UV接枝聚硅氧烷-TiO_(2)复合棉织物的制备及性能

通过紫外辐射3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对棉织物进行接枝聚合改性,然后与钛酸四丁酯共水解,形成Si—O—Ti化学键,通过化学键合的形式引入TiO_(2)层。由于Si元素位于棉织物和二氧化钛之间,阻断TiO_(2)光催化降解棉织物。化学键合TiO_(2)与棉织物的结合强度高,提高了耐久性。TiO_(2)对棉织物的整体结构未造成改变,但棉织物的抗紫外线能力显著提升,禁带宽度变小,光催化自清洁能力增强。

脉冲磁场幅值对制备聚硅氧烷复合材料的电磁屏蔽性能影响规律

脉冲磁场已被证实通过诱导纳米粒子在基体中取向排列可以显著提高复合材料的电磁屏蔽性能,然而脉冲磁场幅值对复合材料电磁屏蔽性能的影响规律尚不明确。因此,采用脉宽为10μs、频率为50Hz的脉冲磁场诱导片状羰基铁(flaky carbonyl iron,FCI)在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)中定向排列,研究磁场幅值(0~0.7T)对复合材料电磁屏蔽性能的影响规律。用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对纳米粒子的取向和排列进行了表征。结果表明,脉冲磁场可以有效控制羰基铁的取向和排列,形成导电网络结构,提高复合材料的导电性,最终显著提高取向复合材料的电磁屏蔽性能。脉冲磁场对复合材料的屏蔽效能增强效果可达27%,达到的最高屏蔽效率为15.36dB。理论分析和实验结果的一致性证实了微秒级脉冲磁场在改善复合材料电磁屏蔽性能方面的有效性。该研究制备的高性能柔性电磁屏蔽复合材料具有应用于先进电子设备的潜力。

刚性基团桥接聚硅氧烷/乙基纤维素混合膜的制备及其CO_(2)的分离

以3种含刚性基团(六氟酰亚胺、萘基酰亚胺和芴)桥接聚硅氧烷(6FBPMS、NTBPMS和BAFBPMS)为改性剂,乙基纤维素(EC)为基质,通过溶液共混、涂敷法制备了3类不同负载量桥接聚硅氧烷的改性EC混合膜(6FBPMS/EC、NTBPMS/EC和BAFBPMS/EC)。3类复合膜具有良好的成膜性,且显示出高的力学性能和热稳定性。测试了混合膜对体积比都为1∶1的混合气体对CO_(2)/N_(2)和CO_(2)/CH4的透过选择性。结果表明,相较于纯EC膜,3类膜在保持选择性的同时,显示出更高的CO_(2)透过性;特别是NTBPMS/EC混合膜,其对CO_(2)透过性达到213 barrer以上,是纯EC的4.9倍。

聚硅氧烷-聚酰亚胺复合材料抗原子氧侵蚀机理分子动力学研究

为了探究不同取代基聚硅氧烷提升聚酰亚胺在太空环境中抵抗原子氧(AO)侵蚀能力的作用机制,本研究采用反应分子动力学(MD)模拟,分析了取代基分别为三氟甲基(-CF_(3))和甲基(-CH_(3))的多面体笼型聚硅氧烷(POSS)复合聚酰亚胺纳米材料的抗原子氧侵蚀性能。结果表明:PI/CH_(3)-POSS和PI/CF_(3)-POSS复合材料均表现出较强的抗AO侵蚀能力,其作用机制是通过形成SiO_(2)层以阻止AO向聚合物基体的传播和热量的传递,其中PI/CF_(3)-POSS复合材料的效果最优,经35 ps的AO侵蚀模拟后其归一化质量为0.83,而PI/CH_(3)-POSS复合材料的归一化质量为0.78。

环氧基聚硅氧烷调控制备耐水解结晶聚乙交酯的研究

设计合成了环氧基取代的聚硅氧烷(PESQ),以0.5%,1.0%,2.0%及4.0%(质量分数,下同)的浓度与聚乙交酯(PGA)熔融混合,通过对PESQ改性PGA的流变性能、水解性能及结晶性能进行表征,揭示了PESQ改性对PGA带来的影响。结果表明,PESQ以扩链的形式与PGA进行结合,提高PGA复黏度的同时促使其疏水性能的提升,进而改善PGA的水解性能,使得其水解10 d之后的质量损失下降21.1%。此外,PESQ还能促进PGA的结晶,随着PESQ添加量的增加,PGA的结晶温度最高可增至179.5℃,相比于纯PGA的结晶温度172.7℃提升了6.8℃,并且结晶初期的活化能降低,说明PESQ起到了异相成核的作用。

含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂的制备及性能

以端羟基聚二甲基硅氧烷和4-硝基邻苯二甲腈为原料,在强极性溶剂中进行亲核取代反应合成了含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂(SIPH),并利用氨基改性剂(AWL)与该树脂进行反应制备了改性含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂预聚物(SIPH-AL)。通过红外光谱和核磁共振表征了SIPH树脂的化学结构;采用差示扫描量热法、红外光谱法、热重分析和动态力学热分析表征了SIPH-AL的固化行为和固化物的耐热性。结果表明,SIPH-AL起始固化温度为207℃,其固化物在空气和氮气中失重5%的温度(T_(d5))及1000℃质量保留率分别是453℃,29%和500℃,77%;石英纤维增强SIPH-AL复合材料室温和600℃时的弯曲强度分别为515.5 MPa和94.5 MPa,玻璃化转变温度(T_(g))高于500℃。

聚硅氧烷固态电解质的研究现状及未来发展趋势

聚硅氧烷(PS)因较低玻璃化温度(T_(g)<-100℃),良好的耐热性、优异的离子电导率和电化学稳定性,以及分子结构设计多样化等特点,在固态电解质领域具有巨大的应用潜力。尽管已有大量PS固态电解质的研究报道,但仍然面临着一些挑战,难以满足实际应用的要求。介绍了目前PS聚合物固态电解质的现状,主要包括优缺点与性能要求,从化学改性和物理改性两个方面阐述了改性策略,总结PS聚合物基固态电解质的改性方法,并分析了未来的发展趋势。

超支化聚硅氧烷在改性BMI/CE树脂方面的研究进展

综述了近年来超支化聚硅氧烷改性双马来酰亚胺和氰酸酯树脂的研究进展,重点总结了超支化聚硅氧烷在改性树脂力学性能、热性能及阻燃性能方面的应用,并对超支化有机硅功能高分子未来的发展作出了展望。

表面刻蚀/聚硅氧烷修饰纯棉水刺材料的制备及其性能

针对伤口愈合中新生肉芽组织易粘连敷料引起创面二次感染的问题,通过等离子体刻蚀协同喷涂聚硅氧烷疏水改性纯棉水刺非织造材料,制备了一种具有防粘连潜力的非织造基医用敷料。采用正交试验方法,优化等离子体放电时间、等离子体放电功率及喷涂线速度工艺参数,同时对优化处理前后材料的疏水、表面形貌、化学结构、力学、防粘连、生物相容等性能进行测试与分析。结果表明:当放电时间为9 min、放电功率为25 W、喷涂线速度为5 mm/s时,纯棉水刺材料疏水效果最佳,接触角为141.1°;优化处理能有效提升材料的防粘连性能,其纵向剥离能为(350.0±29.9)J/m^(2),横向剥离能为(363.1±46.9)J/m^(2),满足医用敷料防粘连要求;同时优化处理材料溶血率小于5%,凝血功能得到明显提升且无细胞毒性,满足医用材料生物相容性要求。

疏水耐磨UV固化聚硅氧烷涂层的制备及性能

以含氢硅油、1,2-环氧-5-己烯和烯丙基苯基醚为原料,通过硅氢加成,采用一锅法合成了可UV固化的前驱体并固化得到了一系列无氟聚硅氧烷涂层。通过静态水接触角、耐磨擦、透过率、附着力及硬度的测试,考察了交联密度和芳香基团含量对UV固化聚硅氧烷涂层的性能影响。结果表明,提高交联密度有利于涂层的附着力,然而过高的交联密度会影响其透明性。芳香基团由于极性较低,可以提高涂层的疏水性,但其含量过高也会导致涂层附着力下降。当环氧基团和苯环数量为1∶1时,即涂层PSO-3,附着力水平为1级,在800 nm处透过率为86.71%,静态水接触角可达104°。同时,由于刚性的芳香基团的引入,涂层PSO-3还具有良好的耐磨性能,经20次摩擦循环后水接触角仍达98°。

聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵及其阻燃聚乙烯性能的研究

分别以二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、苯基三甲氧基硅烷(PTMS)3种硅氧烷与正硅酸四乙酯(TEOS)共同作为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺对聚磷酸铵(APP)进行微胶囊化包覆改性,分别制备得到改性聚磷酸铵APP/DMDES、APP/MTES和APP/PTMS,以改善其阻燃性、热稳定性和疏水性。通过傅里叶红外光谱、水接触角、扫描电子显微镜、能谱仪以及热失重分析等测试与表征手段,对3种不同聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵(MAPP)进行了对比研究,并研究了MAPP对低密度聚乙烯(PE-LD)阻燃性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,在合适的工艺条件下,均可以制备得到聚硅氧烷包覆改性聚磷酸铵;较改性前的APP,改性聚磷酸铵的疏水性和热稳定性均显著提高;在PE-LD/APP/PTMS/季戊四醇(PER)/三聚氰胺(MEL)的质量比为65/18.7/11.7/4.6时,PELD复合材料的综合性能最好,极限氧指数为26.6%,高于包覆前APP的23.3%,达到UL 94 V-0级别,且拉伸性能最高,为12.84 MPa。

聚丙烯/聚硅氧烷-二氧化硅中空纤维膜的制备与性能分析

为了提高气液分离用聚丙烯(PP)微孔膜的疏水性能,本研究将聚硅氧烷-二氧化硅纳米粒子和聚丙烯树脂熔融共混,采用熔融-拉伸法制备疏水聚丙烯中空纤维膜,进行了差示扫描量热仪、综合热分析仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、孔隙率、水接触角、气体/纯水通量等测试与表征,研究了不同含量的聚硅氧烷-二氧化硅对中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随着聚硅氧烷-二氧化硅质量分数的增加,膜的水接触角逐渐增大,平均孔径、纯水通量和气体通量均呈现先增大后减小的趋势。当聚硅氧烷-二氧化硅质量分数为2%时,膜的水接触角从108.6°增加到127.6°,表明PP微孔膜的疏水性能得到明显改善。膜孔隙率为59.4%,气体通量为61.76L/(m^(2)·s),是纯PP膜的2.16倍。同时聚硅氧烷-二氧化硅可以起到异相成核的作用,改善聚丙烯PP微孔膜的退火效果,使主片层结构变得稳定,孔结构依然由分离的片晶组成。

室温快速自修复超疏水聚硅氧烷涂层制备及其自修复自清洁性能

赋予超疏水材料自修复的能力,可以改善材料性能,延长服役时间。将可逆动态亚胺键引入聚硅氧烷基体,制备了室温快速自修复的自清洁超疏水涂层。涂层的接触角154°,滚动角5°,在O_(2)等离子体刻蚀至表面接触角为0°之后,室温修复1 h即可快速恢复超疏水特性,经6次损伤-修复循环后接触角依旧保持在150°以上。升高温度到80℃或者利用碳纳米管的光热效应还可实现涂层化学损伤10~20 min的超快修复。研究表明,构建100 nm/10μm微纳粗糙表面可赋予涂层超疏水特性,可逆动态亚胺键交换重组的化学修复与柔性分子链段运动翻转的物理修复共同作用是实现涂层室温快速自修复的关键。

超高效液相色谱法测定化妆品中聚硅氧烷-15等7种脂溶性防晒剂的含量

建立了一种超高效液相色谱法测定聚硅氧烷-15等7种脂溶性防晒剂含量的方法,样品使用乙醇-四氢呋喃(体积比3∶1)混合溶剂超声提取,经Waters Symmetry C18(150×4.6 mm,3.5μm)色谱柱分离,以异丙醇-四氢呋喃(体积比90∶10)-水为流动相进行梯度洗脱,流速0.7 mL/min,柱温为25℃,检测波长311 nm。结果表明,7种脂溶性防晒剂在相应的质量浓度范围内线性关系良好(r≥0.9999),不同基质类型的样品在低、中、高3个浓度水平的平均加标回收率为94.4%~103.0%,相对标准偏差为0.4%~4.4%,检出限和定量限范围分别为0.002%~0.009%和0.005%~0.03%,各成分在48 h内稳定。采用该方法测定市售30批化妆品中的防晒剂,测定结果与《化妆品安全技术规范》(2015版)方法相比,检出的亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基酚、双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪等脂溶性防晒剂提取效果优于《规范》方法。该方法准确、快速、灵敏度高、稳定性好,可用于化妆品中脂溶性防晒剂的测定。

含磷聚硅氧烷阻燃涂层的制备及性能研究

在本文中,我们采用亚磷酸二苯酯(DP)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)制备了含磷聚硅氧烷阻燃涂层,通过溶胶-凝胶法将其施加于基材表面.阻燃涂层处理后的基材外观和颜色未发生明显变化,且极限氧指数可达27.0%,在垂直燃烧测试中可实现自熄,损毁长度仅为76 mm.阻燃机理研究表明,含磷聚硅氧烷阻燃涂层一方面可以催化基材脱水炭化,形成更为致密的稳定交联炭层;另一方面可降低可燃气体的释放量,同时发挥凝聚相阻燃和气相阻燃作用,提升基材在使用过程中的火安全性能.

胆甾型侧链液晶聚硅氧烷的合成与性能研究

首先制备了向列型液晶单体4-(4-烯丙氧基苯甲酰氧基)苯甲酸乙酯(M_(1))和胆甾型液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯(M_(2)),然后将M_(1)和M_(2)与聚甲基含氢硅氧烷接枝共聚,合成了侧链液晶聚合物(P_(1)—P_(5)),通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(^(1)H-NMR)、差示量热(DSC)、热重(TG)、X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)等手段表征了液晶单体和聚合物的结构和性能。结果表明:聚合物P_(1)没有液晶性能和旋光活性,P_(2)—P_(5)表现出胆甾相的液晶性能和右旋的旋光活性。随着M_(2)单体含量的增加,玻璃化转变温度(T_(g))与清亮点(T_(c))逐渐升高,液晶相温度区间由61.4℃增加到120.5℃,尤其P_(5)在升降温过程中均存在选择性反射现象。此外,聚合物P_(1)—P_(5)均具有良好的热稳定性。

超级微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定聚硅氧烷中铂

建立了聚硅氧烷中铂(Pt)元素的超级微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)测定方法。以硝酸-氢氟酸作为消解剂,使用超级微波消解法对聚硅氧烷进行前处理,并采用ICP-OES法测定聚硅氧烷中的Pt元素。结果表明相关系数大于0.9999,RSD为0.6%~2.1%。最低方法检出限为0.372mg·kg^(-1),加标回收率在90.5%~111%之间。该方法耗酸量少,且准确、快速,适用于聚硅氧烷中Pt元素的测定。

聚硅氧烷消泡剂对C35防腐抗渗混凝土性能的影响研究

在保持原材料均不变化的情况下,仅改变聚硅氧烷消泡剂组成材料的比例,配制成C35防腐抗渗混凝土,研究改变组分对C35防腐抗渗混凝土凝结时间、抗压强度及耐久性的影响。研究结果表明:改变聚硅氧烷消泡剂各组分的组成,能够制备具有良好的抗渗性能、抗硫酸盐腐蚀性能的混凝土,同时能够优化凝结时间。

路面裂缝用聚硅氧烷密封材料研究进展

高度交联网络结构的聚硅氧烷材料作为路面裂缝聚硅氧烷密封(PCSS)材料的主要组分,使PCSS材料具有优异的附着力、防水性、耐老化性、高低温性,已成为路面裂缝处理的重要修补材料之一。首先根据PCSS材料失效原因,归纳了PCSS材料的三种失效模式,即低温失效、高温失效和(雨水)行车荷载失效。基于失效模式总结提出PCSS材料需满足的各种路用性能要求;同时综述了PCSS材料的制备方法和研究现状,并根据PCSS材料中主要成分有机硅结构的改性方法,将PCSS材料分为物理改性和化学改性两大类;并针对PCSS材料评价方法的建立以及存在的不足进行了概述;最后展望了自愈合聚硅氧烷密封材料在裂缝修补领域中的发展前景,为聚硅氧烷类密封材料在路面裂缝修补领域中的应用提供一定理论指导和技术参考。

自修复聚硅氧烷研究进展

聚硅氧烷材料因其具有耐老化、电绝缘及疏水等优异性能而被广泛应用于航空、汽车、柔性电子器件、电气等领域。但是,聚硅氧烷材料在使用过程中不可避免地受到力、热、电等破坏,这些损伤可能导致材料性能的降低甚至完全丧失,缩短材料的使用寿命,安全性也面临重大考验。自修复就是材料在其内部裂纹形成时具有阻止裂纹继续扩展并使其愈合的能力,能够在发生损坏后恢复其基本性能,包括机械强度、导电性、断裂韧性和耐腐蚀性等,以防止材料破坏、延长使用寿命、拓展材料的使用范围。因此,研发自修复聚硅氧烷材料具有重要意义。然而自修复聚硅氧烷材料在发展过程中面临诸多问题,例如修复条件的便捷性、自修复与力学性能的矛盾、电损伤的修复等,均成为限制自修复聚硅氧烷材料发展的瓶颈。为此从外援型、本征型自修复的机理出发,综述了基于不同修复策略的自修复聚硅氧烷其结构设计与合成等方面的研究进展,深入探讨了自修复聚硅氧烷分子结构与自修复特性、机械性能等的关联,揭示了自修复发展过程中需要克服的关键问题,分析问题的成因,针对这些问题提出了可能的解决方案,最后对自修复聚硅氧烷在电工领域的应用进行了展望。