含铈功能离子液体导电水凝胶的制备及应用

目的:开发制备方法简单、力学性能强和导电性能好的水凝胶。方法:在聚乙烯醇(PVA)水凝胶中掺杂含铈类离子液体,用万能试验机和LCR数字电桥测试其性能。结果:在水凝胶中加入含铈类离子液体后电导率有了显著的提升,但过量的含铈类离子液体会使其力学性能下降。这表明可以通过控制含铈类离子液体的浓度来实现电导率和力学性能之间的平衡。结论:复合水凝胶中含铈类离子液体浓度越高,导电性能越好,适量的铈类离子液体同时也可以提高水凝胶的机械性能。综上所述,0.02 mol的含铈类离子液体与水凝胶以1∶100配制成的复合水凝胶平衡了导电性能和力学性能之间的关系。

仿生矿化膜的制备及其性能测试

从研究性教学角度出发,以培养应用型人才为导向,设计了仿生矿化膜的制备及性能测试的综合聚合物共混改性实验教学项目。本实验通过油相中PDMS低聚物的聚合与反向微乳液中氧化石墨烯表面上的二氧化硅沉淀的协同作用原位制备生物矿化膜。实验很好地将仿生学与聚合物共混改性相结合,该实验具有操作简便易行,现象显著,容易引发同学兴趣等优点。

聚二甲基硅氧烷膜蒸汽渗透分离乙醇/二氧化碳的研究

生物质发酵制乙醇过程中,发酵尾气的产生与排放对生态环境有极大影响.本文以聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为基底,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层基质,制备出适用于发酵尾气乙醇/CO_(2)分离的PDMS/PVDF复合膜.通过红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对PDMS/PVDF复合膜进行了系统表征,探究了热交联时间、进料压力、进料乙醇浓度、进料温度、吹扫气流量对PDMS/PVDF复合膜渗透分离性能的影响.结果表明,在PVDF基底上成功制备出薄约10.5μm、致密且均质的PDMS分离层.热交联时间越长,膜的选择性越低而渗透性升高;随着进料压力增加,膜的渗透性和选择性均升高;随着进料乙醇浓度升高,膜的渗透性和选择性均呈先升后降的趋势;随着进料温度升高,膜的渗透性和选择性均下降;随吹扫气流量的增加,膜的渗透性和选择性先升高后下降.在进料温度35℃、进料压力0.15 MPa(表压)、乙醇蒸汽体积分数0.1%时,所制PDMS/PVDF复合膜的乙醇渗透性高达33052.2 Barrer,乙醇/CO_(2)选择性为17.1.此外,在连续测试60 h中,所制复合膜性能保持稳定,在生物乙醇发酵尾气处理方面具有应用前景.

利用点击化学合成pH敏感型有机硅树脂

本实验以八甲基环四硅氧烷(D_(4))、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙基硅烷(KH-570)、六甲基二硅氧烷(MM)、二甲基亚砜(DMSO)为原料,在KOH催化下,于80~90℃水浴加热,磁力搅拌下反应得到有机硅大分子。通过红外光谱分析表明,分子中引入双键。再利用点击化学的方法,使其与不同量的巯基乙酸通过C=C双键加成反应得到系列带羧基有机硅树脂。通过红外光谱分析表明,双键消失并且引入羧基,从而得到了目标产物。并采用了质量变化法研究了其pH敏感性能。将产物分别加入不同pH值的缓冲溶液中,测定其质量变化率随反应时间变化,结果表明,该树脂具有强的pH敏感性,且在pH值为9时,巯基乙酸加入量为3mL的产物的重量变化率最大,达到28%。

参与UV固化交联反应的有机硅聚氨酯改性Irgacure-2959大分子UV引发剂的制备与性能

针对小分子紫外光(UV)引发剂存在的有一定毒性、有气味、易黄变及易从UV固化材料中迁移出来等缺点,以及为解决UV固化在工业生产中难以避免的氧阻聚现象,遴选生物相容性良好的小分子UV引发剂2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮(Irgacure-2959)、生物基原料蓖麻油、羟烃基硅油、异佛尔酮二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟丙酯为原料,设计合成了可参与UV固化交联反应的有机硅改性大分子UV引发剂.随后,用其引发丙烯酸酯基聚氨酯预聚物UV固化,制备了高透明UV固化材料.研究结果表明,所得UV引发剂用量(质量分数)为3%,固化时间为70 s时,制备的UV固化材料铅笔硬度可达2H~4H,透光率可达80%,拉伸强度26.4 MPa,断裂伸长率从18%增加至42%.小分子UV引发剂Irgacure-2959的迁移率为7.2%,用其制备的UV固化材料经UV老化4 min就显著变黄;而所得参与UV固化交联反应的有机硅改性大分子UV固化引发剂的迁移率低至2.1%,所制备的UV固化材料经UV老化14 min才略微变黄.因此,研制参与UV固化交联反应的有机硅改性大分子UV引发剂是降低UV引发剂迁移率、改善UV固化材料的耐UV辐射性能和柔韧性的有效途径.

木材表面原位构筑VMQ树脂增强有机硅橡胶涂层

与有机高分子主链的C-C或C-O键相比,有机硅高分子的Si-O-Si主链具有更佳的柔顺性和更大的键能等,因此具有优异的耐高低温和耐紫外等性能,在生产生活中得到广泛的应用。本文旨在利用无溶剂法在木材表面原位构筑甲基乙烯基硅树脂(VMQ树脂)增强的有机硅橡胶涂层,以实现对木材的保护。以聚甲基氢硅氧烷(PMHS)和端乙烯基聚二甲基硅氧烷(Vi-PDMS)为原料,在Kastredt催化剂的作用下通过加成反应制备加成型有机硅橡胶。同时,系统研究乙烯基MQ树脂(VMQ树脂)对木材表面有机硅橡胶涂层性能的影响。结果表明,VMQ树脂的添加显著提升了有机硅橡胶的硬度以及涂层的耐磨性。向有机硅橡胶中添加16%的VMQ树脂后,LX-A型邵氏硬度19.5增大到34.2,砂纸耐磨损长度从1200 cm增大到2400 cm;木材表面构筑的涂层具有良好的疏水性,水接触角为109.74°。SEM结果表明,VMQ树脂增强的有机硅橡胶涂层在木材表面涂覆均匀,木材的吸水率从88.33%下降到17.93%,具有较好的防水性能。此外,该有机硅树脂疏水涂层还具有较好的耐老化性。

气藏控水用疏水支撑剂制备及性能

采用纳米二氧化硅和低表面能物质三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷对陶粒进行表面改性制得疏水支撑剂,通过傅里叶红外光谱和扫描电镜对疏水支撑剂的结构及其微观形貌进行表征,对疏水支撑剂的疏水性能、耐温性能、耐盐性能、控水性能、耐冲刷性能以及气相渗透率进行了研究。疏水支撑剂对应的接触角为141.23°,具有优良的疏水性能;温度和盐浓度对疏水支撑剂的接触角影响较小;与普通支撑剂相比,疏水支撑剂具有控水性能,并且表现出良好的耐冲刷性能;采用纳米二氧化硅和三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷对支撑剂进行表面改性对天然气在疏水支撑剂中的渗流能力影响较小。

有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液的合成及表征

采用间歇和种子半连续乳液聚合方法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)共聚乳液,用激光粒度仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、表面张力仪等分析了硅丙共聚乳液和涂层的性能。采用种子半连续乳液聚合和间歇乳液聚合均可得到具有核-壳结构的硅丙共聚乳液。半连续乳液聚合得到的硅丙共聚乳液的粒径较小,粒径分布窄;采用半连续滴加纯丙烯酸酯单体和滴加单体预乳液对共聚乳胶粒子的平均粒径及粒径分布、形态影响不大。采用间歇乳液聚合可使有机硅单体的开环聚合和丙烯酸酯单体的自由基聚合同时进行,获得的硅丙乳液稳定性好,但聚合转化率偏低,乳胶粒子粒径较大,粒径分布较宽。硅丙共聚乳液胶膜的吸水率小于纯丙烯酸酯聚合物乳液胶膜,并随有机硅共聚率的增加而降低;硅丙乳液胶膜的接触角接近有机硅接触角。硅丙共聚乳液涂层整理的织物手感优异,但涂层牢度小于纯丙乳液整理剂。

六面体倍半硅氧烷(POSS)杂化材料

POSS作为一种新型的有机/无机杂化材料在近10年的研究中引起了人们的极大关注,这种杂化材料可以通过不同的合成方法获得,为材料的设计提供了极大的便利。本文综述了近几年来POSS基有机/无机杂化的电致发光材料、液晶材料和POSS衍生物的自组装行为的研究进展,指出这类材料由于制作方便和热力学性能优良,在未来高科技领域中必有宽广的应用前景。

氨基氟硅油改性聚氨酯合成及表面性能研究

以全氟辛基磺酰氟与端氨基硅油反应合成氨基氟硅油,将活性氨基封端的氨基氟硅油与聚醚二醇组成混合软段与异氰酸酯反应,合成了异氰酸根封端的聚氨酯预聚体,采用3,3′-二氯-4,4′-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)固化剂固化,得到了氨基氟硅油改性聚氨酯.用光电子能谱(XPS)、表面接触角、扫描电子显微镜(SEM)等手段对材料的表面疏水、疏油性,耐水性及耐化学腐蚀性进行测试.结果表明:ω(PFATPS)=10%时,两相相容性很好,改性聚氨酯具有低表面能,表面水接触角提高了38°,表面油接触角提高了29°,耐水性及耐化学腐蚀性也明显提高.

苯甲酸氧锆的流变相法合成及热分解机理

用流变相法合成了苯甲酸氧锆,通过红外光谱、差热分析(DTA)和热重(TG)分析确定其组成,同时研究了其在氮气气氛中的热分解过程,并用红外光谱、X 射线衍射图谱表征热分解产物.研究结果表明,苯甲酸氧锆在氮气气氛中的热分解分两步进行:第一步失去两个结晶水成为无水盐;第二步无水盐继续分解生成二氧化锆和有机化合物.生成的有机化合物成分比较复杂,主要成分有苯甲酸酐、二苯甲酮等.

阴离子聚合法合成PMMA-b-PMTFPS嵌段共聚物

以含缩醛官能团的有机锂为引发剂,将甲基丙烯酸甲酯(MMA)与含氟硅氧烷单体1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3′,3′,3′-三氟丙基)环三硅氧烷(F3)阴离子嵌段共聚,获得了窄分子量分布的聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷](PMMA-b-PMTFPS)嵌段共聚物,并用GPC,1H NMR,FTIR和DSC对嵌段共聚物进行了表征.研究结果表明,在THF中利用PMMA-OLi对F3进行阴离子开环聚合时,单体F3浓度的选择对提高嵌段共聚物产率至关重要.

POSS聚合物及其新进展

POSS作为一种特殊的有机/无机杂化纳米构件备受关注。本文总结了近几年有关探索POSS聚合物结构与性能之间关系的研究进展,并重点综述了POSS在有机半导体材料领域的应用。

陶瓷先驱体聚合物的应用

概述了几种典型的陶瓷先驱体聚合物聚碳硅烷、聚硅氮烷、聚硅氧烷和聚硅烷等在陶瓷材料制备中的应用研究进展,重点阐述了在该领域所取得的研究成果,并针对目前存在的不足提出了今后的研究方向。

侧链含锑聚硅烷的合成与性能研究

侧链含锑聚硅烷的合成可通过聚甲基硅烷的高分子反应在室温条件下实现，聚合物产率为75．2％，数均分子量为1600。其分子结构与组成可由元素分析、FT-IR、^1H—NMR、^29Si CP／MAS NMR、GPC和UV来确认。PSA可溶于一般常见的有机溶剂，紫外吸收的最大波长为330nm，其热分解特性表明，陶瓷收率为80％，可用作SiC陶瓷先驱体；其本体电导率为10^-8～10^-7S／cm，将其与碘掺杂，电导率可以达到10^-5S／cm以上。

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO_2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法,以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO2杂化溶胶,并旋涂制膜.通过UV-Vis,AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析.结果表明,该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.

蒙脱土的结构、性能及其改性研究现状

通过不同的表征方法,对蒙脱土的结构和性能进行综述.分别从无机、有机、无机/有机等3个方面分析了蒙脱土改性的研究现状,对蒙脱土优化和改性提出了相关的建议,并对其应用前景作出了展望.

含氮杂环三烃基锡衍生物的合成及其生物活性

本文合成了14个含氮杂环三烃基锡衍生物,红外光谱,核磁共振谱和质谱的研究表明三烃基锡-1,2,4-三氮唑为以氮原子作桥联的五配位聚合结构化合物,化合物的生物活性和生物选择性主要取决于锡原子上的三烃基。

窄分子量分布的聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷]的合成与表征

聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷](PMTFPS)具有非常优越的物理化学性能,是一种有着重要应用价值的有机硅材料。研究以正丁基锂与1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3’,3’,3’-三氟丙基)环三硅氧烷(简称F3)反应所得硅醇锂为引发剂,在正己烷与THF的混合溶剂中,在较高的单体浓度下实现了F3的可控阴离子开环聚合,得到了窄分子量分布(1.03～1.08)的含氯苄端基的聚[甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷](PMTFPS-BzCl),聚合物得率在93%以上。结果显示,在F3的开环聚合过程中聚硅氧烷活性链的"反咬"与再分布副反应得到有效的抑制。

C_(18)反相硅胶键合相的制备与性能评价

以20-40μm无定形硅胶为载体,与十八烷基三氯硅烷进行键合制备了C18反相硅胶键合相。热重差热分析表明所得键合相230℃以下热稳定性良好,对残留硅羟基的定量测定表明采用三甲基氯硅烷进行封端反应可消除3/4以上的残留硅羟基,柱层析试验表明该键合相具有良好的分离效果。