PE基聚硅氧烷/改性SiO2超疏水薄膜的构筑

使用十八烷基三甲氧基硅烷(OTMS)对纳米SiO2进行表面疏水改性,将得到的改性纳米SiO2(OTMS-SiO2)添加到有机硅树脂(SI)中,然后采用两步法在聚乙烯(PE)薄膜表面固化制备了复合涂层SI/OTMS-SiO2.通过FTIR、1HNMR、29SiNMR、TGA对OTMS-SiO2及复合涂层进行了表征,采用接触角测量仪、SEM、AFM对复合涂层疏水特性和形貌进行了测试和观察,最后对复合涂层的耐磨性和附着力进行了分析.结果表明,SiO2表面成功引入了OTMS,且OTMS-SiO2均匀附着在硅树脂涂层上,增加了表面粗糙度,得到了PE基固化超疏水复合涂层.当OTMS-SiO2添加量为正己烷质量的8％时,制得的复合涂层的水接触角为154°,滚动角为7°,并具有良好的耐磨性,其附着力可达4A等级.     

多壁碳纳米管分散剂的制备及分散性能研究

由于碳纳米管(CNTs)自身较大的比表面积及碳管间强的作用力,使其在溶剂中不易分散,因此应用前需要进行分散处理,使其能够满足更多应用的需求。利用在淀粉上接枝丙烯酸(AA)或苯乙烯(St),分别制备了淀粉接枝丙烯酸聚合物(SAa)、苯乙烯聚合物(SSty)、丙烯酸-苯乙烯聚合物(SSA)新型分散剂,并研究在水中对多壁碳纳米管(MWCNTs)的分散性。结果表明：改性淀粉的分子量(M_w)由4.25×10⁵减小到3.92×10⁵、分子量分布系数(M_w/M_n)由3.01减小到了2.88,分子量分布较窄,聚合物的结构更加稳定;改性淀粉颗粒溶胀崩解,原有形貌发生改变,晶型受到破坏,尺寸变小更有利于分散;此外,对于0.10 g·L^-1的MWCNTs,使用SSA的MWCNTs分散效果最好,SSA分散MWCNTs在20 d时的沉降率为30.6%。通过机理研究发现,SSA利用结构中接枝聚合的苯环与MWCNTs的p―p非共价键吸附在MWCNTs表面,通过静电斥力和空间位阻效应的协...     

液态聚有机硅氧烷高速剪切过程中的雾化抑制剂

液态有机硅在高速涂布过程中容易产生"雾化"现象。采用端乙烯基聚二甲基硅氧烷(PDMS-Vi)和含氢聚硅氧烷催化合成交联的有机硅聚二甲基硅氧烷黏弹性液体,采用FTIR和~1HNMR对其进行了表征。讨论了雾化抑制剂结构、PDMS-Vi相对分子质量、交联剂的含氢量及雾化抑制剂的质量分数对雾化抑制剂雾化抑制效率(A_(fe))的影响,并将这种黏弹性液体作为有机硅高速剪切过程的雾化抑制剂,与商业雾化抑制剂进行了对比。雾化抑制剂的凝胶率受原料物质的量之比n(C==C)∶n(Si—H)影响;当PDMS-Vi相对分子质量从5759增大到33750时,雾化抑制效率从85.9%增加到95.9%;含氢聚硅氧烷的含氢量为5.5 mmol/g时,制备的样品具有更好的雾化抑制效率。这些因素会影响雾化抑制剂的交联网络结构,交联密度低、交联结构整齐会使雾化抑制效率提高。     

MWCNTs-PVA复合材料的制备及性能研究

聚乙烯醇（PVA）是一种可降解高分子材料,具有生物相容性和亲水性等优良特点,在涂料、纳米纤维、纺织、浆料、粘合剂及复合材料中具有非常广泛的应用。为了改善PVA的力学性能和耐热稳定性,利用淀粉基分散剂处理的具有较大长径比的多壁碳纳米管（MWCNTs） 制备了MWCNTs-PVA复合材料,并对其力学性能和热稳定性进行了测试。结果表明：当优化后的MWCNTs的添加量（质量分数）为0.50%时,MWCNTs-PVA复合材料具有较好的拉伸强度,最高可以达到129.2 MPa,与未加MWCNTs的PVA材料相比,其拉伸强度提高了33%、断裂伸长率为276%、热分解温度向更高温方向右移;当MWCNTs添加量为1%时,MWCNTs-PVA复合材料第二阶段的分解温度由288.5 ℃提高到295.3 ℃,第三阶段的分解温度由422.1 ℃提高到427.1 ℃,表明MWCNTs的加入有助于增强复合材料的热稳定性。因而,使用优化的MWCNTs制备新型复合材料,可以显著提高MWCNTs力学性能和热稳定性。     

紫外光固化超支化聚硅氧烷改性树脂的合成与表征

以氢封端聚二甲基硅氧烷和乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯为反应物,在氯铂酸的催化下发生硅氢加成制备丙烯酸酯基聚硅氧烷(AP)预聚物,以γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷为原料制备超支化聚硅氧烷(HPSi),之后将合成的超支化聚硅氧烷加入到丙烯酸酯基聚硅氧烷预聚物中对其进行改性,并加入光引发剂,进行紫外光固化。对固化后的树脂进行接触角、硬度、凝胶率、热重分析,表征不同添加量的超支化聚硅氧烷对丙烯酸酯基聚硅氧烷预聚物性能的影响。结果表明,当超支化聚硅氧烷树脂的添加量为30%时,接触角达到111. 7°,邵氏A硬度达到88,凝胶率下降到3. 8%,两个最大分解速率T_(max1)与T_(max2)分别提高到428. 9℃和501. 3℃,残留量提高到23. 8%,树脂的综合性能最为优异。     

紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂的制备与性能

以1,2-环氧-9-癸烯和双侧氢封端的聚二甲基硅氧烷为反应物,在卡斯特催化剂〔铂(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷〕的催化下发生硅氢加成反应,成功制备了双端环氧基聚硅氧烷预聚物,并使用阳离子型光引发剂对其进行紫外光固化,制得紫外光固化环氧聚硅氧烷树脂。对合成双端环氧基聚硅氧烷预聚物的反应条件进行优化。利用FTIR和1HNMR对所合成预聚物的结构进行了表征,采用热失重分析、差示扫描量热法、接触角、耐碱性、耐醇性、凝胶率、邵氏A硬度和断裂面微观形貌对固化膜的性能和形貌进行了测试与表征。结果表明:在反应温度为75℃、催化剂有效成分添加量为0.009‰(以双端含氢聚硅氧烷和1,2-环氧-9-癸烯的质量和为基准,下同)条件下,8 h时反应程度达93.95%;当使用光引发剂BL9380用量为3%(以预聚体质量为基准,下同)、固化时间为20s时,制得的树脂表面自由能为18.4～18.8mJ/m2,耐碱性、耐醇性良好,凝胶率为93.9%,邵氏A硬度为37,空气气氛下两个最大分解速率的对应温度分别为437.6和511.3℃,780℃下残炭率为13.9%,固化膜的综合性能较好。     

环氧含氟聚合物对棉纤维的改性及其超疏水／疏油表面性能研究

采用自由基聚合法合成聚（甲基丙烯酸缩水甘油醚-无规-聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯）[P（GMA-r-mPEGMA）],然后将其中的部分环氧基团与十七氟硫醇中的巯基通过点化学反应,接枝上十七氟硫醇单体（Perfluorodecanethiol,PFDT）,制备成环氧含氟聚合物聚（甲基丙烯酸缩水甘油醚-无规-聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯）-接枝-十七氟硫醇[P（GMA-r-mPEGMA）-g-PFDT]。利用自组装方法将环氧含氟聚合物制备成水分散纳米胶束溶液,将棉纤维浸渍到该水分散纳米胶束溶液中,加入2-乙基-4-甲基咪唑作为潜伏性促进剂,促进聚合物的环氧基团与棉纤维表面的羟基活性基团反应,将含氟聚合物通过化学接枝法键合到纤维表面。将改性棉纤维烘干,使含氟基团迁移到表面,制备成超疏水／疏油效果的棉纤维表面,其水接触角度可达到165°以上,滚动角度小于5°,食用油接触角在130°以上,且由于环氧基团的强有力粘接性,使得该改性棉纤维具有很好的稳定性,具有良好的耐有机溶剂抽提、耐酸碱、耐水洗、耐超声等优良性能。     

一种新型环氧树脂潜伏性固化剂二苯基双胍的合成与性能

设计并合成了一种环氧树脂潜伏性固化剂二苯基双胍。采用FTIR和1HNMR表征了固化剂的化学结构,并通过DSC分析得到环氧树脂与固化剂的最佳质量配比为5∶1,固化活性实验及凝胶实验分析得到最佳固化温度为130℃,储存期为室温下30 d,拉伸实验分析了固化物的抗拉强度可达38.07 MPa,采用TG测试得到固化物的热分解温度超过270℃。结果表明,与双氰胺环氧树脂固化体系相比,该固化剂和环氧树脂有更好的相容性,潜伏性良好,其固化温度降低30℃以上,固化物有更优异的力学性能和良好的热稳定性。     

芳纶纳米纤维增强聚乙烯醇复合膜的制备与性能

以芳纶纤维Kevlar@49为原料,在温和条件下制备了芳纶纳米纤维分散体(ANFS),并利用分散体制备了芳纶纳米纤维/聚乙烯醇(ANFs/PVA)复合膜。通过傅里叶红外光谱(FTIR)仪、差示扫描量热(DSC)仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机及透光度/雾度测定仪等考察了复合膜的微观结构、热学、光学及力学性能。FTIR证明,复合膜中ANFs与PVA具有一定的分子间氢键作用,促进了ANFs在PVA基体中的分散。由AFM和SEM可以清晰观察到直径为20~30 nm的芳纶纳米纤维分散体,并且通过SEM观察到复合膜表面较为平整。当芳纶纳米纤维质量分数为6.0%时,复合膜的抗拉强度为17.86 MPa,断裂伸长率为442%;透光度为82.63%,雾度为27.56%;玻璃化温度,熔融温度和结晶温度分别为75.20、208.82和174.51℃,表明其透光性良好,力学和热学性能达到最佳。     

不同分子结构分散剂的研究进展

分散剂可以通过初级粒子的解絮凝来增加粒子在液体介质中的悬浮液的稳定性,具有能稳定和改善有机或无机材料的分散性能,广泛应用于食品、石油化工、生物医药等领域中。分散剂是一种既包含亲水又包含疏水结构的两亲性聚合物,其通过电荷排斥原理或聚合物空间位阻效应使固体或液体在不相容介质中稳定分散,确保分子中的亲水基和疏水基团充分发挥作用。当针对不同的应用领域进行高性能分散剂设计时,分子结构的设计尤为重要,其不仅影响颗粒表面的吸附,而且影响作用对象的分散稳定性。因此,大量的研究工作致力于开发新型化学结构的分散剂材料,最大化的稳定目标疏水颗粒的分散性能。通过对不同分子结构的分散剂研究的最新进展总结,归纳了不同分子结构的分散剂特点、机理及作用的对象,同时对分散剂的发展趋势进行了展望。