原位无皂阴离子聚氨酯-丙烯酸酯微乳液的制备及对纸纤维的增强作用

采用原位无皂乳液聚合法,以丙烯酸羟乙酯(HEA)对聚氨酯预聚体(PU)进行功能化,获得乙烯基PU大分子,继而通过自由基共聚制备聚氨酯-丙烯酸酯微乳液(APUA);并将其应用于纸张表面改性。FT-IR证实了乙烯基PU与聚丙烯酸酯(PA)间的共聚反应;TGA亦说明PA的引入延缓了聚合物的分解。随着HEA用量的增加,APUA粒径由63.33nm下降至22.54nm;透射电镜图亦表明,未经HEA改性的APUA乳胶粒大小不均;经4%(质量分数)的HEA改性后,APUA呈现核壳结构,粒径分布相对均一。但随着PA含量的增加,乳液粒径增加,壳层PU胶粒中同时包裹多个PA胶粒。纸张性能测试表明,当体系m(2,2-二羟甲基丁酸)=10%,m(HEA)=4%,n(NCO)/n(OH)=1.6,m(PA)=35%时,以7%(质量分数)的APUA对纸张进行表面改性,纸张耐折度增加。扫描电镜亦表明改性后的纸纤维表面裂纹和缺陷明显减少,可有效改善其强度。     

PVA作分散剂制备阳离子表面施胶剂的研究

以聚乙烯醇(PVA)为分散剂,苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,通过无皂乳液聚合制备丙烯酸酯四元共聚物表面施胶剂。确定了较佳的合成条件:无皂乳液聚合,反应温度80℃,反应时间5h,ω(DMC)=10%,ω(PVA)=8%,ω(KPS)=0.2%,ω(MAA)=5%,n(BA):n(St)=1.1:1;并通过红外光谱(IR)、动态激光光散射(DLLS)、差示扫描量热(DSC)等对其进行了表征。初步应用实验结果表明,该阳离子表面施胶剂可明显提高纸张的施胶度和表面强度。     

GMA改性水溶性PVA纤维的制备及其增强作用

通过悬浮接枝共聚法以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为功能化单体,制备了一种具有反应活性的聚乙烯醇(PVA)纤维。研究了纸张中改性PVA纤维的质量分数和干燥温度对纸张耐折度、抗张强度以及湿强度的影响。结果表明,当纸张中改性PVA纤维的质量分数为9%,纸张干燥温度为110℃时,纸张获得较佳强度,耐折度为72次,干拉力为70.4 N,湿拉力为15.6 N。热重分析(TGA)表明,GMA在纤维表面发生了接枝共聚反应。原子力显微镜(AFM)照片显示,改性PVA纤维形成了表面乳突结构,有助于形成疏水表面。纸张的扫描电镜(SEM)照片显示,添加改性PVA纤维的纸张,其耐折测试断裂面纤维的长度较短,且纸张表面PVA纤维的溶解程度显著下降。     

肼单体对聚氨酯-聚丙烯酸酯乳胶膜固化动力学及降解动力学的影响

采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(PUA),以甲基丙烯酸乙酰氧基(AAEM)为酮单体,己二酰肼、碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼为肼单体对其进行交联改性,得到不同酮肼交联型的PUA乳液。通过非等温差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究了不同肼单体对聚氨酯-丙烯酸酯胶膜的固化动力学及降解动力学的影响,采用T~β外推法确定了固化工艺温度,根据Kissinger-Ozawa和Crane方程计算出不同PUA乳胶膜的固化反应表观活化能,反应级数和频率因子,并采用Kissinger法对乳胶膜的热降解动力学进行了分析。结果表明4种肼单体所制的PUA乳胶膜中,选取草酸二酰肼所制的乳胶膜的固化反应表观活化能最高,为3.153 k J/mol,反应级数为1.148,碰撞因子为57.943,而选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的固化反应表观活化能最低,为1.639 k J/mol,反应级数为1.317,碰撞因子为1.917;选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最佳,而选取己二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最差。     

阳离子丙烯酸/醇酸树脂水性涂料的性能研究

以阳离子丙烯酸/醇酸树脂乳液、钛白粉、分散剂、增稠剂、消泡剂等原料制备一种阳离子丙烯酸/醇酸树脂水性涂料。主要研究了涂料的稳定性、流变行为、热性质、表面形貌和防腐性能,研究表明,分散剂用量为1.5%(质量分数)(占涂料总质量,下同),增稠剂用量为0.9%(质量分数)时,涂料的稳定性最好;在最佳稳定条件下,涂料的流变行为表明涂料具有触变性,有利于涂料的施工和贮存;热重分析表明,涂料的热分解温度为215.3℃,可适用于温度低于200℃的工业环境;防腐性能表明,涂料的腐蚀电流密度为1.076×10-4A/cm2,具有240 h的耐盐雾性能;原子力显微镜表明涂层表面粗糙度为3.893 nm,并呈现出纳米级的凹凸结构。     

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。     

水性聚氨酯/聚乙烯醇复合表面施胶剂在特种纸上的应用

以聚己内酯二元醇(PCL,Mn=1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,采用自乳化法制备水性聚氨酯(WPU)乳液,并用此聚氨酯乳液与聚乙烯醇(PVA)以及外加交联剂氮丙啶进行复配制得WPU/PVA复合乳液。实验研究了m(WPU)/m(PVA)对复合乳液性能及纸张表面性能的影响。研究表明,当复合乳液中WPU含量为75%,此WPU/PVA复合乳液具有优异的表面施胶性能,纸张耐折度达到1 025次,干湿强度分别为162.3,57.4N,施胶度达到97s。并通过红外光谱(FT-IR)、动态激光光散射法(DLS)及热重分析(TGA)对聚合物进行了表征。     

水性磺酸型聚氨酯/聚吡咯导电材料的制备、微观结构及成膜机理

以2,4-二氨基苯磺酸钠为亲水扩链剂,通过预聚体法合成了水性磺酸盐型聚氨酯分散液(SWPU)。并在FeCl3氧化剂的作用下,采用原位化学氧化聚合法制备了系列不同聚吡咯(PPy)质量浓度的水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)分散液,并通过溶液浇铸法制得系列复合导电薄膜。随着PPy的引入,SWPU分子与PPy分子间发生反应,SWPU/PPy的高温热稳定性亦得到提高。随着吡咯质量浓度的增加,SWPU/PPy乳胶粒的粒径增加。经适量PPy改性后,PPy可在SWPU胶束内部和表面均匀分布,形成大小均匀的纳米复合粒子;SWPU/PPy复合膜表面粗糙度下降,SWPU与PPy间具有较好的相容性。但当PPy质量浓度高于15%时,开始呈现一定的颗粒形貌,且薄膜表面粗糙度随着PPy浓度的增加明显增加;当PPy质量浓度高于30%时,胶膜表面颗粒形貌明显,胶膜表面主要由PPy组成。复合薄膜的渗透阈值介于质量浓度为1.5%~2%之间,当Py质量浓度为30%时,电导率高达1S/cm。     

核壳硅丙共聚物/硅溶胶杂化液表面施胶剂的制备及应用

以马来酸酐聚氧乙烯酯(MT)为可聚合乳化剂,采用种子聚合制备了核壳硅丙共聚物,并与硅溶胶形成杂化液,制得反应性表面施胶剂,讨论了其合成影响因素,并优化了合成工艺条件;用IR对马来酸酐聚氧乙烯酯乳化剂、核壳硅丙共聚物、硅溶胶进行了表征。研究表明,当w(MT)≥2%时核壳硅丙共聚物乳液具有良好稳定性,当w(KH570)=2%,w(硅溶胶)=6%时,核壳硅丙共聚物/水溶胶杂化液表面施胶剂具有良好的施胶效果。