全氟烷基侧链改性阳离子水性聚氨酯的制备与应用研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃二醇(PTMG1000)、1,4-丁二醇(BDO)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三羟甲基丙烷(TMP)等为主要原料,通过全氟乙基辛醇(FEOH)封端改性,制备了含全氟烷基侧链的阳离子含氟水性聚氨酯乳液。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)对其结构与膜性能进行了表征,并且将其作为纸张防水防油剂用于表面施胶,对处理后纸张表面的水和液体石蜡接触角及纤维形态进行了研究。结果表明,聚氨酯分子链中的全氟烷基成膜时产生了较大取向作用,含氟基团向空气/聚合物界面伸展,有明显的"趋表"现象,这有利于形成低能表面,对聚合物内部分子形成了很好的保护作用,使涂膜具有较高的耐热降解性能。当表面施胶质量分数为0.3%时,纸张即可达到优异的防水防油效果,水接触角达到134.7°,液体石蜡接触角达到119.2°。     

有机锆交联剂的合成及其应用

针对高分子聚合物水解聚丙烯酰胺（HPAM）水基压裂液,制备了一种酸性有机锆交联剂,经过考察成胶性能,确定了合理的合成方案,m（氧氯化锆）：m（乳酸）：m（乙二醇）-5：5：90．反应温度为60℃,反应时间为2．5h．压裂液成胶实验结果表明,在HPAM溶液浓度为0．5％,m（HPAM）：m（交联剂）-100：0．5时,交联时间为5min,表观粘度为130mPa·S．作为压裂液使用时耐温性可达90℃以上,耐剪切时间超过2h．     

全氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯纸张防油剂的制备及性能研究

为制备一种环保型水性纸张防油剂,以丙烯酸单体为溶剂,首先进行异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、全氟烷基乙基醇(FEOH)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等的聚氨酯链段的聚合反应,经水乳化分散后,再进行丙烯酸单体的自由基聚合反应,制备了全氟水性聚氨酯-聚丙烯酸酯纸张防油剂。并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)对聚合物结构性能进行了表征。同时,纸张防水防油应用实验表明,对水和液体石蜡的接触角,可分别达到130.2和113.5°,达到了优异的防水防油效果,并对纸张应用性能进行检测,可以满足日常生活中特种纸的要求。     

烯基琥珀酸酐改性AKD专用淀粉作表面施胶剂研究

采用烯基琥珀酸酐(ASA)对AKD专用淀粉在湿法条件下进行改性,在AKD专用淀粉上引入疏水基团,合成一种新型的淀粉表面施胶剂。探讨了反应过程中反应温度、反应物配比、反应时间、催化剂对施胶效果的影响。结果表明:当反应温度55℃,AKD专用淀粉:ASA质量比=4:1,催化剂用量为AKD专用淀粉量的4.5%,反应时间2h,表面施胶时,施胶浓度为5%,施胶度可达72s。并利用红外光谱分析仪、接触角测定仪、扫描电子显微镜对ASA改性AKD专用淀粉的结构与性能进行了表征。     

酸性有机钛交联剂的合成及在压裂液中的应用

以钛酸丁酯为主剂,多元醇为络合剂合成了一种酸性有机钛交联剂,并以部分水解聚丙烯酰胺作为稠化剂,制备了部分水解聚丙烯酰胺压裂液。研究了交联剂中钛酸丁酯的质量分数,丙三醇与乳酸的质量比以及pH对冻胶交联延时、黏度的影响,得到较佳的合成条件。考察了质量分数为0.5%的部分水解聚丙烯酰胺,m(HPAM)∶m(有机钛)=100∶0.5时,有机钛/部分水解聚丙烯酰胺压裂液的性能,交联延时300 s;在95℃,170s-1的条件下连续剪切90 min,黏度保持在50 mPa·s以上,体系耐温耐剪切性能良好;由线性黏弹性范围内动态频率扫描结果可知,G'>G″,是典型的黏弹性流体;常温下,V(压裂液)∶V(石英砂)=100∶30时,沉降速度0.025mm/s;破胶后,破胶液黏度低于5.0 mPa·s且残渣量较低,对储层伤害小。     

全氟内交联型聚醋酸乙烯酯乳液的制备及其膜耐水性研究

为了大幅度提高聚醋酸乙烯酯的耐水性,本文采用全氟烷基乙基丙烯酸酯单体(FA)对其进行改性,并通过羟甲基丙烯酰胺(HMA)进行内交联,以醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,以聚乙烯醇(PVA)为保护胶体,通过无皂乳液聚合法制备了全氟内交联型聚醋酸乙烯酯乳液。同时考察了全氟单体和交联剂用量比对乳液粒径、流变性和涂膜耐水性的影响,并确定了它们的最适宜条件。研究结果表明,乳液为非牛顿流体,且具有一定的假塑性和触变性,表观黏度随切变速率的变化规律呈现切力变稀特征,当全氟单体用量为6%和交联剂用量为2.5%时,全氟内交联型聚醋酸乙烯酯膜具有良好的稳定性和耐水性。     

互穿网络型阳离子聚氨酯/丙烯酸酯纸张增强剂的制备及应用

为制备对环境友好的阳离子型浆内施胶纸张增强剂,以己二异氰酸酯(HDI)、聚醚二醇(PTMG1000)、N-甲基二乙醇胺(N-MDEA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)等为主要原料制备了互穿网络型阳离子聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液纸张增强剂(PUA),系统研究了n(NCO)/n(OH)、HEA、MDEA以及增强剂用量等对纸张性能的影响。纸张浆内施胶应用实验表明,当n(NCO)/n(OH)=1.0～1.1,w(HEA)=6%,w(MDEA)=8%,PUA用量为0.8%时,纸张强度性能达到最优。单独使用该聚合物施胶剂,纸张的抗张强度和耐折度分别提高39.5%和78.2%。SEM分析表明,纸张断裂是由纤维断裂引起的,为阳离子型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液可增加纤维间的结合强度提供了依据。     

N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的合成及黏度行为

采用溴代十六烷与N,N,N',N'-四甲基乙二胺为原料合成了双子表面活性剂———N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐(C16-2-C16.2Br-),通过单因素法考察了原料配比、反应温度和反应时间对目标产物收率的影响,确立最佳合成工艺为:溴代十六烷与N,N,N',N'-四甲基乙二胺摩尔比值为2.1,反应温度为80℃,反应时间为22 h,收率达87.6%。通过红外光谱和核磁共振氢谱对产物结构进行了表征。降低油/水界面张力的测试结果表明,C16-2-C16.2Br-具有很高的界面活性,在质量浓度为0.3 g/L时,仅需23 min即可将界面张力降低至2.6×10-3mN/m。对不同条件下产物水溶液黏度进行了测试,考察了溶液质量浓度、温度和剪切速率对C16-2-C16.2Br-水溶液黏度的影响。发现C16-2-C16.2Br-具有良好的溶液增黏性,随温度和剪切速率的升高,产物水溶液黏度呈现急剧下降后平稳的趋势,表现出优异的耐温耐剪切性能;通过Ostwald-de Wale幂律方程,得出流动指数n<0.6,表明产物属于典型的假塑性流体。     

苯乙烯-马来酸酐作分散剂的丙烯酸酯聚合物表面施胶剂的制备及应用

用溶液聚合法制备了苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物,经氨水水解,得到水溶性高分子分散剂。以此作为高分子分散剂与苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)进行无皂乳液聚合制备出丙烯酸酯聚合物表面施胶剂。应用实验表明,单独使用进行表面施胶后的纸张有良好的抗水性能,施胶后的纸张施胶度可达120s,其抗张强度、耐破度、耐折度和环压强度分别可以提高21%、12.5%、26%和12.3%。     

烷基烯酮二聚体改性瓜尔胶的制备及应用

结合烷基烯酮二聚体(AKD)的疏水性与瓜尔胶的亲水性能,利用AKD的内酯基与瓜尔胶原粉上活性羟基发生酯化反应,得到了具有一定施胶度的新型表面施腔剂.将改性后的瓜尔胶配制成一定浓度的施胶液对纸张进行表面施胶,并测定了其施腔效果.讨论了瓜尔胶与AKD的反应温度、反应时间、改性瓜尔胶进行表面施胶时的用量等对施胶效果的影响.同时用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和接触角仪(CA)等测量手段对其结构、性能和应用效果进行了表征.结果表明,当瓜尔胶原粉与AKD质量比为2∶1,反应温度为70℃,反应时间4h时,在瓜尔胶分子上成功接枝了烃基长链,改性瓜尔胶表面施胶用量为0.6％时,纸张的施胶度可以达到52 s.