基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料

聚氨酯材料由于其固有的氢键结构被认为是一种理想的自愈合材料。将超分子化学体系引入到聚氨酯中,可以获得性能更加出色的自愈合材料。这些基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料在受损后能够恢复其大部分物理和化学性质,具有优异的性能。该文首先从不同类型的愈合机理出发,综述了近年来基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料,包括氢键结合体系、基于芳香基的π-π堆积体系、链段侧链中含有离子基团并彼此形成交联点的离子交联聚合物体系、金属离子与配体进行配位引起材料交联的金属配体相互作用体系、大环分子与特定大小的分子形成包合物的主客互动体系。然后展望了自愈合聚氨酯未来发展优势。

氧化石墨烯包裹聚甲基丙烯酸缩水甘油酯微球用于增强水性环氧树脂的防腐性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)自由基聚合反应合成聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA);利用生物基原料赖氨酸(Ly)作为桥梁,将氧化石墨烯(GO)与PGMA连接,合成表面包裹氧化石墨烯的PGMA微球PLGO,用于制备水性环氧复合涂料。产物结构经红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜分析,结果表明,GO成功包裹PGMA微球;采用电化学、盐雾试验对水性环氧涂层的防腐性能进行分析,结果表明,当添加质量分数0.3%的PLGO时,水性环氧防腐涂层具有最优异的耐腐蚀性,缓蚀效率可达到86.46%,与纯EP相比,腐蚀电流密度从2478.75 nA/cm^(2)降至335.46 nA/cm^(2),腐蚀电压从-0.88 V升高至-0.53 V,低频阻抗值提高约4个数量级。

POSS-NH_(2)/多巴胺共修饰氧化石墨烯制备水性环氧复合涂层及其耐腐蚀性能

以γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)水解缩合反应合成氨基化笼型倍半硅氧烷(POSS-NH_(2));再利用多巴胺通过自聚合优势涂覆在GO表面上,制得功能化氧化石墨烯(PGO);最后通过席夫碱反应将POSS-NH_(2)接枝到PGO以实现其共价功能化,制得PGO-POSS复合材料,用于制备水性环氧复合涂料。产物的结构经红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射分析和扫描电镜证实,POSS-NH_(2)成功接枝到PGO表面。通过电化学、盐雾实验对水性环氧涂层的防腐性能进行测定,结果表明,当添加1%PGO-POSS时(添加量以环氧树脂和固化剂总质量为基准,下同)的水性环氧防腐涂层具有最优异的耐腐蚀性,缓蚀效率可达到99.72%,与纯EP相比,腐蚀电流密度从112202 n A/cm^(2)减小至316 nA/cm^(2)、腐蚀电压从-0.58 V升高至-0.17 V、低频阻抗值提高了约4个数量级。

生物基白炭黑改性水性聚氨酯-含硅丙烯酸酯消光涂层的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二醇(PCDL)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)为主要原料,采用钴60辐射聚合工艺合成了水性聚氨酯-含硅丙烯酸酯(WPUAS)。将生物基白炭黑浆料与WPUAS乳液共混制备消光涂层,研究浆料对涂层各项性能的影响,并和市售消光粉对比消光效果。结果表明:随着浆料添加量的提高,涂层的附着力等级由0级降至1级,磨耗损失由0.12%提高至0.22%,水接触角由84.1°降低至70.2°,表面光泽度明显降低。当浆料的添加量达到15%时,涂层60°光泽度降低至21,消光效果十分接近市售消光粉,在水性消光涂料领域具有良好应用前景。

淀粉基水凝胶的制备及其应用进展

水凝胶是由亲水性聚合物链交联形成的具有三维网络结构的高分子材料,具有强大的吸水保水性能。淀粉是一种环境友好型的天然多糖。淀粉基水凝胶具有生物相容性好、生物降解性强及对溶剂吸收能力优异等特性,已引起广泛的关注。该文首先简述了常用的淀粉改性方法;然后从化学交联淀粉基水凝胶、物理交联淀粉基水凝胶、双交联淀粉基水凝胶三方面综述了淀粉基水凝胶的制备;接着介绍了淀粉基水凝胶在生物传感器、医用辅料、药物输送载体、组织工程支架、土壤保护等方面的应用进展;最后,针对目前淀粉基水凝胶存在的问题,提出了其未来的发展方向。

抗菌水性聚氨酯的研究现状和最新进展

介绍了近年来国内外学者在抗菌水性聚氨酯材料方面的研究进展,包括无机抗菌剂和有机抗菌剂种类及其抗菌机理,综述了抗菌水性聚氨酯的物理改性和化学改性优缺点及发展概况。同时介绍了抗菌水性聚氨酯的应用,并对未来的研究方向提出了展望。

氨基化氧化石墨烯/磺化聚苯胺的制备及在水性环氧防腐涂料的应用

以氯磺酸、苯胺和过硫酸铵为主要原料合成磺化聚苯胺(SPANI),用聚乙烯亚胺(PEI)还原氧化石墨烯(GO),合成氨基化氧化石墨烯复合材料(PG)。利用GO上活性位点,将SPANI与PG结合,制备了氨基化氧化石墨烯/磺化聚苯胺复合材料(SPG)。将SPG与水性环氧树脂共混制备了水性环氧防腐涂料。通过FTIR、XRD对SPG复合材料结构进行了表征。通过盐雾、电化学等实验对水性环氧涂层的防腐性能进行测定,并分析了涂层的物理性能。结果表明,PEI上的氨基成功与GO结合,SPANI成功增加了PG的层间距。添加2%SPG(以环氧树脂和水性环氧固化剂总质量为基准,下同)的水性环氧防腐涂层具有最优的耐腐蚀性,缓蚀效率可达99.19%,与纯水性环氧树脂(EP)相比,腐蚀电流密度从1080 nA/cm^(2)减小至307 nA/cm^(2),腐蚀电压从–0.840 mV升高至–0.347 mV。

席夫碱自愈合水性聚氨酯的制备及性能

以对羟基苯甲醛和对苯二胺合成了有对称结构的芳香席夫碱,将制得的席夫碱和聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丁酸和1,4-丁二醇反应制备了含有亚胺键的自愈合水性聚氨酯。通过核磁共振、红外光谱、差示扫描量热分析和热重分析对合成的聚氨酯薄膜进行了表征,通过划痕测试和截断再愈合测试对聚氨酯自愈合能力进行了分析。结果表明,席夫碱的物质的量为反应物总的物质的量的5%时,聚氨酯薄膜有良好的力学和自愈合性能,80℃愈合2 h后,薄膜的拉伸强度为31.70 MPa,自愈合率为99.2%。

基于亚胺键和二硫键室温自愈合水性聚氨酯的制备及性能

以水杨醛和2,2-二氨基二苯二硫醚为原料,合成了含有芳香二硫键的水杨醛缩2,2-二氨基二苯二硫醚双席夫碱(简称席夫碱),将合成的席夫碱和聚四氢呋喃醚二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、2,2-二羟甲基丁酸和1,4-丁二醇反应,制备了一系列席夫碱自愈合水性聚氨酯(SWPU)。通过1HNMR、FTIR对合成的席夫碱和SWPU胶膜进行了表征,采用划痕自愈合测试和自愈合测试对SWPU胶膜自愈合能力进行了评价。结果表明,合成了具有芳香亚胺键和芳香二硫键的水性聚氨酯。SWPU-2(其中,希夫碱为反应单体物质的量的8.1%)胶膜的划痕自愈合效果和自愈合率最佳,室温下愈合12 h后,划痕消失;室温下愈合24 h后,愈合率可以达到95.8%。

基于蒽醌染料水性聚氨酯-丙烯酸酯共聚乳液的合成及性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、二羟甲基丁酸(DMBA)、1,4-丁二醇(BDO)和自制红色蒽醌染料(DYE-R)为原料合成聚氨酯(PU),以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为封端剂制得了双键封端的水性聚氨酯,再采用无皂乳液聚合法与甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)单体共聚制备了玫红色水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液,采用FTIR、纳米粒度仪、TEM、UV-Vis、TG对乳液及胶膜进行了表征。结果表明,随着丙烯酸酯单体用量的增加,乳液粒径增加,当m(PU)∶m(MMA与BA)为10∶2时,乳液的综合性能最好,粒径为81 nm,稳定性好且有一定耐碱性。该乳液着色效果明显,热迁移率为3.54%,耐干、湿摩色牢度为4~5级。当该乳液胶膜质量保留率为50%时,所对应温度为396.1℃。

壳聚糖-马来酸/丙烯酰胺双网络型超分子水凝胶制备及应用

利用干法研磨制备羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD),将单宁酸(TA)嵌入形成包合物;通过自由基反应在壳聚糖(CS)中原位共聚马来酸酐(MAH)及丙烯酰胺(AM),再将包合物负载壳聚糖上,壳聚糖与P(MAH-r-AM)间离子配位形成TA-CM-β-CD/CS/MAH-AM双网络超分子水凝胶。采用红外光谱、扫描电镜、电子万能材料实验仪及生物实验对其进行性能测试。结果表明,当TA与CM-β-CD的质量比为1∶1(50 mg)时,TA-CM-β-CD/CS/MAH-AM水凝胶具有高溶胀率(180%),在15 h后仍能保留15%左右的水分。水凝胶在猪皮上的剪切黏附强度可达到5.575 kPa。双网络超分子水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌带宽度分别为0.35~1.5 cm和0.55~1.75 cm,抗菌水凝胶溶血率均在5%以下,且水凝胶浸提液中细胞存活率均在80%以上。

功能型环氧树脂基防腐涂层的研究进展

环氧树脂涂层因其优异的耐蚀性能、对金属表面良好的附着力而在金属防腐领域得到广泛应用。但涂层固化过程中会形成缺陷和孔洞,腐蚀介质可以直接接触到金属表面。为了开发出具有优良耐久性的防腐涂层,研究人员使用不同的方法和材料制备了多种环氧树脂防腐涂层。该文综述了纳米粒子改性环氧防腐涂层、超疏水型环氧防腐涂层、自修复型环氧防腐涂层、导电聚合物改性环氧防腐涂层及生物基材料改性环氧防腐涂层的制备及性能。但这5种防腐涂层各有局限性,未来应该探究出新的环氧防腐涂层,在提升涂层防腐性能的同时,兼顾其他性能,使环氧树脂基防腐涂层朝着功能化、智能化的方向发展。

水性含氟聚氨酯的研究进展

介绍了将氟元素引入到水性聚氨酯的几种方式,包括引入含氟丙烯酸酯改性聚氨酯,利用含氟扩链剂或含氟单羟基化合物组成聚氨酯硬段,或用含氟聚醚等原料组成聚氨酯软段。总结了各种方法优缺点及近几年的研究进展,并对水性含氟聚氨酯的发展方向进行展望。