声阻抗梯度渐进的高分子微粒吸声材料

吸声材料的表面阻抗是影响材料吸声性能的主要因素之一,受到材料的特征阻抗和厚度的影响。对于特定厚度的吸声材料,要获得优异的吸声性能必须是材料的表面阻抗大小适宜。文中从阻抗匹配的角度出发,分别选用具有不同特征阻抗的高分子微粒材料作为声波匹配层和声能耗散层,构筑一种特性阻抗呈梯度变化的高分子微粒梯度吸声材料。通过改变匹配层和耗散层的厚度来调节高分子微粒吸声材料的吸声性能。

DSC研究高吸水树脂吸水性能与分子结构的关系

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为共聚单体合成了聚丙烯酸-丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAA-AM-AMPS)三元共聚物高吸水树脂.利用茶叶袋法测定了其最大吸水倍率,通过差示扫描量热仪(DSC)测定并比较了含水量为50%,75%和91%的各种水凝胶的自由水和结合水含量.结果表明在蒸馏水和生理盐水中高吸水树脂的最大吸水倍率分别为1900g/g和185g/g,共聚物的结合水含量随着AMPS和AA含量增加及AM含量的减少而增大;在0.9%生理盐水中,结合水含量随着AMPS和AM含量增加及AA含量的减少而增大,共聚物和均聚物高吸水树脂的最大吸水倍率呈现出与结合水含量相同的变化规律.

包覆天然云母粉填充聚丙烯复合材料的界面和性能

采用聚丙烯(PP)-马来酸酐(MAH)接枝物(PP-g-MAH)对天然云母粉进行包覆后制备出PP/包覆天然云母粉复合材料,并对材料的界面形态和包覆云母粉用量与材料的力学性能、加工性能及耐热性的关系进行了研究。结果表明,包覆云母可以有效改善复合材料中云母与基体的界面结合程度,减少缺陷的出现。随包覆云母用量的增加,除材料的断裂伸长率相应降低外,材料的屈服强度、弹性模量和冲击韧性都有较明显的提高,可达到同时增强增韧的目的。另外,包覆云母的使用还可以改善材料的加工流动性与维卡软化点。

紫精类电致变色材料的制备和机理

1,1′-二取代-4,4′-联吡啶盐通常称作紫精(viologen),紫精以及接有紫精基团的聚合物(polyviologen)有优异的电致和光致变色性能,在新一代电致变色器件、显示器件和智能窗等方面有很好的应用前景。本文综述了紫精和紫精聚合物的制备、结构与性能、电致变色机理、功能器件设计以及在化学合成、纳米功能复合材料等方面的研究进展,并提出了今后的重要研究方向。

石墨烯/聚苯乙烯导热复合材料的制备

以偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为引发剂,采用分散聚合的方法合成了表面带正电荷、粒径在600 nm的聚苯乙烯(PS)微球,通过自组装将氧化石墨烯包覆于PS微球表面,用化学还原法将氧化石墨烯还原为石墨烯,制备了石墨烯包覆聚苯乙烯微球的复合分散体和压制成型制备的石墨烯/聚苯乙烯导热复合材料。结果表明,随着初始氧化石墨烯投料量的增大,制备得到的石墨烯/聚苯乙烯复合材料的导热系数逐渐增大,投料量为20%时,复合材料的导热系数达到0.41 W/(m·K),相比纯PS本体提高了116%。

光聚合诱导相分离型光学记录材料的制备

制备了一种含有特殊光聚合单体、聚醚、交联剂和光引发剂的新型光学记录材料,该材料具有光聚合诱导相分离的特性,经紫外曝光后能呈现透过率较低的浑浊态。在掩膜下对该材料进行紫外曝光、显影后可以实现对掩膜图案的光学记录,并详细探讨了影响记录性能、收缩率以及稳定性的因素。该光学记录材料的出现将为光学记录提供新的发展空间。

腺嘌呤聚酰亚胺/氧化石墨烯复合材料的制备及热解动力学特性

通过溶液共混和冷冻干燥法制备了腺嘌呤聚酰亚胺(API)泡沫和腺嘌呤聚酰亚胺/氧化石墨烯(GAPI)复合泡沫。通过TGA测试,对API泡沫和GAPI泡沫在高温下的热解动力学进行了分析。使用Kissinger法和Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法计算了相关的动力学参数(如表观活化能Eα和指前因子A),并分析了API、GAPI泡沫的热解动力学过程。结果表明,API泡沫和GAPI泡沫具有良好的热稳定性能,其T_(d5)在420~572℃,残碳率均在56%以上。GO的引入使得残碳率从56%增加至58%。随着GO含量的增加,GAPI泡沫的热解活化能Eα也从207.4 kJ/mol增加至229.7 kJ/mol。

无卤阻燃聚乙烯醇缩甲醛纤维的制备与表征

以新戊二醇和三氯硫磷为原料，一步法合成了无卤膨胀型阻燃剂二硫代焦磷酸双新戊二醇酯（BG-DTP）；采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（1H—NMR）对BGDTP的结构进行了表征。将BGDTP添加到聚乙烯醇（PVA）中进行共混纺丝，制备了阻燃聚乙烯醇缩甲醛（PVFM）纤维，并对其力学性能、阻燃性能和热性能进行了表征。结果表明：一步法合成BGDTP的收率为82％；随着纤维中BGDTP添加量的增加，PVFM纤维的极限氧指数（LOI）、高温下的最大分解速率温度和残炭量均增大，但其断裂强度略有下降；当w（BGDTP）为20％时，阻燃PVFM纤维的LOI为30．8％，断裂强度为5．42cN／dtex，最大热分解温度和残炭率比纯PVFM纤维均有较大幅度增加，燃烧形成连续致密的膨胀炭层。

苯并噁嗪/含磷环氧/二氨基二苯砜三元体系阻燃性能的研究

分别制备了不同配比的双酚A型苯并噁嗪/含磷环氧树脂(BE)二元体系和双酚A型苯并噁嚓/含磷环氧树脂/二氨基二苯砜(BES)三元体系的浇铸体。用差示扫描量热(DSC)研究了各体系的固化反应,用垂直燃烧性能测试、锥形量热测试、热重分析(TGA)、热重-红外联用(TGA-FTIR)等手段,研究了该体系的热降解和阻燃性。结果表明,在双酚A型苯并噁嚓/含磷环氧树脂体系中加人10%的二氨基二苯砜,当含磷环氧树脂量大于50%,BES三元体系浇铸体样条可以达到UL94 V-0级。但在锥形量热测试中,BE二元体系的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)反而低于BES三元体系,显示更好的阻燃性。

BTCA改性PEG/PVA相变储能纤维的结构与性能

将聚乙二醇(PEG)与聚乙烯醇(PVA)溶液混合,加入丁烷四羧酸(BTCA)作为交联剂配制纺丝原液,采用干法纺丝制得BTCA改性PEG/PVA相变储能纤维;研究了BTCA含量、热处理条件对交联程度的影响,并对纤维的结构、形态、储能性能及力学性能进行了分析。结果表明:在热处理温度为180℃,热处理时间为12 min时,纤维可达到良好的交联效果,纤维的交联程度随BTCA含量的增加呈上升趋势,BTCA质量分数为3%时达到平衡;改性纤维中PEG以独立微相区形式存在,而经热处理后可保留在交联网络中;热处理后的改性纤维力学性能随BTCA含量增加而提高,储能性能也增加且稳定;当BTCA质量分数为6%时,热处理后的纤维断裂强度达3.49 cN/dtex,再经沸水处理后纤维相变焓值可达23.01 J/g,PEG保留率达80%。

苯并噁嗪/含磷环氧/含氮酚醛共混体系结构与性能的研究

针对双酚A型苯并噁嗪无法满足较高阻燃要求的缺陷,在双酚A型苯并噁嗪中引入含磷环氧、含氮酚醛,制备了三元共混浇铸体,通过测定凝胶化时间、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)、垂直燃烧、锥形量热等测试手段研究了共混体系固化反应及结构与性能间的关系。研究表明:在共混体系中,随着环氧树脂含量的增加,固化产物的初始储能模量和玻璃化转变温度均减小,同时还有效地发挥了固相、气相阻燃的作用;含氮酚醛的引入,除有效催化固化反应和降低固化反应温度外,还发挥了气相阻燃的作用。含磷环氧和含氮酚醛均能有效提高热稳定性和阻燃性能;含氮酚醛中的氮源比苯并噁嗪中的氮源对阻燃、提高热稳定性等性能所发挥的作用更明显。

苯并噁嗪/含磷环氧/双氰胺三元体系阻燃性能的研究

分别制备了不同配比的双酚A型苯并噁嗪/含磷环氧(B/E)二元体系和双酚A型苯并噁嗪/含磷环氧/双氰胺(B/E/D)三元体系浇铸体及玻璃纤维层压板。采用垂直燃烧试验和锥形量热试验两种方法表征了样品的阻燃性能,并通过示差扫描量热(DSC)、热失重(TGA)和热重红外联用(TG-FTIR)分析了影响体系阻燃性能差异的原因。结果表明:B/E/D三元体系的阻燃性明显低于B/E二元体系,双氰胺的加入使得三元体系的热稳定性降低,300℃以下的热分解加剧并释放出更多的气体,及800℃残碳率降低。双氰胺结构中的氮元素未能对提高树脂体系的阻燃性能发挥积极作用。

超支化聚酯改性超细氧化锌

采用富含COOH基团的超支化聚酯 (HBP)对超细氧化锌 (μ ZnO)进行表面改性 ,并对改性后的氧化锌的结构和特征进行了表征。结果表明 :在氨水中得到了稳定期较长、清澈透明的 μ ZnO悬浮液 ,在 n(COOH ) /n (μ ZnO)为 1/8时稳定期最长 ,超过 72h ;采用相同的方法 ,但溶剂为丙酮或乙酸丁酯时 ,稳定期只有 0 .5～ 1h ;改性后的 μ ZnO在 15. 75cm-1处出现新的振动吸收 ,表面包覆了聚合物 ,团聚现象不明显 ,分散状态得到明显的改善。

苯并恶嗪/含磷环氧/二氨基二苯醚体系阻燃性能的研究

分别制备了不同配比的双酚A型苯并恶嗪/含磷环氧树脂二元体系和双酚A型苯并恶嗪/含磷环氧树脂/二氨基二苯醚三元体系的树脂,并进一步制备了浇铸体。通过差示扫描量热(DSC)研究了三元体系树脂的固化反应,通过垂直燃烧测试、锥形量热测试、热重分析(TGA)、热重-红外联用(TGA-FTIR)等手段研究了浇铸体的热降解和阻燃性。结果表明,在双酚A苯并恶嗪/含磷环氧树脂体系中加入10%4,4'-二氨基二苯醚,三元体系浇铸体样条阻燃性提高,达UL94 V-0级;但在锥形量热测试中,三元体系的热释放速率和总热释放量反而高于二元体系。

iPP／m-LLDPE共混体系等温结晶行为研究

采用热台偏光显微镜(POM)和差示扫描量热仪(DSC)研究了等规聚丙烯(iPP)和茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE,己烯共聚单体含量为24%)共混体系的等温结晶形态和结晶动力学。将组成分别为70/30,50/50,30/70(w/w)的iPP/m-LLDPE共混物从熔体状态冷却至结晶温度,使iPP可以结晶,而m-LLDPE处于熔体状态。POM的研究结果表明,当共混物中iPP的含量≥50%时,生长的iPP球晶可以包裹m-LLDPE的分散相,iPP球晶的生长速率与m-LLDPE的含量无关;当m-LLDPE的含量达到70%时,iPP作为分散相在m-LLDPE的基体相中结晶,iPP球晶的生长受到自身相区的限制,尺寸明显细化。DSC的研究发现共混物中iPP的半结晶时间与纯iPP相近,表明iPP与己烯共聚单体含量为24%的m-LLDPE熔体在实验温度下是不相容的。

气田堵水剂用正丁醇醚化酚醛-环氧树脂的制备与性能评价

为改善油气田环氧堵水剂低黏度和高强度之间的矛盾,以双酚F型环氧树脂(B)为基体、正丁醇醚化酚醛树脂(BPF)为交联剂和稀释剂、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI)作为促进剂制得一种低黏度高强度堵水剂。研究了BPF的结构及其对固化体系黏度、固化时间和力学强度的影响。结果表明,BPF可显著降低固化体系的黏度,当BPF质量分数达到80%时,B/BPF体系的黏度可低至50 m Pa·s,满足向气田深处输送的流动性要求。EMI可明显促进体系的固化,缩短凝胶化时间。通过调节EMI的加量可使体系的固化时间在1~7 h内可控。B/BPF体系具有较高的交联密度,力学性能良好,压缩强度可达129 MPa。B/BPF固化体系具有良好的水/酸耐受性与热稳定性,可以在地层高温、高矿化度的苛刻条件下长期稳定存在。B/BPF堵剂在固化前具有较低的黏度,固化后具有较高的强度,满足气井堵水剂的使用要求。

聚硼硅氧烷的制备及非键络合作用

采用水解缩合反应,首先成功制备出聚硼硅氧烷。通过红外等方法表征结构,采用熔体流变、动态力学谱仪等测试方法研究了不同硼含量对聚硼硅氧烷粘弹性能的影响。具有空轨道的硼原子充当聚硅氧烷中氧原子上的未共享电子对的接受体,分子间形成非键络合,引起物理交联。结果表明,在较高的温度或较强烈的剪切作用下,链段运动加剧,硼原子与氧原子上孤对电子形成的键合作用减弱,从而出现了较低的弹性模量值;相反低温或较小剪切作用下,尽管链段运动加剧,但物理交联结构的组成元素依然在原始位置附近,有较少的机会形成新的络合作用,从而弹性模量表现为一个平台区。因而温度在一定范围内可作为调节聚硼硅氧烷交联结构的一种有效手段,扩展其在更多领域的应用。

增容剂对PP/PET原位微纤化共混物的影响

通过"熔融挤出—热拉伸—淬冷"的方法制备了原位微纤化共混物。采用扫描电镜、差示扫描量热仪和力学性能测试等方法研究了增容剂PP-g-GMA含量对共混物微观形态、力学性能和结晶性能的影响。结果表明,增容剂可显著提高两相相容性,改善界面效果,明显降低拉伸前初始粒子的尺寸,但会造成拉伸过程中形成的微纤长径比降低。增容剂可以明显改善微纤化共混物力学性能,当其含量为2%(质量分数,下同)时拉伸强度比未增容试样提高了11.0%,弯曲强度均提高了11.3%;当其含量为6%时冲击强度也比未增容共混物提高了34.5%。此外,PET微纤对PP有很好的异相成核作用,使其结晶温度提高了16.3℃,结晶时间为纯PP的32%左右,而增容剂的加入使共混物中PP的结晶时间延长。

剪切场下两亲性棒状粒子对聚异丁烯/聚二甲基硅氧烷共混物相形态的影响

合成了具有两亲表面性质的棒状SiO_2粒子,借助共聚焦激光扫描显微镜研究了两亲性棒状SiO_2粒子在共混物中的选择性分布,并通过在线剪切-显微技术和流变技术研究了其对聚异丁烯/聚二甲基硅氧烷(PIB/PDMS)不相容共混物形态结构的影响.研究表明,两亲性棒状SiO_2粒子倾向于分布在两相界面处及PIB相中.分散相的剪切诱导凝聚行为强烈依赖于粒子的含量和共混物的组成比.少量两亲性SiO_2粒子会促进分散相的凝聚,而加入足够量的粒子则能抑制分散相凝聚.

聚乙二醇-聚乙烯醇相变储能纤维的制备及其性能

以聚乙二醇(PEG)为相变物质,聚乙烯醇(PVA)为纤维基体,加入少量丁烷四羧酸(BTCA)作为交联剂,采用干法纺丝制备相变储能纤维,利用原位交联法在纤维拉伸热定形过程中使BTCA与PVA、PEG发生交联,将PEG接枝在PVA上。研究了BTCA、PEG合适的添加量以及最佳热定形温度对PEG保留率的影响,并通过差示扫描量热法、扫描电镜对纤维的热性能和形貌进行了分析。结果表明:当PEG添加量为30%(占PVA质量的百分数)、BTCA添加量为5%(占PVA质量的百分数)时,纤维充分交联,200℃下热处理10 min所得纤维PEG的保留率>98%;制得的纤维的相变热焓可达34 J/g,拉伸强度可达3.26 cN/dtex;在升降温循环400次后仍具有良好的储能性。