含氟丙烯酸酯聚合物乳液的合成及涂膜性能研究

采用核-壳乳液聚合法制备了含氟丙烯酸酯聚合物乳液,讨论了含氟单体——甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)用量、复合乳化剂体系用量、引发剂用量、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)用量、聚合反应温度、反应时间、搅拌速度对聚合反应最终单体转化率以及乳液聚合稳定性的影响;测试了涂膜的吸水率和乳液的黏度,以考察涂膜的耐水性。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)对乳胶膜的组成和结构进行表征,结果表明,含氟单体HFMA通过接枝共聚反应与丙烯酸酯进行了有效的结合。     

氟聚合物在丙烯酸酯核壳乳液及耐沾污外墙涂料中的应用

针对普通丙烯酸外墙乳胶涂料耐沾污性不足的缺陷,利用有机氟改性丙烯酸乳液,合成了壳层含氟的内软外硬型丙烯酸酯核壳复合乳液.并采用自制乳液配制了外墙乳胶涂料,研究了壳层含氟的乳液对外墙涂料耐沾污性的影响.结果表明:与不掺加有机氟的丙烯酸酯乳液相比,通过在壳层聚合时加入一定量的氟单体,核壳乳液涂膜的表面接触角和疏水性显著提高,漆膜吸水率明显降低,使得涂料的耐沾污性得到显著改善.由于氟组分主要分布于壳层,含量很少就可获得显著的改性效果.     

有机硅改性醋苯丙防水乳液的制备及性能研究

通过种子乳液聚合法制备了有机硅交联改性醋酸乙烯酯-苯乙烯-丙烯酸丁酯三元共聚核壳防水乳液。通过对乳液的透射电镜、涂膜的红外光谱分析,发现有机硅被成功地引入醋苯丙核壳乳液,起到室温自交联的作用,并且有机硅交联剂的加入可以有效抑制乳胶粒的相反转。粒径分析、涂膜吸水率分析以及涂膜力学性能的分析表明,随着有机硅交联剂用量的增加,乳胶粒的粒径减小、分布变窄,涂膜的吸水率降低、拉伸强度增大。所制得的共聚物乳液在防水性能和力学性能上优于传统苯丙乳液,具有更高的性价比。     

可再分散苯丙乳胶粉的制备与表征

采用半连续种子乳液聚合法,以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等为主要原料合成了苯丙乳液,并用喷雾干燥法制备了可再分散苯丙乳胶粉.探讨了乳胶粒结构形态、硬单体与软单体配比(St/BA)、喷雾干燥温度对制备可再分散苯丙乳胶粉干燥温度、成膜性、颗粒形态的影响及苯丙乳胶粉改性干混砂浆的结构.结果表明,核壳结构苯丙乳液有利于喷雾干燥;当St/BA为15/61时,苯丙乳胶粉在0 ℃下成膜表面光滑,均匀致密;干燥温度升高,可再分散乳胶粉含水率降低,再分散液粒径减小,成膜性提高.但温度过高(>160℃)或过低(≤100℃)均会使乳胶粒子在干燥过程中形成粒径较大的聚合物颗粒,导致粉体滤渣含量增加,对于苯丙乳液来说,适当的喷雾干燥温度为120～140℃.红外光谱分析表明,在100～160℃下的干燥没有明显改变乳胶粒子的分子结构.SEM分析表明,聚合物乳胶粉在干混砂浆基体中形成了连续的互穿网状膜.     

硅酸钾-苯丙乳液有机/无机复合外墙涂料的制备研究

采用硅酸钾-苯丙乳液复合制备有机/无机外墙涂料。探讨了硅酸钾、苯丙乳液、颜填料、稳定剂的用量对涂膜性能的影响,并按JG/T 26—2002《外墙无机建筑涂料》和GB 24408—2009《建筑用外墙涂料中有害物质限量》对涂膜性能进行测试。结果显示,当硅酸钾用量为20%、苯丙乳液为10%、钛白粉用量为16%、重钙用量为13%、滑石粉用量为6%、稳定剂用量为1.1%时,可制备出耐水性好、不开裂、储存稳定性优异的有机/无机复合外墙涂料。     

含氟丙烯酸酯改性苯丙共聚物表面处理剂的研究

研究含氟丙烯酸酯类单体对苯丙共聚物表面性能的影响。结果表明,含氟丙烯酸酯类单体的种类、侧链含氟烷基、聚合工艺、自由基引发剂用量和有机硅偶联剂及交联剂、催化剂等因素对共聚物膜的疏水性(水接触角和吸水率)、表面硬度及其光泽透明性都有显著影响。含氟丙烯酸酯类单体改性苯丙共聚物具有较高的粘结强度、表面硬度、耐磨性和耐洗刷性。     

有机硅改性核-壳型氟碳乳液的制备及其性能研究

采用种子乳液聚合法制备出有机硅改性核-壳型甲基丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸酯共聚乳液。探讨了聚合反应温度、反应时间和有机硅用量对乳液性能的影响。用红外光谱(IR)、差示扫描量热法(DSC)及热重分析(TGA)表征乳胶膜结构及热稳定性能,用透射电子显微镜(TEM)观察了乳胶粒的微观形态结构,通过接触角和吸水率表征了有机硅改性氟碳乳胶膜的表面性能。     

纳米TiO_2改性PVA/聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备

采用界面聚合法制备纳米TiO2改性聚乙烯醇(PVA)/聚哌嗪酰胺复合纳滤膜。使用渗透试验、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、静态接触角仪等对复合膜进行性能测试和结构表征。SEM和AFM照片证实,改性纳米TiO2在膜表面分布均匀。改性TiO2的加入增大了膜表面粗糙度,复合膜的亲水性也有一定程度的提高。对比不同TiO2添加量的纳滤膜的性能,添加量为0.05%的复合膜的性能最佳,该添加量的复合膜不仅保持了原有较高的脱盐率,水通量也大幅提升,此时复合膜对Na2SO4、Na Cl和MgSO4的去除率分别达到98.7%、50.4%和95.6%,水通量由65.47 L/(m2·h)提升至106.66 L/(m2·h)。试验结果表明,改性纳米TiO2的添加可改善膜的表面结构,在保持高脱盐率的前提下,提高膜的水通量,优化了膜的性能。     

防污自洁聚偏氟乙烯膜的制备与表征

基于荷叶效应原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)溶液涂膜构筑微米结构,采用氧等离子体诱导化学沉积的方法在PVDF膜表面构筑纳米结构.利用扫描电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪及接触角测量仪等研究了PVDF膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系.结果表明:PVDF溶液涂膜后可形成直径约为8μm的乳突,膜表面与水的接触角为88°;化学浴沉积法可在PVDF膜上生成刺状线性网络纳米结构,该表面与水的接触角为157°,滚动角为4°;化学气相沉积法可在PVDF膜生成鸟爪状的纳米结构,与水的接触角为155°,滚动角为4°.集灰试验证明,用两种沉积方法制备的PVDF膜表面均具有良好的防污自洁性能.     

氟聚合物在核壳乳液及耐沾污外墙涂料中的应用

针对普通丙烯酸外墙乳胶涂料耐沾污性不足的缺陷,利用氟聚合物改性丙烯酸乳液,合成了壳层含氟的内软外硬型丙烯酸酯核壳复合乳液,并采用该乳液制备外墙乳胶涂料。研究了壳层含氟乳液对外墙涂料耐沾污性的影响。结果表明,与不掺加氟聚合物的丙烯酸酯乳液相比,通过在壳层聚合时加入一定量的氟单体,核壳乳液涂膜的表面接触角和疏水性显著提高,吸水率明显降低,使得涂料的耐沾污性得到显著改善。由于氟组分主要分布于壳层,含量很少就可获得显著的改性效果。     

细乳液聚合制备纳米TiO2/丙烯酸酯共聚物复合乳液

使用甲基丙烯酸-3-三甲氧基硅烷（KH-570）对纳米TiO2粒子进行偶联处理,进一步通过细乳液聚合得到了内部包裹纳米TiO2粒子的核-壳型复合粒子。通过热重分析（TG）表征,表明纳米TiO2表面包覆约有9.13%-10.06%的KH-570。通过探讨乳化剂、助稳定剂用量与转化率的关系,结果显示：温度应控制在70℃,乳化剂用量为单体用量的2%,助稳定剂（HD）用量为单体用量的3%时,可以得到稳定的胶粒粒径分布较窄的细乳液。通过吸水率、拉伸强度和热重分析测试,表明纳米TiO2可以提高聚合物的耐水性、耐候性和拉伸强度。     

负载型纳米TiO_2光催化降解酸性红B的研究

为解决传统纳米TiO2光催化氧化工艺催化剂不易分离和载体的比表面积较小、悬浮性差的问题,将纳米TiO2负载在聚丙烯多面球上制备了负载型TiO2光催化剂.利用XRD和氮气吸附法表征了该催化剂的结构特性,并采用其降解酸性红B,考察了初始浓度、曝气量、pH值、H2O2投加量、自由基清除剂及多面球的比表面积等对降解效果的影响.结果表明,偶联剂法制备的TiO2薄膜晶相单一(锐钛矿型),晶体粒度较小,比表面积较大;脱色率会随着酸性红B溶液初始浓度的升高和自由基清除剂(乙醇)的加入而下降,提高溶解氧浓度、增加聚丙烯多面球的比表面积以及酸性条件(pH=3.26时效果最佳)都有利于提高脱色率;投加H2O2也能提高脱色率,但当投加量增至0.5 mg/L后效果不再明显;酸性红B的光催化降解遵循一级反应动力学方程.     

两种无机抗菌剂在内墙涂料中的抗菌性能研究

通过添加纳米TiO2和载银抗菌剂,运用两种工艺制得抗菌内墙涂料。用振荡烧瓶法检测了抗菌涂料的抗菌性能,比较了两种抗菌剂在内墙涂料中的应用效果和特性。研究结果表明:采用预分散纳米TiO2的制备方法更有利于纳米粒子在涂料中的稳定分散,纳米TiO2改性内墙涂料在无光和自然光的条件下抗菌效果不明显,而添加0.5wt%纳米TiO2的涂料在紫外灯的照射下抗菌率可达98%。加入1.5%载银抗菌剂的内墙涂料在无光条件下的初始抗菌率达99%,但在4个月后,抗菌率有所下降。     

有机硅氧烷/丙烯酸酯乳液的无皂共聚合研究

采用表面活性单体烯丙基-2-羟丙基醚磺酸钠（NaAPS)和丙烯酸聚羟基丙酸酯（PHPA）作为乳化体系进行无皂硅氧烷/丙烯酸酯（硅丙）共聚乳液的制备，研究了表面活性单体种类，共用和用量对硅丙共聚乳液及其涂料性能的影响。结果表明，与普通硅丙共聚乳液相比，无皂硅丙共聚乳液涂料的涂膜有较好的综合性能。     

沸石特性对负载纳米TiO_2光催化去除水中土霉素的影响

通过固体扩散法将纳米TiO2负载在不同亲疏水性及孔径的沸石上制成复合光催化剂,研究不同配比的复合光催化剂在32 W紫外灯照射下对水中土霉素的去除和矿化效果,结果表明:UV/10%TZ2(亲水沸石)较UV/40%TZ1(疏水沸石),UV/15%T5A(孔径为0.5nm的亲水沸石)较UV/10%T13X(孔径为1nm的亲水沸石)对水中的土霉素具备更佳的去除效果,即亲水型及小孔径的沸石分子筛更适合负载纳米TiO2光催化氧化去除水中的土霉素。由于羟基自由基的作用距离限制,被吸附在13X内孔的土霉素无法被降解去除。     

CdS/TiO2改性混凝土光催化性能研究

利用高能球磨法将纳米TiO2和CdS进行复合,制备能够响应可见光的纳米复合光催化剂CdS/TiO2。采用掺入法将复合CdS/TiO2等量替换水泥制备光催化混凝土试块,本实验研究了不同掺量(0、2%、5%、8%)对混凝土的光催化性能的影响。通过降解甲基橙的实验发现,在紫外光下,同掺量的纯TiO2混凝土与复合CdS/TiO2混凝土的催化性能相差不大;在可见光下,CdS/TiO2改性混凝土与纯TiO2混凝土相比,催化性能有所提高,5%掺量的CdS/TiO2(400r/min)混凝土光催化效果最佳,催化效率最高达到纯TiO2混凝土的1.4倍。     

光催化混凝土物理力学性能研究

光催化混凝土是将光催化技术应用于混凝土中,通过光照等自然条件发生光催化反应,开发出环境友好的混凝土材料,改善空气质量和生活环境。选取不同掺量的纳米TiO2,设计平行试验制备光催化混凝土并对其各方面性能进行测试分析。结果表明,随着纳米TiO2掺量的增加,光催化混凝土的吸水率下降,软化系数提高,7、28 d抗压强度以及不同时段的光催化性能都先升高后降低;一定量硅藻土的掺入对于光催化混凝土的物理力学性能具有积极的影响。     

有机硅氧烷／丙烯酸酯共聚水溶胶的研制

采用有机硅与丙烯酸酯共聚制备硅丙乳液 ,所得乳液用有机胺微粒化成功制备了硅丙水溶胶。这种水溶胶具有优良的性能 ,具有工业实用价值。介绍了硅丙水溶胶的制备方法 ,讨论了影响硅丙乳液及其水溶胶性能的诸种因素     

纳米TiO_2/ZnO/SiO_2在石油沥青聚氨酯防水涂料中的应用研究

研究比较了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米SiO2对石油沥青双组分聚氨酯防水涂料性能的影响。结果表明,纳米粒子的添加可显著地改善涂膜的耐候性能、耐酸性能,提高涂膜的硬度、抗张强度和断裂伸长率;对涂膜耐候性改善程度依次为纳米TiO2纳米ZnO纳米SiO2,而对涂膜硬度、抗张强度、断裂伸长率提高程度依次为纳米SiO2纳米ZnO纳米TiO2;纳米粒子较佳的添加量为物料总质量的3%～5%。     

净化空气多功能内墙涂料的制备及其性质研究

加入纳米TiO2作为光催化粉体,对传统建筑内墙涂料进行改性,使之具有较强的净化空气、杀菌抑菌的功能。从分散剂用量的确定、纳米TiO2用量的确定、PVC的确定三个方面来提高涂料本身的性能。对其光催化氧化降解甲醛进行了初步测试表明,对室内有害气体污染有较大的改善作用。