聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共混材料的热塑加工性能

通过热塑加工方法制备了聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)共混材料,采用差示扫描量热分析、热重分析、傅里叶红外光谱、高压毛细管流变仪等研究了PVA与PVP间的氢键作用、共混材料的热行为和流变性能。结果表明,PVP可与PVA及改性剂形成氢键复合,增加体系氢键类型,能进一步屏蔽PVA羟基,延缓其脱除反应,提高其初始热分解温度,有利于PVA的热塑加工。随PVP含量增加,共混体系熔融温度先略升高,后降低,获得86.4℃热塑加工窗口;熔体表观黏度和剪切敏感性均先增大后减小,PVP质量分数为20%时达最大;而粘流活化能降低,表明共混体系对温度的敏感性降低,PVA加工稳定性提高。适量PVP可促进PVA的结晶,提高材料拉伸强度;PVP质量分数为10%时,材料拉伸强度最大,为43MPa。     

聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共混材料的热塑加工性能EI北大核心CSCD

通过热塑加工方法制备了聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)共混材料,采用差示扫描量热分析、热重分析、傅里叶红外光谱、高压毛细管流变仪等研究了PVA与PVP间的氢键作用、共混材料的热行为和流变性能。结果表明,PVP可与PVA及改性剂形成氢键复合,增加体系氢键类型,能进一步屏蔽PVA羟基,延缓其脱除反应,提高其初始热分解温度,有利于PVA的热塑加工。随PVP含量增加,共混体系熔融温度先略升高,后降低,获得86.4℃热塑加工窗口;熔体表观黏度和剪切敏感性均先增大后减小,PVP质量分数为20%时达最大;而粘流活化能降低,表明共混体系对温度的敏感性降低,PVA加工稳定性提高。适量PVP可促进PVA的结晶,提高材料拉伸强度;PVP质量分数为10%时,材料拉伸强度最大,为43MPa。     

三羟甲基氨基甲烷改性聚乙烯醇的制备与性能EI北大核心CSCD

利用聚乙烯醇(PVA)羟基的反应活性,与丁二酸酐反应对PVA羟基部分羧酸化,然后与三羟甲基氨基甲烷(TRIS)进行酰胺反应制备了可热塑加工且具有弹性的TRIS改性聚乙烯醇(PVA-COO-TRIS)。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、动态力学热分析和力学性能测试等研究了TRIS的引入对PVA的结构和性能的影响。结果表明,在PVA分子链上引入TRIS的多羟基结构与PVA羟基形成新的氢键作用,可减少对改性PVA氢键作用的破坏,同时TRIS的引入破坏了PVA分子链的规则性,致使其结晶度和熔点显著下降,并可抑制相邻羟基间的脱除,使其热稳定性提高。引入量为2.25%(摩尔分数)时可获得较宽的熔融加工窗口(~108℃),在不添加任何增塑剂的条件下实现了PVA的热塑加工,其拉伸强度为30 MPa,断裂伸长率为300%。     

三羟甲基氨基甲烷改性聚乙烯醇的制备与性能

利用聚乙烯醇(PVA)羟基的反应活性,与丁二酸酐反应对PVA羟基部分羧酸化,然后与三羟甲基氨基甲烷(TRIS)进行酰胺反应制备了可热塑加工且具有弹性的TRIS改性聚乙烯醇(PVA-COO-TRIS)。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、动态力学热分析和力学性能测试等研究了TRIS的引入对PVA的结构和性能的影响。结果表明,在PVA分子链上引入TRIS的多羟基结构与PVA羟基形成新的氢键作用,可减少对改性PVA氢键作用的破坏,同时TRIS的引入破坏了PVA分子链的规则性,致使其结晶度和熔点显著下降,并可抑制相邻羟基间的脱除,使其热稳定性提高。引入量为2.25%(摩尔分数)时可获得较宽的熔融加工窗口(~108℃),在不添加任何增塑剂的条件下实现了PVA的热塑加工,其拉伸强度为30 MPa,断裂伸长率为300%。     

聚乙烯醇热塑加工的研究

聚乙烯醇(PVA)是综合性能优异的可由非石油路线大规模生产的一种高分子材料,但其熔点与分解温度接近,难以热塑加工,应用主要基于溶液法,仅能制备纤维、薄膜等低维制品或用作助、辅材料,限制了其应用和发展。文中介绍了我们近年来在PVA热塑加工方面的一些研究工作:通过分子复合和增塑,获得PVA热塑加工窗口,实现PVA热塑加工,建立了PVA熔融纺丝、吹塑成膜、挤出注塑、中空吹塑及热塑发泡等新技术,通过热塑加工制备性能优良的PVA/无机填料复合材料和PVA/生物质复合材料,为开拓PVA应用新领域、解决PVA工业发展瓶颈问题提供新理论、新技术。     

聚(乙烯醇-二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺)的制备及热性能

以醋酸乙烯酯(VAc)和二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为共聚单体,采用自由基溶液聚合法,以甲醇和偶氮二异丁腈分别为溶剂和引发剂,制备了阳离子共聚物P(VAc-co-DMAPMA)。在碱性条件下醇解,得到P(VA-co-DMAPMA)。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、热重分析和差示扫描量热法分析了共聚物的结构和热性能。结果表明,二者发生共聚;引入少量的DMAPMA共聚单元后,聚乙烯醇(PVA)的热性能提高;随着DMAPMA含量的增加,结晶度、熔融温度降低,热分解温度升高。     

聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)固-固相变材料受限非等温结晶动力学研究

采用接枝共聚法将具有相变特征的聚乙二醇(PEG)接枝到具有较高熔点的聚乙烯醇(PVA)主链上,得到系列性能稳定的PEG/PVA高分子固固相转变材料,利用DSC法对PEG受限状态下非等温结晶行为进行研究.结果表明,随着降温速率增大,峰值温度Tp向低温移动,半结晶时间t1/2逐渐减小,结晶速度G逐渐增大.接枝共聚体系Tp低于纯PEG4000,半结晶时间t1/2大于纯PEG4000.对于接枝共聚体系而言,接枝率对半结晶时间t1/2影响不大,共聚体系中的Avrami指数大多数在2～3之间,比等温结晶更加复杂.运用Jeziorny方法和莫志深方法比较适用于本体系非等温结晶动力学的研究.     

热致性全芳香族共聚酯液晶的研究——Ⅰ.弯折键的影响

聚对苯二甲酰氯代对苯二酚酯为一种高熔点的热致性液晶材料,难以加工成型。本文通过低温溶液法,采用间苯二甲酰氯、2,6-萘二甲酰氯作第三单体,进行共聚改性。分别讨论了大分子主链中因具有弯折键的第三单体的引入,导致共聚体的熔点、热性能、液晶性和结晶性能等变化。     

基于聚丙烯腈和聚乙二醇的侧链型相变材料的制备及表征

以不同分子量聚乙二醇(PEG)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯腈(AN)为主要原料,采用两步法先合成大分子单体(HMPEG),然后利用水相沉淀法,将大分子单体与丙烯腈(AN)以及第三单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝共聚,形成一种以丙烯腈和甲基丙酸甲酯聚合物P(AN-coMMA)为主链,大单体(HMPEG)为侧链的系列接枝型相变材料P(AN-co-MMA)-g-HEPEG。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)和X射线衍射(XRD)对大单体和共聚物的结构、相变行为、热稳定性和晶体结构进行了研究。结果表明,合成的大分子单体及其共聚物是一系列具有稳定的结构、良好的结晶性能、高相变焓及良好热稳定性的相变材料。当PEG分子量为4 000时(m(HMPEG)∶m(AN)=45∶45),接枝型相变材料P(AN-co-MMA)-g-HMPEG4000的熔融峰温度为52℃,结晶峰温度为26℃,热焓为31J/g,在290℃以下热稳定性良好,可用于加工或使用温度较高的环境。     

类离子液体增塑改性聚乙烯醇的制备及性能EI北大核心CSCD

为了实现聚乙烯醇(PVA)的熔融纺丝,采用氯化胆碱(ChCl)与木糖醇(Xyl)合成类离子液体(PILs),将其作为增塑剂,辅以润滑剂硬脂酸钙和抗氧剂B225,对PVA进行增塑改性。通过差示扫描量热仪、热重分析仪、熔体流动速率仪研究了PILs对PVA热性能和流动性的影响;通过红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对PILs增塑改性PVA的分子间氢键作用、结晶度和相容性进行了表征和分析;并研究了纺丝温度对改性PVA可纺性及力学性能的影响。结果表明,PILs能与PVA的羟基之间形成新的氢键,减弱PVA自身的氢键作用,从而降低PVA的熔点和结晶度,提高其热稳定性和流动性;当PILs的配比为1:2,质量占比为12.5时,改性PVA的热分解温度、熔点和熔体流动速率分别为291.2℃,169.4℃和6.20 g/10 min;改性PVA在230~250℃的温度时均能熔融纺丝,随着纺丝温度升高,纤维断裂强度逐渐降低,断裂伸长率先升高后降低。     

基于TGA与DSC-SSA的低密度聚乙烯热氧老化特性分析

选取低密度聚乙烯(LDPE)在80℃下进行了64d的人工加速热氧老化实验。利用热重(TGA)和差示扫描量热(DSC)两种热分析方法对LDPE的热分解过程及老化机理进行了分析,研究了不同老化时间的LDPE热解特性及动力学参数,通过连续自成核退火热分级(SSA)技术揭示了LDPE老化过程中分子链的变化趋势。结果表明,由于断链与支化作用,LDPE热稳定性和熔融特性降低,经SSA后发现,低温熔融峰的特征温度降低,断链作用占主导,短链分子逐渐增多;LDPE活化能呈现先增大后减小的趋势,结晶度同样先增大后减小,老化降解是首先发生在无定形区,然后过渡到结晶区的过程。     

类离子液体增塑改性聚乙烯醇的制备及性能

为了实现聚乙烯醇(PVA)的熔融纺丝，采用氯化胆碱(ChCl)与木糖醇(Xyl)合成类离子液体(PILs)，将其作为增塑剂，辅以润滑剂硬脂酸钙和抗氧剂B225，对PVA进行增塑改性。通过差示扫描量热仪、热重分析仪、熔体流动速率仪研究了PILs对PVA热性能和流动性的影响；通过红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对PILs增塑改性PVA的分子间氢键作用、结晶度和相容性进行了表征和分析；并研究了纺丝温度对改性PVA可纺性及力学性能的影响。结果表明，PILs能与PVA的羟基之间形成新的氢键，减弱PVA自身的氢键作用，从而降低PVA的熔点和结晶度，提高其热稳定性和流动性；当PILs的配比为1:2，质量占比为12.5时，改性PVA的热分解温度、熔点和熔体流动速率分别为291.2℃，169.4℃和6.20 g/10 min；改性PVA在230～250℃的温度时均能熔融纺丝，随着纺丝温度升高，纤维断裂强度逐渐降低，断裂伸长率先升高后降低。     

聚(对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸二甘醇)酯的合成与表征

采用酯化物共缩聚法合成了一系列不同共聚比例的聚(对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸二甘醇)新型低熔点共聚酯,并利用红外光谱和1 H核磁共振确定了其化学结构。通过热重分析、差示扫描量热分析、X射线衍射分析和力学性能测试对不同共聚比例的聚(对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸二甘醇)酯的热稳定性、熔点、玻璃化转变温度、结晶性能和力学性能进行了研究。结果表明,共聚酯的熔点、玻璃化转变温度和结晶能力都随着共聚比例的增大而降低,当共聚比例超过30%时,共聚酯失去结晶能力。为了深入理解此共聚酯熔点衰减的机理以及共聚链段的结晶行为,利用Hoffman-Weeks理论对不同共聚比例样品的平衡熔点进行了测定,并将实验值与Flory模型和Baur模型的预测值进行了对比,发现此共聚酯的熔点衰减规律符合Baur模型,说明共聚链段与PET链段形成了伪结晶体系。综合熔点、玻璃化转变温度和力学强度考虑,共聚比例为30%时获得的低熔点共聚酯综合性能较好,其熔点为159.3℃,玻璃化转变温度为21.5℃,拉伸强度为24.77 MPa。     

PA6-66-1010/MCPA6复合材料的结构与性能

采用原位聚合法制备了三元共聚尼龙6-66-1010(PA6-66-1010)与原位浇铸尼龙6(MCPA6)的共混复合材料。利用差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)、力学性能测试和扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料的结晶熔融行为、动态力学性能、力学性能及断裂破坏形貌。结果表明,PA6-66-1010的加入,使得复合材料中MCPA6分子间的氢键作用减弱、分子链活动性增加;复合材料的结晶温度、熔融温度、结晶度随着PA6-66-1010含量的增加而下降;PA6-66-1010的加入,破坏了MCPA6分子间氢键的规整性,使得复合材料韧性得到提高而强度变化不大;当PA6-66-1010含量为10%时,复合材料断裂伸长率提高近6倍。     

杜仲胶接枝甲基丙烯酸丁酯的合成与表征

采用溶液聚合工艺,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,成功制备了杜仲胶(EUG)和甲基丙烯酸丁酯的接枝共聚产物(EUG-g-BMA)。利用凝胶渗透色谱、核磁共振和红外光谱(IR)研究了接枝反应条件,如单体浓度、反应温度、引发剂浓度等对接枝共聚反应和接枝效率的影响。用差示扫描量热分析(DSC)研究了接枝率对产物熔融-结晶行为的影响。结果表明,当m(BPO)∶m(BMA)=0.05时,BMA浓度对接枝率和单体转化率影响明显,过高的反应温度导致交联产物的生成。IR谱图中1667 cm~(-1)处碳碳双键吸收峰的消失说明接枝反应发生在碳碳双键上。接枝改性导致杜仲胶分子链的结晶能力减弱。随着接枝率增加,产物的熔融温度和结晶温度向低温方向移动,结晶度降低;当接枝率达到17.6%时,DSC曲线上既不呈现熔融峰,也没有结晶峰,说明此时EUG-g-BMA已经完全失去结晶能力。     

聚乙烯醇的塑化改性及其加工工艺研究

以甘油、二乙醇胺和山梨醇为复配增塑剂,首先对PVA进行预塑化处理,再通过密炼机对预塑化后的PVA进行塑化加工,然后采用平板硫化机热压成膜法,将其制备为改性PVA薄膜。系统研究了改性PVA的塑化加工工艺,得出了最佳的塑化加工工艺条件,并采用差示量热扫描仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和万能拉力机对改性PVA薄膜的热熔融行为、微观形貌和力学性能进行了表征。结果表明:甘油/二乙醇胺/山梨醇复配质量比为1:1:1时,塑化剂分子形成了良好的协同增塑效应,显著地降低了PVA的热熔融温度;改性PVA的最佳预塑化条件为50℃的预塑化温度下,预塑化12h;最佳密炼工艺条件为180℃的混炼温度、30r/min的转速下,混炼20min。在此最佳塑化加工工艺条件下,当复配剂添加质量分数为25%(各复配增塑剂的复配质量比为1:1:1)时,改性PVA的熔点为161.6℃,相对于纯PVA下降了33.4℃。     

四氟乙烯基可熔融加工全氟聚合物研究进展

聚四氟乙烯(PTFE)因具有独特的物理化学性质,已成为不可缺少的一类特种材料。由于聚四氟乙烯的分子量和分子链规整度较高,使聚四氟乙烯难于熔融加工。为了获得可熔融加工的全氟材料,国内外关于聚四氟乙烯共聚改性的相关研究和报道较多。本文从可熔融加工四氟乙烯基全氟聚合物的结构和特性方面入手,综述了国内外一系列四氟乙烯与全氟第二单体共聚物的最新研究现状,并提出了全氟聚合物今后的研究发展方向。     

聚丁内酰胺的热性能改性

聚丁内酰胺的熔点与热分解温度较接近,不利于熔融加工.文中采用溶液共混法制备支化聚丁内酰胺(B-PA4)及线型聚丁内酰胺(L-PA4)共混物,并通过差示扫描量热分析、X射线衍射和热重分析表征共混物的结晶性能及热性能,通过拉伸测试研究了共混膜的力学性能.结果表明,B-PA4的加入使得共混物的结晶度、熔点、热稳定性均发生降低...     

聚乙烯醇共混改性紫外光固化水性聚氨酯

以聚己内酯二醇(PCL)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料,二羟甲基丁酸(DMBA)为亲水扩链剂,通过自乳化法合成了紫外光固化水性聚氨酯,再将其与聚乙烯醇(PVA)溶液混合制得紫外光固化WPU/PVA共混物(UV-WPU/PVA)。分别采用红外光谱和X射线衍射表征其结构和结晶性能,并对粒径、吸水率、接触角、热重等性能进行测试,采用Flynn-Wall-Ozawa法研究了共混膜的热分解动力学。结果表明,UV-WPU与PVA之间存在着较强的氢键等分子间作用力,UVWPUA/PVA共混膜的结晶性能介于纯PVA和纯WPU之间,随着PVA质量分数的增加,UV-WPUA/PVA共混膜的耐水性能有所下降,热稳定性得以提高,共混膜的热分解活化能在100kJ/mol以上,且随着热分解程度的加深而增大。     

熔纺三叶形聚乙烯醇纤维的制备及增强水泥基材料

采用自主创新的聚乙烯醇(PVA)熔融纺丝新技术,首次制备了三叶形截面PVA异形纤维,为水泥基复合材料提供新型增强纤维。研究了熔融纺丝和热拉伸对纤维截面形状、热性能、结晶性能、取向度和力学性能等的影响。结果表明,熔纺三叶形截面PVA初生纤维内部结构均匀致密,无明显皮芯结构。经热拉伸处理,纤维能较好保持三叶形截面,异形度为58.2%。PVA分子链在拉伸应力下诱导结晶,纤维结晶结构更完善,结晶度和取向度增加,纤维的强度增加,熔点升高。热拉伸8倍后,纤维强度达3.7 cN/dtex。将三叶形纤维用于水泥基复合材料的增强增韧,当其体积掺量为2%时,纤维增强水泥试件的挠度达17.3%,断裂能达10.5 J。