纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其表征

以钛酸正丁酯（TNB）-去离子水-盐酸-乙酰丙酮（Acac）的乙醇溶液为反应体系,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶颗粒。通过DLS、XRD和HRTEM等表征手段对TiO2颗粒的生成过程、其粒径和晶型的调控等方面进行研究。发现低温环境下TiO2的生成主要经历水解反应形成螯合物、缩合反应生成TiO2溶胶、TiO2溶胶颗粒融合这三个阶段。并且通过调节反应温度和催化剂浓度,可在无需高温锻烧的情况下,制得具有典型锐钛矿晶型的高分散性TiO2溶胶颗粒。     

超声均质微悬浮聚合制备亚微米级聚苯乙烯胶粒

以苯乙烯St为代表性单体,以聚乙烯醇PVA为分散剂,以十六烷HD为助稳定剂,以亚硝酸钠NaNO2为水相阻聚剂,通过基于超声均质化的微悬浮聚合制得了一系列亚微米级聚苯乙烯胶粒。对亚微米级单体液滴的均质化产生及后续聚合过程中分散相尺寸的变化进行了考察。发现超声均质化和高分子分散剂的结合有利于制备粒径小、分布窄的稳定微悬浮液滴,而吸附于液滴表面的高分子分散剂、油相内的助稳定剂及水相中的阻聚剂的协同作用能使聚合过程较好地保持分散相原有的粒径大小及分布。因而通过改变超声均质强度,可较容易地在0.5~3.5μm范围内自由调节胶粒的平均粒径。相对于常规的剪切均质微悬浮聚合,超声均质微悬浮聚合可更好地填补(细)乳液聚合与悬浮聚合在粒径分布范围上的间隙,有望高效、高容量地微胶囊化包裹亚微米级目标内容物。     

纳米SiO2粒子静电吸附引发剂及引发甲基丙烯酸甲酯乳液聚合

对纳米SiO2粒子静电吸附2,2′-偶氮(2-脒基丙烷)二氯化氢(AIBA)引发剂,进而在其表面引发甲基丙烯酸甲酯乳液聚合而制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/纳米SiO2复合粒子进行了研究.发现当介质pH值高于SiO2粒子等电势点时,纳米SiO2能与AIBA发生静电吸附而锚固上引发剂.使用高速离心分离/紫外分光光度计分析,证明引发剂吸附存在一个稳定上限,在pH=10时为0.067g·(g·SiO2)-1.随着纳米SiO2粒子锚固AIBA量的增加,聚合速率增加,PMMA/纳米SiO2复合粒子的平均粒径变小;乳化剂OP-10用量过大时,复合粒子的胶体稳定性降低.原位乳液聚合得到的PMMA/纳米SiO2复合粒子的典型形态为"草莓"型核壳结构.     

含纳米二氧化硅粒子的丙烯酯丁酯细乳化

为了调控含纳米SiO₂的丙烯酸丁酯细乳化后液滴的粒径及粒径分布,研究了细乳化体系组成和超声分散条件对细乳化液滴粒径及粒径分布的影响.发现存在使细乳化液滴粒径及粒径分布趋于稳定的临界超声功率和超声时间;随着十二烷基硫酸钠（SDS）乳化剂浓度增加,液滴粒径减小,而十六烷浓度对液滴粒径影响较小;随着BA分散液中纳米SiO₂质量分数和BA分散液/水质量比的增加,液滴平均粒径增大,粒径分布变宽,这是由于纳米SiO₂粒子吸收了部分超声波能量,同时改变了分散相特性所致.当放置或聚合温度在65℃以下时,细乳化液或相应的聚丙烯酸丁酯/纳米SiO₂复合乳胶能稳定分散.     

原位乳液聚合制备的聚丙烯酸丁酯/纳米SiO2复合粒子的形貌和形成机理

通过吸附于水相分散纳米SiO2粒子表面的2,2'-偶氮(2-脒基丙烷)二氢氯化物(AIBA)的引发作用,进行丙烯酸丁酯(BA)的原位乳液聚合,制备聚丙烯酸丁酯(PBA)/纳米SiO2复合乳胶粒.分别采用透射电镜观察复合粒子的形貌,高速离心分离/超声分散和氢氟酸腐蚀表征复合胶乳中PBA乳胶粒与纳米SiO2粒子的结合程度.发现有纳米SiO2粒子聚集于复合乳胶粒表面,复合粒子表面粗糙,呈"草莓形"结构;当复合粒子中SiO2质量分率为14.6%～22.6%时,60%左右的纳米SiO2富集于复合粒子表面,30%左右被包覆在复合粒子内部,另有少量游离于水相.采用原位乳液聚合得到的复合粒子中纳米SiO2与聚合物的结合牢度远大于以AIBA为引发剂合成的PBA乳液与纳米SiO2分散液直接混合所能达到的结合牢度.认为在原位乳液聚合过程中,由于纳米SiO2粒子表面锚固的PBA量的不同,引起SiO2粒子的亲水/亲油性和与PBA的相容性也不相同,导致出现以上的SiO2的分布特性和复合粒子形貌.     

超纤填充型聚酰胺涂层织物的制备及工艺优化

为提高聚酰胺涂层织物的服用性能，将开纤后聚酰胺/聚乙烯(PA/PE)超细纤维短纤与甲醇/氯化钙存在下的聚酰胺高分子溶液共混，制得超纤填充型聚酰胺涂层浆。涂层浆在涤氨纶混纺基布上经过双面刮涂、相转化、烘干等湿法涂层工艺操作，得到超纤填充型聚酰胺涂层织物。对涂层浆的黏度、相转化时间、焙烘温度等工艺条件进行设计和优化，分析比较不同制备工艺下涂层织物的微观形貌、干湿摩擦、硬挺度和掉粉情况，确定最佳涂层织物制备工艺。结果表明：涂层浆适宜的放置时间为1 h,涂层最佳厚度区间为20～24μm,当相转化时间和焙烘温度分别为5 s和80℃时，涂层织物的性能最优。     

水相介质中纳米TiO2粒子软团聚体的解团聚

纳米TiO₂等无机粒子在水相介质中极易发生团聚,进而会严重影响其功效的充分发挥。本文考察了TiO₂水分散液体系中TiO₂粒子的团聚形式,比较了几种常规分散技术以及表面锚固改性技术对这些团聚体的解团聚效果。结果发现：大部分TiO₂粒子在水相介质中以软团聚体形式存在,高速剪切和添加分散剂对这些软团聚体的解团聚作用有限,超声分散可产生暂时性的解团聚效应,但随着超声场的去除,被分散的TiO₂粒子又会再次逐渐聚集。TiO₂粒子表面的聚合物原位锚固改性可改变其表面性质,因而对软团聚体具有更为高效稳定的解团聚作用,从而可明显提高复合粒子中的TiO₂粒子在水相介质和目标织物表面的分散性和分散稳定性。     

有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯杂化胶乳的制备及其在涂料印花中的应用

为提高涂料印花织物的手感、耐摩擦色牢度等性能,通过细乳液共聚将二端羟丁基聚二甲基硅烷(PDMS)作为聚氨酯(PU)的软段制得有机硅改性水性聚氨酯丙烯酸酯(Si–PUA)杂化胶乳,并应用于涤纶织物涂料印花。考察了PDMS质量分数对杂化胶膜耐水性、热力学性能及对印花织物表观色深、耐摩擦色牢度和硬挺度的影响。结果表明:与聚氨酯丙烯酸酯(PUA)相比,Si–PUA杂化胶膜的耐水性和柔性得到提升;当PDMS质量分数为20％时,杂化胶膜的水接触角较PUA胶膜增长了56.5％,–55 ℃时的储能模量降低了45.5％;将Si–PUA杂化胶乳用于涤纶织物涂料印花,具有更佳的色深性和耐磨性,其手感柔软度接近于原涤纶织物,具有良好的服用性能。     

聚乳酸纳米填料增强复合材料的应用研究进展

随着环境污染问题逐渐严峻,自然资源消耗严重,生物基可降解材料不断被开发来替代传统石油基塑料,文章主要对生物基可降解材料聚乳酸(PLA)及纳米填料增强复合材料进行了综述。介绍了直接法和间接法合成聚乳酸的过程以及不同化学结构聚乳酸的物理和力学性能,阐述了不同形态纳米填料增强增韧聚乳酸的研究进展,以及在包装材料、生命医药、纺织等领域的主要应用以及存在的问题,并对聚乳酸及其纳米填料增强复合材料的未来应用进行展望,为其进一步研究和应用提供思路。     

耐热型高温热膨胀微球的制备及其发泡行为研究

高温热膨胀微球在发泡倍率和高温稳泡性能方面往往难以兼顾,针对这一问题,以低沸点烷烃为发泡剂,丙烯腈为主单体,甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸为共聚单体,含双乙烯基的高分子化合物为交联剂,氢氧化镁为分散剂,采用悬浮聚合法,制备了发泡温度高于180℃,发泡倍率4~5倍,高温稳泡时间接近30min的耐热型高温热膨胀微球。通过粒度分析仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等表征手段研究了热膨胀微球的粒径、形貌、发泡倍率以及发泡后微球的高温稳泡性能。着重探讨了交联剂类型及用量对热膨胀微球发泡性能的影响,发现高分子型交联剂制备的微球具有最佳的发泡倍率和高温稳泡性能。