AKD专用高分子表面活性剂的性能研究

设计并合成了一种高分子表面活性剂,用FTIR、DSC、GPC分析手段研究了高分子表面活性剂的分子结构,并对其表面张力进行了测定。测试结果显示,4种单体都参与了共聚反应,无均聚物存在,高分子表面活性剂的重均分子量为58 536,数均分子量为16 812,多分散性系数为3.48,说明相对分子质量(简称分子量)的分散程度较小。温度为25℃时,高分子表面活性剂的CMC为0.8 mmol/L,γCMC为50.1 mN/m。当m(高分子表面活性剂)/m(烯酮二聚体)=0.23时,可制备出稳定的烯酮二聚体(AKD)乳液,且该AKD乳液质量占绝干浆质量的0.13%时,浆内施胶度可达200 s以上。用马尔文纳米粒度及Zeta电位分析仪测定出AKD乳液的平均粒径为574.4 nm,Zeta电位为11.16 mV。通过TEM观察,AKD乳胶粒子在高分子表面活性剂的包裹下呈核壳结构,并且形成水包油乳液。该高分子表面活性剂具有良好的表面活性与应用潜力。     

环氧改性阳离子水性聚氨酯的制备及对纸张的表面处理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和己二异氰酸酯(HDI)为硬段,聚己内酯二醇(PCL1000)为软段,引入环氧树脂(E-44),采用原位聚合制得环氧改性阳离子水性聚氨酯乳液(EPUA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、耐介质性测试、接触角及力学性能测试研究了聚合物的构性关系。研究了E-44用量对聚合物及施胶性能的影响,并用扫描电镜(SEM)对纸张表面处理前后进行了表征。实验结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.3,m(MDEA)=10%,m(E-44)=12%时,乳液性能较佳,改性效果最好。在最佳聚合工艺条件下,施胶度为78s,湿强度达39%,耐折也达57次。随着m(E-44)增大,聚合物胶膜的耐介质性增强,吸水率从13.69%降至6.46%,吸甲苯率由121.5%降至74.8%,接触角由64.85°增大到116.49°,力学测试也表明拉伸强度随m(E-44)的增大得到改善,断裂伸长率减小。     

四元高分子分散剂的合成及其在研磨重质碳酸钙中的应用

以甲基丙烯酸、衣康酸、烯丙基磺酸钠和苯乙烯为单体,通过水溶液自由基共聚合,制备了一种四元高分子分散剂.研究了分散剂用量、相对分子质量及其PH值对不同质量分数的重质碳酸钙粘度、粒径和稳定性的影响.分散剂相对分子质量为10045,PH值为9.0时,对研磨GCC分散效果最好.分散剂适宜高固含量GCC悬浮液的制备.研磨质量分数为70%的GCC,球磨时间为30min,使其粒径为1.9μm,粘度降至201mPa·s,所需分散剂的用量为0.15%,其悬浮液沉降体积百分数(7d后测定)为60.5%.     

梳状结构硅表面活性剂的溶液性质

采用氢硅化法制备得到了一系列具有梳状结构的非离子有机硅表面活性剂(PESO)。利用红外光谱和核磁共振氢谱对产物的结构进行了表征,分析了疏水基团的含量对PESO表面活性剂表面张力和临界胶束浓度的影响,研究了PESO表面活性剂在水溶液表面的吸附现象及在水溶液中的聚集行为,探讨了其在水溶液中形成的胶束的尺寸和分布。研究表明,随着疏水组分含氢硅油(PHMS)含量的增加,PESO表面活性剂分子越易缔合形成胶束且胶束的平均粒径增大。当PHMS含量由25%增加至67%时,临界胶束浓度(CMC)由0.828 g/L降至0.613 g/L,γCMC可降至22.11 mN/m,表面吸附量(Γ)可达3.31μmol/m2,每个表面活性剂分子吸附在空气/水界面的平均面积(A)仅为0.502 nm2,PESO表现出较好的表面活性。此外,荧光光谱法研究PESO聚合物在水溶液中的聚集行为发现,随着表面活性剂浓度的增加,第一、第三发射峰的荧光强度比值(I1/I3)不断减小,达到PESO的临界缔合浓度后,芘分子增溶于PESO胶束中,I1/I3趋于恒定。     

丙烯酸酯软硬单体含量对PU/PA复合乳液及其表面施胶性能的影响

采用原位无皂乳液聚合法制备了水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。分析了软硬单体比例对WPUA乳液粒径、粘度,对胶膜的凝胶率、吸水率和力学性能的影响,并研究了WPUA乳液对纸张的增强作用。研究表明,随着m(MMA)增大,胶粒粒径增大,乳液粘度下降,胶膜凝胶率上升,吸水率先下降后上升,且当m(MMA)为14.37%时,胶膜力学性能最佳。以质量分数为1%的WPUA乳液进行表面施胶,施胶度达37.47s,湿强度达31.61%。当m(MMA)为8.64%时,耐折度达54次。     

高固含量无机锆盐/复合酸型聚氨酯乳液的制备与性能

以聚己内酯二元醇(PCL-1000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以羧酸盐2,2-二羟甲基丁酸(DMBA),磺酸盐乙二胺基乙磺酸钠(AAS)、二胺磺酸钠(PPS)为亲水性扩链剂,碳酸锆铵(AZC)为交联剂,分别制备了纯DMBA型聚氨酯、DMBA/PPS型、DMBA/AAS型高固含量无机锆盐/复合酸型聚氨酯(WPU)乳液。利用FTIR、TEM、TGA对乳液及其乳胶膜进行了结构表征,对乳液的固含量、粒径、黏度,乳胶膜的吸水率、拉伸强度、断裂伸长率及胶粘剂的剥离强度进行了测定。考察了不同羧酸与磺酸的质量比及碳酸锆铵盐对胶膜性能的影响。结果表明,相对于纯DMBA型WPU乳液,在最佳原料配比[m(DMBA)∶m(AAS)=7∶3]下,DMBA/AAS型含锆盐WPU乳液的粒径由81.8 nm增至117.8 nm,其胶膜对应的T10%及T50%(胶膜质量损失10%和50%时所对应的温度)分别从207.25、338.80℃,提高至299.01、359.56℃,乳液固含量从50.8%提高至51.2%,胶膜吸水率从25.00%降至12.97%,拉伸强度从18.88 MPa提高至49.90 MPa,断裂伸长率从337.28%提高至411.12%,橡胶-皮革试样剥离强度从9.24 N/cm提高至15.21 N/cm。与DMBA/PPS型WPU相比,DMBA/AAS型WPU具有更优异的性能。     

掺铁二氧化钛纳米材料的制备及其表征

通过静电纺丝法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲醇/乙酸(质量比为37/3)、钛酸丁酯和不同浓度的FeCl3·6H_2O为前驱体制备了Fe/TiO_2光催化剂,经500℃煅烧3h,得到纳米纤维状Fe/TiO_2.采用FT-IR、SEM、XRD、BET对样品进行表征,并分析样品对亚甲基蓝的光催化降解性能.结果表明,Fe/TiO_2中不含有机物,微观结构为纳米纤维状,适量铁可以增加其结晶度,与纯TiO_2相比,比表面积增加了11.33m2/g;掺铁可以改善TiO_2的光催化性;当铁掺杂浓度为2%时,光催化剂对亚甲基蓝的降解效率可达99%.     

含磺酸盐有机硅聚醚新型复合材料的制备与导电性能

采用原位吸附聚合法,使吡咯单体在含磺酸盐有机硅聚醚乳胶表面吸附聚合制备导电复合材料,研究了制备条件如投料比、投料顺序、反应条件及有机硅等对含磺酸盐有机硅聚醚导电性能的影响。结果表明,吡咯用量为12%,n(FeCl3)∶n(蒽醌-2-磺酸钠)∶n(吡咯)=2.2∶1.2∶1,投料顺序为含磺酸盐有机硅聚醚、吡咯、蒽醌-2-磺酸钠(AQS)、FeCl3,反应温度0℃(冰浴),充氮气保护,反应时间为3h制备的导电磺酸盐有机硅聚醚复合材料,体积电阻率低,导电效果最佳。     

阳离子型HDI三聚体乳液表面施胶剂的制备及其应用

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DM)为原料合成阳离子乳化剂,制备得到六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体乳液。讨论了乳化剂质量分数对乳液粒径及稳定性能的影响,并采用红外光谱、动态光散射测试对其结构、性能进行了表征;分析了施胶液浓度对施胶效果的影响,并测试了纸张的抗张强度、吸水性等性能。结果表明,乳化剂质量分数为14%时,所制备的HDI三聚体乳液粒径小且稳定性能好;施胶液浓度为7%时,施胶纸张耐折度相较于未施胶原纸增加了1087.5%,纸张抗张强度和湿抗张强度最大可达到7.30 k N/m和3.69 k N/m,且纸张吸水性降低至15.6 g/m~2,比原纸低了83.6%。所制得的HDI三聚体乳液表面施胶剂可以显著的提高纸张的施胶效果和物理性能。     

阳离子型丙烯酸/醇酸树脂乳液的制备及性能

以醇酸树脂(BTS-SZ)为原料,甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用溶液转相乳液聚合法,制备了丙烯酸酯聚合物/醇酸树脂乳液(WPAARSi)。探讨了单体滴加时间、聚合温度、单体配比、BTS-SZ用量对WPAARSi涂膜光泽度及耐水性的影响。采用FTIR、TEM、GPC、TGA及镜向光泽度计等对聚合物进行了结构表征与性能测试。结果表明:当单体滴加时间为2 h、聚合温度为85℃、w(DM)=6%、m(MMA)∶m(BA)=18∶2、w(BTS-SZ)=55%、w(KH570)=0.62%、w(AIBN)=1.62%时,涂膜的光泽度为116%,吸水率为2.8%。GPC测试表明,改性后醇酸树脂的数均分子质量由1413提高到了2945,分布指数(PDI)由3.646提高至6.741;TGA测试表明,改性后醇酸树脂的热稳定性提高;流变行为分析表明,乳液具有良好的触变性。