基体中的分散效果较好;所制备的有机粘土／SBR纳米复合材料的片层结构较多,力学性能较好。     

有机MMT对高密度聚乙烯改性的研究

采用十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和双十八烷基二甲基氯化铵4种阳离子表面活性剂对钠基蒙脱土(MMT)进行有机化处理,制备了有机MMT(OMMT)。将OMMT与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融插层制备了HDPE／OMMT纳米复合材料,研究了OMMT的层间距同季铵盐烷基链的关系。结果表明,OMMT的层间距随烷基链长度的增加而增大;随着OMMT含量的增加,HDPE／OMMT纳米复合材料的断裂伸长率和拉伸强度降低,弯曲弹性模量增加,弯曲强度出现极大值,使该纳米复合材料的力学性能得到了一定的改善。     

Studies on properties of softwood (Ficus hispida)/PMMA nanocomposites reinforced with polymerizable surfactant-modified nanoclay

Soft wood (Ficus hispida) was chemically modified by impregnation of methyl methacrylate monomer, glycidyl methacrylate (GMA), a cross-linking agent, and montmorillonite (MMT) using catalyst heat treatment. MMT was modified by using a polymerizable surfactant 2-acryloloxy ethyl trimethyl ammonium chloride (ATAC) and a mixture of surfactants ATAC and cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) in a molar ratio of (1:1). A comparative study on different properties of the prepared wood polymer nanocomposite (WPNC) based on impregnation of intercalating mixture containing MMA/GMA/clay modified by both the surfactants (ATAC and CTAB) and MMA/GMA/clay modified by only surfactant ATAC were done. FTIR, XRD, and TGA studies were employed for the characterization of clay and WPNC. WPNC prepared by using combined surfactant-modified clay along with MMA/GMA exhibited improved dimensional stability, chemical resistance, thermal stability, mechanical properties, and lower water uptake than that of WPNC prepared by using single surfactant-modified clay and MMA/GMA system.