聚氨酯-全氟烷基丙烯酸酯复合乳胶膜性能研究

制备稳定的全氟烷基丙烯酸酯改性阳离子聚氨酯复合乳液,并通过红外和核磁共振氢谱对其结构进行表征。重点研究功能性单体全氟烷基丙烯酸酯(FA)用量及阳离子扩链剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)用量对复合乳胶膜性能的影响。力学性能分析表明,FA用量对乳胶膜拉伸强度影响比较复杂;随MDEA用量增大,乳胶膜拉伸强度增大。表面自由能分析表明随FA、MDEA用量增大,乳胶膜表面自由能降低。乳胶膜表面扫描电镜表明含氟乳胶膜表面光滑洁净,表面EDS能谱分析表明,随着FA及MDEA用量增大,氟原子更容易向膜表面迁移;乳胶膜断面扫描电镜表明随着FA及MDEA用量增大,乳胶膜断面呈规整的分层结构。     

长链含氟丙烯酸酯乳液的合成及其在皮革防水中的应用

以阴离子含氟表面活性剂全氟壬氧基苯磺酸钠FBS与非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9复配物为乳化剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用乳液聚合法制得了全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)/甲基丙烯酸十二醇酯(LMA)/丙烯酸羟乙酯(HEAA)(按质量比FA∶LMA∶HEAA=80∶16.5∶3.5)三元无规共聚乳液(FLHA),用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对FLHA结构进行了表征,探讨了乳化剂及引发剂用量对单体转化率的影响。结果表明当乳化剂的用量为单体的5%,引发剂的用量为单体的2%时,单体转化率最大,含氟丙烯酸酯乳液(FLHA)物化性能稳定。将其用于山羊蓝湿革的防水整理,可使蓝湿革的静态接触角达到139.6°,赋予其良好的防水性能。     

全氟聚氨酯-丙烯酸酯聚合物的制备与应用

为了得到具有优良防水防油性能的织物整理剂,以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯二元醇(PE1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)为原料合成出交联聚氨酯,再以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、全氟丙烯酸酯(FA)为单体、偶氮二异丁腈(BPO)为引发剂,通过溶液聚合制备了全氟聚氨酯-丙烯酸酯聚合物织物整理剂。本文对聚合物进行了表征并讨论了其对织物防水、防油的应用效果。实验表明,通过阳离子全氟聚氨酯-丙烯酸酯聚合物处理的织物表面对水的接触角可达136°,对石蜡油的接触角可达120°。     

含氟丙烯酸酯乳液水溶性聚合物复配用于纸张表面施胶的研究

以全氟辛酸、乙醇胺、2,4-甲苯二异氰酸酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯为主要原料,合成了N-羟乙基全氟辛酰胺丙烯酸酯单体.然后在水溶液中以十二烷基二苯醚二磺酸钠和OP-10为乳化剂,在叔丁基过氧化氢的引发作用下与其它烯类单体共聚得到含氟丙烯酸酯乳液.将其与氧化淀粉、聚乙烯醇复配对纸张进行表面施胶,讨论了复配体系中不同质量配比对纸张施胶度的影响,并通过正交实验确定了复配体系的最佳质量配比为含氟丙烯酸酯乳液:氧化淀粉:聚乙烯醇为55∶25∶4.实验发现,纸张的抗水性随着施胶量的增加而增强;但到达一定值后,再提高施胶量抗水性不再变化,而抗油性随着施胶量的增加而一直增加.     

含氟丙烯酸酯共聚物乳胶膜性能的研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,阳离子单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)及含氟单体2-(N-甲基全氟辛烷基磺酰基)乙基丙烯酸酯(FM)为功能性单体,采用无皂乳液聚合制备出稳定的阳离子含氟丙烯酸酯共聚物乳液.检测含氟丙烯酸酯共聚物乳液的成膜性以及乳胶膜的相关性能.研究表明,硬软单体配比为1:1～1:1.5范围内,乳胶膜的成膜性能较好;引发剂用量增加,乳胶膜的耐水性降低;含氟单体量增加,乳胶膜的耐水性、耐溶剂性随之增强,乳胶膜的拉伸强度随之增大,断裂伸长率随之减小.通过液体在乳胶膜表面接触角大小的变化,表明热处理有利于含氟共聚物中的含氟链段在乳胶膜表面富集;随着含氟单体量的增加,乳胶膜表面自由能下降.     

氟代聚丙烯酸酯乳液的合成及其用于氟碳涂料的防水性能

为了制备一种廉价且具有优异防水性的水性涂料,用氟碳乳液,以阴/非离子复合表面活性剂为乳化剂,过硫酸铵为引发剂,通过乳液聚合法制得了全氟烷基乙基丙烯酸酯(FA)-甲基丙烯酸十八醇酯(SMA)-丙烯酸羟丙酯(HPA)-对氯甲基苯乙烯(CMS)四元无规共聚氟代聚丙烯酸酯乳液(FSHC),采用红外光谱仪(IR),核磁共振氢谱(1H-NMR),纳米粒度仪及Zeta电位分析仪,光电子能谱仪(XPS)和接触角测定仪分别对FSHC乳液的结构、粒径分布和Zeta电位及膜表面的化学元素组成和疏水性进行了表征。结果表明:FSHC具有预期的结构,其平均粒径为146.2 nm,Zeta电位为-21.2 mV;FSHC膜表面存在较多的F元素,含氟基团迁移至表面,发挥优异的防水性能;以FSHC乳液为成膜物质所制备的氟碳涂料,表现出良好的拒水效果,水在氟碳涂料涂层表面的静态接触角达128.6°。     

氟烷基聚硅氧烷防水防油剂的制备与性能研究

以全氟辛酸和氨基硅油为原料,合成了一种氟烷基聚硅氧烷防水防油剂,用IR、NMR对其结构进行了表征.通过Zisman法测定其临界表面张力可以达到22.1 mN/m,并且赋予纤维良好的防水性(4级)和防油性(6级).同时探讨了处理液浓度、焙烘温度和焙烘时间对防水防油性的影响,通过SEM观察了它在纤维表面的形貌.结果表明,当处理液浓度为2%,焙烘温度为80℃,焙烘时间为60min时,其防水防油性和成膜性较好.     

聚氨酯-含氟丙烯酸酯防水防油性复合乳液的制备及性能

以自乳化自交联的阳离子水性聚氨酯乳液(PU)为种子乳液进行含氟丙烯酸酯(FA)、苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯 (BA)等乙烯基单体的自由基共聚合,制得阳离子聚氛醋-含氟丙烯酸酯(FPUA)复合乳液.通过红外光谱分析、接触角测试、表面自由能计算、粒径及粒径分布测试及透射电镜测试对聚合物乳液及其膜结构与性能进行了表征.结果表...     

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。     

阳离子型含氟丙烯酸酯的制备及防水防油性能

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(FM)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸十八酯(ODA)为原料,采用无皂乳液聚合制得了阳离子含氟丙烯酸酯多元共聚物乳液。对聚合物的结构、组成进行了表征研究,研究了共聚乳液膜表面的性质。结果表明,随着共聚物中全氟单体含量的增加,共聚物膜的表面能显著降低,当全氟单体的含量达到25%(质量分数)时,其表面能降低到19.99 mJ/m;并通过热处理表明了含氟单体随温度、时间增大更容易向表面富集的现象,当达到60min,120℃时水和油接触角分别达到了110°和83°。     

氟代聚丙烯酸酯FBDH乳液防水剂的合成及其应用性能

用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对氟代聚丙烯酸酯乳液主组分FBDH的结构进行了表征,然后用透射电镜(TEM)、纳米粒度仪和Zeta电位分析仪对乳液的粒径等物化指标进行了测定,并以棉织物作为应用对象,考察FBDH的应用性能。结果表明,FBDH乳液是一种平均粒径为126.2nm、Zeta电位为+21.16mV的阳离子乳液,用于棉织物的后整理,FBDH能明显改善织物的表面性能和手感。当FBDH乳液的用量为2g/100gH2O时,经其处理后的棉织物防水性可达到80分、防油等级达到6级以上。FBDH整理对棉织物的白度影响不大,但大剂量使用则会导致织物手感发硬、弯曲刚度有所增加。     

含氟单体对阳离子氟碳无皂乳液性能的影响

采用有机助溶剂法,以甲基丙烯酸六氟丁酯(FA)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为反应单体,在N-甲基吡咯烷酮(NMP)作用下制备出阳离子氟碳丙烯酸酯共聚物无皂乳液(CFE)。通过凝聚率、沉淀量、动态激光光散射(DLS)、透射电镜(TEM)、接触角和吸水率等手段对CFE的稳定性、乳胶粒尺寸及形态、乳胶膜表面性能进行了表征。结果表明含氟单体用量增加,凝聚率明显提高,沉淀量略有下降;乳胶粒尺寸显著增加,粒径分布由单分散向多分散过渡;乳胶膜的表面性能大幅度提高,当m(FA)为20.14%时,吸水率和乳胶膜表面自由能可低至3.26%和21.11mJ/m2。     

氟硅丙烯酸酯共聚物乳液的制备与表征

将氟醇和乙烯基硅氧烷为原料合成的氟硅单体,与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯进行乳液聚合制备氟硅丙烯酸酯共聚乳液。考察了乳液离心稳定性的影响因素;通过TEM及AFM对乳胶粒的形态和结构进行表征,发现乳胶粒呈规整的球形结构,且分布较为均一;研究了氟硅单体、乳化剂及引发剂的用量对乳胶膜吸水率的影响;采用Wilhelmy方法测定了乳胶膜对水的接触角,结果表明乳胶膜对水的抗浸润力大大提高。     

含氟气湿反转剂的合成与表征

采用乳液聚合的方法合成了含氟丙烯酸酯聚合物乳液。红外光谱(FT-IR)对其结构进行分析,发现所有单体参与了反应,产物呈现共聚物结构。接触角测量结果显示,增加含氟单体的含量或应用含氟烷基侧链长的含氟单体合成聚合物,其产生的疏水性较强。含氟丙烯酸酯聚合物处理岩心后,蒸馏水、油田污水、十六烷、原油的接触角分别由2.52°、10.62°、2.2°和35.35°增加到139.79°、122.31°、65.46°和85.68°,表明岩心表面的润湿性由强液湿转变为气湿。毛细管上升实验结果表明,聚合物可以使气/水体系和油/气体系中的接触角分别由60°和32.86°增加到118.36°和76.11°。因此,合成的聚合物可以使毛细管的润湿性发生气湿反转。     

单层氧化石墨烯改性水性聚氨酯

采用一种新型高效的铁系强氧化剂成功制备出单层氧化石墨烯(GO),通过衰减全反射红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱、原子力显微镜、场发射电子显微镜表征了这种单层GO的形态和性质。通过超声将GO分散于去离子水中,于水性聚氨酯(WPU)合成的乳化阶段共混制备出GO-WPU复合材料,测试了其拉伸性能、热学性能、疏水性的变化,同时利用透射电镜和场发射电子显微镜分别对乳液粒子形态与涂膜截面形貌进行了观察。结果表明,单层GO在乳化阶段的加入所制备的复合材料的拉伸强度得到了明显的改善,由原来的10 MPa增加到24 MPa,当GO质量分数为0.30%,复合聚氨酯的初始热分解温度(T_(d5))从245℃上升到272℃,同时,随着GO用量的逐步增加,复合膜的接触角则由70.3°提高到了95.2°从而实现了疏水性的改善。     

UV固化的水性含氟聚氨酯的制备与表征

合成了一种含短氟碳链的扩链剂(HFIP-IPDI-TMP),并将其应用于水性光固化体系,制备了UV固化水性含氟聚氨酯(UV-WFPU)乳液。利用红外光谱和核磁共振氢谱对HFIP-IPDI-TMP的结构进行了表征,研究了氟含量对UVWFPU乳液粒径、乳液的力学稳定性及乳胶膜的动态力学性能、水接触角、表面形貌和力学性能的影响。结果表明,HFIP-IPDI-TMP的引入有效提高了UV-WFPU膜的疏水性和拉伸强度,氟元素的引入提高了UV-WFPU膜表面的粗糙程度。随着HFIP-IPDI-TMP用量的提高,乳液粒径、玻璃化转变温度和tanδmax逐渐增大,断裂伸长率下降。当有机氟含氟量为3.5%时,UV-WFPU3的疏水性能最佳,胶膜的水接触角为96°,此时的乳液粒径为52.3nm,固化物的拉伸强度为12.31MPa,断裂伸长率为213%。     

阳离子无皂含氟核壳苯丙乳液的制备及成核机理

在水溶性阳离子单体甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)存在下,以乙醇为助溶剂,通过种子半连续核壳乳液聚合法制备阳离子无皂含氟核壳苯丙乳液。考察了水溶性阳离子单体DMC和乙醇用量对乳液聚合过程的影响;用透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对聚合物乳液乳胶粒形貌及涂膜化学组成进行表征,并讨论了无皂乳液聚合的成核机理和聚合过程。结果表明,采用种子半连续乳液聚合法,当DMC的质量分数为6.0%,乙醇的质量分数为7.5%(釜液)时,可以得到稳定的阳离子核壳结构含氟乳液,无皂乳液聚合的成核机理是先以均相成核方式后继续以低聚物成核方式进行,最终形成核壳结构。     

环氧季铵盐对明胶的阳离子化改性

碱性条件下,环氧季铵盐1,2-环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵(EPQA)与明胶侧链的伯胺基、羟基反应,得到阳离子改性明胶EPQA-GE,核磁共振(~(13)C-NMR、~1H-NMR)及元素分析结果表明,精氨酸、赖氨酸的氨基以及羟脯氨酸的羟基参与了反应,季铵阳离子基团成功引入了明胶结构中。X射线衍射及差示扫描量热分析结果表明,明胶的微观相结构受阳离子含量的影响较大,引入的季铵离子越多,EPQA-GE的近程有序度越高。以水和乙二醇为标准液,测定了阳离子化程度不同的EPQA-GE膜的接触角,并应用Owens-Wendt方程计算了表面自由能,结果显示阳离子基团的引入增加了明胶的亲水性,且随着阳离子化程度增加,膜表面的亲水性增强。抗菌实验结果表明阳离子的引入增加了明胶的抗菌性,EPQA-GE对革兰氏阳性菌的抗菌效果优于对革兰氏阴性菌的抗菌性。     

梳状支链水性聚氨酯的结构与性能

以自制新型梳状支链聚合物二醇(CPD)与聚己内酯二醇(PCLD)构成的复合多元醇为软段制备了具有梳状支链的水性聚氨酯(CWPU),考察了CPD含量和梳状支链结构对CWPU的粒径和稳定性、其胶膜表面性能和耐水性的影响。结果表明,CPD中的梳状支链可向CWPU胶膜表面迁移富集,在H-CPD/PCLD体系中,H-CPD质量分数增加,CWPU胶膜的表面接触角降低,耐水性下降,在H-CPD质量分数为40%时,所得CWPU的粒径较小、稳定性较好及吸水率相对较低;在H-CPD/C18-CPD/PCLD体系中,C18-CPD质量分数增大对CWPU的粒径和稳定性影响不大,但CWPU胶膜的表面接触角显著增大,耐水性增加。