双组分聚氨酯-聚脲涂料的制备与性能研究

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、不同比例的聚醚二醇(N-220)和聚醚三醇(N-330)与固化剂4,4′-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)制备双组分聚氨酯-聚脲(PUU)复合涂料。研究了合成预聚体的适宜反应条件、异氰酸酯指数(R值)、软段中两种聚醚多元醇的比例对涂料性能的影响。通过二正丁胺法、红外光谱(FT-IR)、拉伸强度、接触角、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)对涂层进行了分析。结果表明:78℃左右体系反应时间最短,得到的涂料体系稳定。预聚体中R值增加,涂膜的断裂强度增大,断裂应变减小,R=4时,涂膜有良好力学性能。当n(聚醚二醇)∶n(聚醚三醇)=1∶1时,聚氨酯涂料的综合性能最好;n(聚醚二醇)∶n(聚醚三醇)=3∶1时接触角最大;玻璃化转变温度逐渐升高。

加工型ACR的合成及在PVC中的应用

针对聚氯乙烯(PVC)/CaCO_(3)在混炼过程中存在的塑化困难、共混时间较长、不完全塑化等加工难点以及制品表面粗糙、无光泽等市场痛点,以叔十二烷基硫醇(TDDM)为链转移剂,设计并合成了一种加工型丙烯酸酯类共聚物(ACR-P)。探究了TDDM和ACR-P的添加量对PVC/CaCO_(3)/ACR-P复合材料力学性能、流变性能、微观形貌及塑化效果的影响。结果表明,随着TDDM添加量的增加,ACR-P特性黏度逐渐下降,PVC/CaCO_(3)/ACR-P复合材料的拉伸强度和储能模量明显提高,塑化时间大幅缩短,同时冲击强度略有增加。当TDDM添加质量分数为0.8%时,PVC/CaCO_(3)/ACR-P复合材料的拉伸强度达到52.79 MPa,与PVC/CaCO_(3)相比,提高了50.27%;塑化时间由71 s缩至32 s。ACR-P添加量的增加显著地影响了PVC/CaCO_(3)/ACR-P复合材料的力学性能和加工性能,当ACR-P添加量为10份时,复合材料的拉伸强度达到61.12 MPa,与PVC/CaCO_(3)相比,提高了87.6%;塑化时间由115 s缩至25 s。动态热机械分析测试显示PVC/ACR-P复合材料只有一个玻璃化转变峰,说明PVC树脂和ACR-P两相是一个相容体系。从扫描电子显微镜可以观察到PVC/CaCO_(3)复合材料中两相界面清晰,ACR-P的引入使复合材料的界面变得模糊,这表明复合材料的相容性得到改善,力学性能和加工性能得到提升。

含氮和硅的大位阻钨类配合物的合成及催化双环戊二烯聚合研究

采用氨基硅及苯氧基大位阻配体,对六氯化钨进行改性,辅以烷基氯化铝组成高效价廉的催化体系,从而合成出聚双环戊二烯工程塑料。既解决了催化体系与单体不相溶问题,同时又提高催化活性,降低了主催化体系对惰性条件的依赖性以及反应对单体高纯度的要求。实验表明,通过本催化体系催化合成的聚双环戊二烯材料具有良好的热稳定性能和优异的耐介质性能,有较高的附加值,应用前景十分广阔。

ABS树脂的冲击韧性极限及形变机理的研究

将苯乙烯-丙烯腈共聚物接枝聚丁二烯(PB-g-SAN)与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂按照一定比例熔融共混制备具有不同橡胶含量的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂。研究了橡胶含量对ABS树脂的冲击和拉伸行为的影响,以及ABS树脂的微观形态及形变机理。结果表明,ABS材料的冲击强度随着橡胶含量的增加先升高后降低;断裂伸长率随着橡胶含量的增大而增大;当橡胶含量较少时,橡胶粒子在基体相中发生聚集现象的可能性较小,分散性较好;随着橡胶粒子含量的增加,ABS树脂的主要增韧机理是由空洞化到银纹再到剪切屈服的转变。

SAM树脂对PC/ABS合金的改性研究

采用苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐三元共聚物(SAM树脂)代替PC/ABS合金中的部分SAN树脂,研究了SAM树脂在SAN树脂中的含量对不同胶含量的PC/ABS合金性能的影响。结果发现,用SAM树脂代替一部分SAN树脂后,PC/ABS合金的冲击强度和断裂伸长率随SAM树脂用量的增加略有增加,合金的拉伸屈服强度基本不变,熔体流动速率降低。SAM树脂引入后,PC/ABS合金的综合性能变化不大,共聚马来酸酐的引入并没有起到增容作用,部分性能的提高是由于SAM树脂与SAN树脂的分子特性不同引起的。

硅烷偶联剂改性玻璃纤维增强PA6研究

采用硅烷偶联剂对玻璃纤维(GF)进行处理,与PA6共混制备了玻璃纤维增强尼龙6复合材料(PA6/GF)。考察了硅烷偶联剂处理液的浓度对复合材料力学性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂可以附着在玻璃纤维表面,硅烷偶联剂处理液浓度对处理效果有影响。PA6/GF复合材料的弹性模量和断裂强度随玻璃纤维处理液浓度升高,先增加后降低,硅烷处理液浓度为1.5%时,出现最大值。硅烷处理液浓度对复合材料的冲击强度影响不大。

ABS树脂拉伸性能及形变机理的研究

研究了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂在不同温度和不同拉伸速率时的拉伸行为以及物理老化对其拉伸行为的影响。结果表明,屈服强度随测试温度的升高而下降,断裂伸长率并不随着测试温度的升高而提高,直到测试温度升高到接近ABS树脂塑料相的玻璃化转变温度时,断裂伸长率才显著提高;断裂伸长率随拉伸速率的增加而降低,在不同的拉伸速率下,ABS的形变区内均可观察到银纹现象;在较高的拉伸速率下,形成的银纹数量较多,但银纹较短,银纹的扩展得到了有效抑制;ABS树脂经物理老化后断裂伸长率明显降低,银纹数量增加并出现了空洞成串现象。

剑麻纤维/聚乳酸复合材料的制备及性能研究

采用蒸馏水、Na OH溶液、干法接枝马来酸酐(MAH)、酰化接枝月桂酸(GML)四种方式处理剑麻纤维(SF),用压制成型法制备纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。利用红外光谱表征处理后的剑麻纤维。通过力学性能测试和扫描电镜分析表明,复合材料随着纤维含量的增多、层数增加,冲击强度与拉伸强度明显提高。加入70%的同向交错四层纤维时,SF/PLA复合材料的拉伸强度提高到104.5 MPa、冲击强度提高到135.86 J/m。纤维表面处理可以明显改善复合材料的界面相容性。

二乙基次膦酸铝的合成及其协同阻燃软线材料研究

采用格氏试剂法合成了二乙基次膦酸铝,通过傅里叶变换红外光谱对反应产物进行表征,结果表明其特征峰均与二乙基次膦酸铝的特征峰相吻合,通过热失重分析了其热稳定性,结果表明热稳定性较好。将其作为阻燃剂与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、阻燃成炭剂聚苯醚(PPO)共同加入到软线材料中。测试软线材料的阻燃性能和热稳定性。软线材料的垂直燃烧级别可达到UL94 V-0级,达到了较好的阻燃效果。

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备与性能研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)以及二羟基甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯(WPU)预聚体,在此基础上加入环氧树脂(EP,E-44)制备了环氧树脂改性水性聚氨酯(PUE)复合乳液。探讨了不同环氧树脂含量对复合乳液性能的影响,并对胶膜的力学性能、吸水率、接触角和热性能等进行了表征。结果表明,适量的环氧树脂改性过后的复合乳液比较稳定;随着环氧树脂含量的增加,乳液粒径和黏度增大,同时胶膜的拉伸强度增大,水的接触角增大,胶膜的热稳定性增加。E-44质量分数为7%~9%时,复合乳液及其胶膜的综合性能较好。

含氟丙烯酸酯改性水性聚氨酯的合成及性能研究

采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等为主要原料,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为接枝剂,全氟辛基乙基丙烯酸酯(FA)为改性剂,合成了一系列含氟丙烯酸酯改性的水性聚氨酯乳液(WPUFA),并干燥成膜。考察了FA用量对WPU/WPUFA乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、接触角、力学性能和热重分析(TGA)等手段对其进行表征。结果表明,FA成功接入到水性聚氨酯分子链中;随着FA含量增加,乳液粒径增大,胶膜接触角变大,吸水率变小,拉伸强度变大,断裂伸长率变小;FA的引入使胶膜耐热性能变好,当FA在胶膜中的质量分数为40%时,胶膜的综合性能最佳。

ABS树脂用水性抗氧剂制备工艺及机理研究

采用低能相反转法,研究了水性抗氧剂乳液的制备工艺及机理及其在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂中的抗氧化效能。研究结果表明,复配型表面活性剂的乳化效能要优于单表面活性剂,最终乳液的粒子尺寸可达208 nm,单峰分布,Zeta电位值为-45.6 mV。从水性抗氧剂乳液的贮藏稳定性曲线图中并没有观察到分层现象。与抗氧剂粉末相比,水性抗氧剂乳液能快速均匀分散在ABS乳液中,有效降低了聚合物的降解。在ABS乳液中加入水性抗氧剂乳液后,氧化诱导时间达51.8 min。

环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液的研究

以聚四氢呋喃二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为接枝剂,双酚A型环氧树脂E-44与甲基丙烯酸八氟戊酯(FA)为改性剂,制备了环氧树脂-含氟丙烯酸酯-水性聚氨酯杂化乳液(EWPUFA)。通过粒径、红外光谱(FT-IR)、拉伸强度、接触角、吸水率、X射线衍射(XRD)等分析和测试,考察了E-44用量对EWPUFA乳液及胶膜性能的影响。结果表明,E-44用量的增加提高了胶膜的拉伸强度,降低了胶膜的断裂伸长率、接触角、吸水率与结晶能力。

樟脑磺酸掺杂聚苯胺的合成及性能研究

采用溶液聚合法,用樟脑磺酸(CSA)在间甲酚(m-c)与三氯甲烷(ch)的混合溶剂中对聚苯胺进行掺杂,掺杂能够使聚苯胺在保持较好溶解性的同时,提高其电导率。当PANI/CSA(mol/mol)=1/50时,制备出了电导率高达400 S.cm-1的PANI-CSA自支撑膜。采用四探针法测量了掺杂态聚苯胺的电导率,并用红外光谱(FT-IR)和热失重(TG)等方法表征了樟脑磺酸和盐酸掺杂的聚苯胺的结构和形态。

甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物的合成及热性能

通过溶液聚合法,在不同的反应温度、不同马来酸酐投料质量百分比的条件下,合成了甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物P(MMA-co-MAH)。通过傅立叶红外光谱以及滴定法对合成的P(MMA-co-MAH)共聚物进行表征,结果表明,在实验条件下甲基丙烯酸甲酯(MMA)与马来酸酐(MAH)均能发生共聚合反应。提高共聚合反应温度以及马来酸酐的投料比都能够显著提高P(MMA-co-MAH)共聚物中的马来酸酐含量。通过对P(MMA-co-MAH)共聚物的热失重分析,利用Ozawa及Kissinger方程研究了共聚物的降解动力学,结果表明,P(MMA-co-MAH)共聚物的热稳定性受聚合反应温度和马来酸酐投料比的共同影响,共聚物中马来酸酐含量对P(MMA-co-MAH)共聚物的热稳定性起决定性作用。

不同反应基团接枝POE增韧PET研究

采用熔融接枝法在聚烯烃弹性体(POE)上分别接枝三种不同的反应性单体马来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA),制备了POE-g-GMA,POE-g-MAH,POE-g-AA,考察了三种不同反应基团接枝的POE对PET的增韧效果。采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)证实三种反应单体成功接枝到POE分子链上。结果表明,PET/POE-g-GMA共混物的冲击强度、相容性明显高于PET/POE-g-AA与PET/POE-g-MAH共混物,熔体流动速率明显降低。POE-g-AA与POE-g-MAH不能有效增韧PET,而POE-g-GMA是PET的有效增韧剂。

PBT／ABS共混物中游离SAN链段的作用研究

采用种子乳液聚合技术合成核/壳质量比为60/40的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)核-壳结构改性剂,将ABS改性剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)熔融共混,制备PBT/ABS共混物。考察了ABS改性剂中游离的苯乙烯-丙烯腈(SAN)链段对PBT/ABS性能的影响。结果表明,游离链段对共混物相容性影响不大,但能够显著降低共混物的加工黏度,并且可以提高共混物的冲击强度、弯曲强度和断裂伸长率。也就是说,ABS改性剂中游离链段的存在对共混物的性能起积极作用。

聚乳酸与聚甲基丙烯酸甲酯相容性的研究

采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混物,用差示扫描量热仪(DSC)来研究PLA/PMMA共混物的相容性问题。研究结果表明,在所研究的PMMA摩尔质量范围内,无定形聚乳酸(DL-PLA)与PMMA具有较好的相容性,并符合Gordon-Taylor公式。当结晶型聚乳酸(PLLA)与PMMA熔融共混时,PMMA的引入破坏了PLLA的结晶,PLLA与PMMA也表现出良好的相容性。

PA1012/SMA共混物的制备及性能研究

采用双螺杆挤出方法制备尼龙1012(PA1012)/苯乙烯-马来酸酐(SMA)共混物,研究了SMA含量对PA1012/SMA共混物力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)研究了PA1012/SMA共混物的微观形态。结果表明,加入SMA,共混物冲击强度呈先增加后降低趋势,共混物拉伸强度和弹性模量降低。当SMA含量为0.5%时,PA1012/SMA共混物冲击强度最大,高达298 J/m,为韧性断裂,力学性能较优;PA1012/SMA共混物比纯PA1012结晶温度升高10℃,有利于结晶;SEM观察到随着SMA分散相粒子含量的增加,在PA1012基质中分散更明显且均匀。

环氧官能化弹性体增韧PET的研究

通过熔融接枝反应,分别在弹性体乙烯/辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)上成功接枝了甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA),制备出SEBS-g-GMA、EPDM-g-GMA、POE-g-GMA,考察了3种弹性体对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的增韧效果。结果表明:熔融接枝GMA后,在弹性体与PET之间引入了化学反应,明显减小了三种弹性体在PET中的分散相尺寸,降低了共混物的熔体质量流动速率,增加了PET与弹性体间的相容性。SEBS-g-GMA不能有效增韧PET,而POE-g-GMA与EPDM-g-GMA是PET的有效增韧剂。