一步法制备聚脲多孔材料及其对染料的吸附

以甲苯二异氰酸酯为单体,在水和丙酮混合溶剂中不用致孔剂且无需任何高分子改性一步法合成了聚脲多孔材料(PPU),通过扫描电镜和BET氮气吸附法对其表面形貌和孔参数进行了表征.以酸品红(AF)溶液模拟染料废水,对其在PPU上的吸附进行了研究,讨论了pH、吸附时间、AF初始浓度及吸附剂用量对吸附过程的影响,优化了吸附条件.结果表明,PPU对染料AF具有优异的吸附效果.PPU在30℃,pH=3时对AF的最大吸附量为44.60 mg/g.PPU对AF的吸附过程更接近于Langmuir等温吸附的单分子层吸附机理.PPU对水溶性染料刚果红(CR)也有很好的吸附能力.使用水、乙醇和水混合溶剂以及NaOH水溶液对染料吸附后的解吸附结果表明,乙醇和水混合溶剂对吸附染料的解吸效率最高,对2种染料的解吸附都达90%以上.解吸后PPU的再吸附能力略有下降,但第三次吸附量仍达到首次吸附的80%以上.

聚氨酯改性用有机硅的种类及其改性机理

聚氨酯改性用有机硅的种类有4种,分别对这4种有机硅共聚改性聚氨酯的研究进行了论述,介绍了复合材料的改性机理、性能和应用。

功能高分子开展“课程思政”教育的探索与实践

力求在教学内容不断拓展、教学方法不断丰富的同时,积极开发利用高分子专业课的思想政治教育资源,将思想政治与理论课程相融合,推进功能高分子课程思政教学改革。提出了功能高分子开展课程思政改革的紧迫性,指出该课程与课程思政元素的映射与融入点,阐述了将课程思政元素与理论课程教学相融合的教学方法。坚持知识传授与价值引领相结合,在功能高分子授课中融入培养大学生理想信念、价值取向、政治信仰、社会责任的题材与内容,使学生更加明确思想信念,提升心理素质,端正价值取向,增强社会责任感,为社会发展培养德才兼备、全面发展的高素质高分子人才。

丙烯酸系交联缔合型增稠剂的制备及表征

以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸乙酯(EA)和亲水性聚氧化乙烯长链末端连有疏水性烷基长链的功能单体(BEM)为原料,采用半连续乳液聚合方法,合成交联剂邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)的质量分数不同的憎水改性交联缔合型增稠剂乳液。测定乳液基本性能,对其碱溶液黏度和透光率随pH值的变化进行表征。结果表明,随NaOH溶液的加入,乳液的pH值升高,其透光率迅速增大达到最大值后基本不变;而其黏度随pH值的变化趋势是先迅速升高后缓慢下降;交联剂用量对增稠剂碱溶液的以上行为有明显影响;聚合时加入少量交联剂可提高增稠剂的增稠效果及其抗剪切性能,但其使用量超过单体质量0.1%时则会明显降低其增稠效果。

丙烯酸酯偶联剂在丙烯酸酯改性聚氨酯杂化材料中的反应活性

合成烯丙基甘油醚(AG)作为一种新型双羟基偶联剂用于聚氨酯(PU)与丙烯酸酯聚合物(PAC)的改性材料。采用核磁共振、红外光谱和气相色谱等对其进行表征。研究偶联剂AG和HEA与PU预聚体和丙烯酸酯单体的反应性。实验结果表明:随着偶联剂(AG和HEA)与PU反应温度的升高,异氰酸酯(NCO)的转化率逐渐增加;使用AG为偶联剂时,PU和AC未发生接枝反应;使用HEA为偶联剂时,明显发生了预期的接枝反应。当n(HEA)∶n(NCO)<1时,随HEA用量增加,PU与AC的接枝率逐渐增加;当n(HEA)∶n(NCO)>1时,继续增加HEA用量PU接枝率变化不大。

聚氨酯改性用有机硅的种类及其改性机理

聚氨酯改性用有机硅的种类有4种,分别对这4种有机硅共聚改性聚氨酯的研究进行了论述,介绍了复合材料的改性机理、性能和应用。

聚脲多孔材料的简单制备及在酶固定和手性拆分中的应用

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为单体,在水与丙酮混合溶剂中通过沉淀聚合一步法制备了富含胺基的聚脲多孔材料(PPU),通过扫描电镜和压汞法对其表面形貌和孔结构进行了表征.PPU经戊二醛(GA)活化后用于荧光假单胞菌脂肪酶(PFL)的固定,考察了GA活化过程中GA浓度对酶固定量及固定酶活性的影响.结果表明,PPU是一种粒子尺寸分布在30~50μm范围的形状不规则的多孔粒子,孔径在2 nm^100μm之间呈连续分布.在pH=8.0的缓冲溶液中用0.17 mol/L的GA对PPU进行改性,将改性后的PPU用于PFL的固定,当酶溶液浓度为2.56 mg/m L时,得到酶的最大固定量为95.2 mg/g,固定酶的活性为375 U/mg,相对活性为76%.将此固定酶作为催化剂,用于1-苯乙醇外消旋化合物的手性拆分,并与游离酶催化的结果相比较.结果表明,固定酶的反应活性和立体选择性都明显优于游离酶.通过沉淀聚合制备的聚脲多孔材料在酶固定及手性分子拆分方面具有应用前景.

单分散聚合物微球的制备及应用

单分散聚合物微球是一类新型的高聚物材料,其制备方法多样且应用广泛。本文主要介绍了单分散聚合物微球常用的制备方法及其应用。单分散聚合物微球因具有粒径均一、表面可修饰等特点,在药物载体、生物分离、光子晶体等许多领域有着广泛的应用,引起国内外学者越来越多的关注。

以单分散P(DC-TMPTA)聚合物微球为Pickering乳液稳定剂制备石蜡乳液和石蜡微球

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和1-十二烯(DC)为单体,不使用任何乳化剂或分散稳定剂,通过沉淀聚合制备了高度单分散P(DC-TMPTA)的聚合物微球颗粒.以此聚合物微粒为Pickering稳定剂,不添加任何化学助剂,以乙醇-水混合介质在70℃下通过恒速振荡制得了单分散石蜡Pickering乳液.将该体系迅速降温至石蜡熔点之下,制得了窄分布的固体石蜡微球.研究了连续相水含量、振荡频率及稳定粒子尺寸对Pickering乳液及石蜡微球的影响,优化了石蜡乳液和微球的制备条件.利用扫描电子显微镜对石蜡微球的表面和内部形貌进行了表征,结果表明P(DC-TMPTA)微球全部聚集在石蜡液滴和固化后的石蜡微球表面.基于石蜡微球和聚合物稳定粒子的尺寸,计算了不同条件下石蜡微球表面聚合物粒子的数量.通过聚合物粒子在石蜡-乙醇和水混合溶液界面的三相接触角以及石蜡-乙醇和水混合溶液界面张力的测定,计算了聚合物粒子在石蜡-乙醇和水混合溶液界面吸附能,为解释该体系Pickering乳液的稳定性提供了理论支持.

粉体碳酸钙研究进展

碳酸钙是一种十分重要的无机工业原料,它廉价易得且用途广泛。本文主要介绍了碳酸钙粉体的制备方法、形貌分类及其表面改性。目前碳酸钙制备方法主要有复分解法和碳化法两种,粉体碳酸钙的形貌可以分为立方形、球形、针形、纺锤形、片形等,碳酸钙通过表面改性可以使其更好的应用于不同行业,因此对碳酸钙粉体的研究具有重要意义。

SiO_2用量对单分散聚脲多孔微球的影响

通过沉淀聚合,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为单体,质量比为3:7的水与丙酮的混合溶液为溶剂,Si O2纳米颗粒为模板制备Si O2/聚脲复合微球,用Na OH溶液刻蚀掉Si O2后得到聚脲多孔微球。固定IPDI用量,改变模板Si O2纳米颗粒的用量制取聚脲多孔微球,用扫描电子显微镜观察微球的形貌,并对聚脲多孔微球的粒径、单分散性进行了测算。结果表明,不加Si O2纳米颗粒制得的实心聚脲微球粒径不均一,加入Si O2纳米颗粒后,制得的聚多孔脲微球的粒径增大,单分散性提高。

甲苯二异氰酸酯蒸馏残渣常压水解回收甲苯二胺

甲苯二异氰酸酯(TDI)是一种重要的有机化合物,主要由甲苯二胺(TDA)通过光气化反应来制备。对光气化反应产物蒸馏后产生不同分子量且不溶于水的残渣废料,即TDI蒸馏残渣。这些残渣的量相当可观,对环境造成严重危害。目前最常用的残渣处理方法是高温高压水解,同时获得重要工业原料TDA。本文介绍一种简单的TDI残渣处理的新方法。以乙二醇或者三乙四胺或者二者混合物为溶剂,以氢氧化钠为水解促进剂,通过常压水解,无需任何外加高压即可以实现TDI残渣的水解并回收重要工业原料TDA。对影响TDA产率的实验条件,如乙二醇用量、三乙四胺用量、回流时间、氢氧化钠用量以及水解反应时间进行了探讨,优化了水解实验条件。实验结果表明,在优化条件下,TDA的回收率最高可达TDI残渣的54.44%。在实验结果的基础上本文也对TDI残渣的水解机理进行了初步分析。

沉淀聚合制备单分散聚脲微球及其表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为单体,在水与丙酮或水与乙腈的混合溶剂中通过沉淀聚合制备了单分散聚脲(PU)微球。探讨了单体用量和混合溶剂种类及其配比对微球产率及粒径等的影响,并对静置与振荡两种聚合条件下的聚合过程进行了比较,通过红外和热失重对微球进行了表征。结果表明,微球产率及粒径随单体用量逐渐增加。当水/丙酮质量比及IPDI用量相同时,静置和振荡两种聚合方式下所得微球的产率基本相同,但在保证所制备微球高度单分散的前提下,静置聚合条件下能够允许的单体加入量比振荡时高,而且所得微球的单分散性更好。在静置聚合条件下以水和丙酮为溶剂制备单分散微球时,单体用量最高为11.0%,微球产率为88.5%;而在水和乙腈混合溶剂中制备单分散微球时,IPDI用量最高可达21.0%,微球产率为93.1%,比在水丙酮中聚合时的微球产率明显提高。红外和热失重检测显示,所得微球富含胺基,且微球聚合物具有较高的热稳定性。

偶联剂对丙烯酸酯改性聚氨酯聚合物接枝率和乳液性能的影响

合成了含双羟基的甲基丙烯酸甘油酯(GM)并将其作为偶联剂用于聚丙烯酸酯(PAC)对水基聚氨酯(PU)的改性.采用核磁共振、红外光谱和气相色谱等对GM进行了表征.分别以该双羟基GM和单羟基的丙烯酸羟乙酯(HEA)与异氰酸酯基(NCO)封端的PU预聚体进行反应以在PU分子链上引入双键,然后再与丙烯酸酯类单体通过自由基聚合制备了丙烯酸酯改性聚氨酯(PU-AC)乳液.反应温度相同时,使用GM时NCO的转化率明显比使用HEA时的高,但PU与PAC的接枝率却明显比使用HEA时的低.改变PU预聚体与任何一个偶联剂的反应温度时,反应温度的升高都能使NCO的转化率及此后与AC发生接枝的PU明显增加.使用HEA作偶联剂时的乳胶粒粒径稍有增大,基本不受前期偶联剂与PU反应时反应温度的影响,所得末端含双键PU的分子量无明显变化;但使用GM作偶联剂时,随着GM与PU预聚体反应时温度的升高,复合乳液乳胶粒径迅速增大,粒径分布明显变宽.所得含双键PU的分子量随GM用量的增加有2种情况:当体系中羟基与异氰酸酯基摩尔比,即n(OH)/n(NCO)<1时,含双键PU的分子量随GM的增加而上升;当n(OH)/n(NCO)>1时继续增加GM用量反而使PU分子量降低.固定反应温度在75℃,当n(OH)/n(NCO)<1时,无论使用哪个偶联剂,其用量的增加都能使最终乳液聚合物中PU的接枝率逐增加,但n(OH)/n(NCO)>1后对PU接枝率的影响不明显.

聚硅氧烷-聚丙烯酸酯-聚氨酯三元复合乳液的制备与表征及其胶膜性能

用异佛尔酮二异氰酸酯与仲羟基封端的聚硅氧烷(PMTS)反应在聚硅氧烷分子链端引入异氰酸酯基团,然后将其与聚丙二醇、二羟甲基丙酸等反应制备聚硅氧烷改性聚氨酯(PSU)预聚体,再以甲基丙烯酸甘油酯(GM)为偶联剂在PSU链上引入双键,最后加入丙烯酸酯单体和交联剂乳化后通过乳液聚合制备了偶联型聚硅氧烷聚丙烯酸酯改性聚氨酯(PSU-X-AC)三元复合乳液.同样条件下不使用偶联剂制备了非偶联型三元复合乳液(PSU-AC).无论是否使用偶联剂,三元复合乳液的稳定性都明显优于不含PAC的PSU二元乳液.对于三元复合乳液及其胶膜的性能表征结果显示,与非偶联型PSU-AC三元乳液相比,偶联型PSU-X-AC乳液的乳胶粒尺寸较小,粒径分布更均一;偶联型三元乳液的表面张力较小;其胶膜的力学强度远优于非偶联型;除非在PMTS分子量较高的情况下,偶联型乳胶膜中未观察到非偶联型所见的相分离,偶联剂GM的使用对提高材料的憎水及力学性能有明显作用.PMTS分子量及其用量对乳液的乳胶粒径、表面张力和粘度影响不明显.但对于复合胶膜的性能来说,三元复合乳液聚合物中PMTS分子量及其用量存在上限,分子量上限值约为2000,其用量上限约为PSU二元聚合物的10%,在此之下PMTS的使用可以明显提高胶膜的力学及耐水性能.

聚硅氧烷聚丙烯酸酯改性聚氨酯三元复合乳液中偶联剂丙烯酸羟乙酯的作用

用异佛尔酮二异氰酸酯与仲羟基封端的聚硅氧烷(PMTS)反应在PMTS分子链端引入异氰酸酯基团,然后将其与聚丙二醇反应制得聚硅氧烷改性聚氨酯(PSU)预聚体,最后加入丙烯酸酯单体(AC)通过乳液聚合制备了非偶联型聚硅氧烷聚丙烯酸酯改性聚氨酯(PSU-AC)三元复合乳液.在PSU与AC聚合时加入丙烯酸羟乙酯(HEA)作为偶联剂在二者之间建立化学键联,制备了偶联型三元复合乳液(PSU-H-AC).对两系列三元复合乳液及其胶膜性能的表征结果显示,偶联型PSU-H-AC乳液的乳胶粒尺寸较小,粒径分布更均一.偶联型三元乳液的表面张力明显高于非偶联型乳液.偶联剂HEA的使用对抑制憎水性PAC与亲水性PU之间的相分离有显著作用,使其形成相结构均一的乳胶膜,耐水性有明显提高.PMTS的使用也可提高乳胶膜的憎水性,但只有当其分子量在2000以下,其用量不低于5.0 wt%时,乳胶膜的耐水性才有明显的提高.

丙烯酸羟乙酯对丙烯酸酯改性水性聚氨酯性能的影响

以异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸和聚丙醚二醇等为聚氨酯原料,丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为丙烯酸酯类单体,丙烯酸羟乙酯(HEA)为聚氨酯和聚丙烯酸酯间的偶联剂合成了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU-AC)乳液.首先建立并验证了一种测定PU接枝率,即PU与丙烯酸酯发生接枝的部分占PU总数的百分比的方法,然后探讨了加入HEA后的反应温度和HEA用量对PU接枝率、PU-AC乳胶粒径、胶膜吸水率和交联度等性能的影响.随着HEA与PU预聚体反应温度和HEA用量的提高,体系中的最终残余NCO逐渐降低.当HEA用量低于其加入前体系中残余NCO量时,增加其用量使PU接枝率和PU-AC乳胶粒径逐渐增加;当HEA用量大于体系残余的NCO量后继续增加其用量对PU接枝率和PU-AC乳胶粒径的影响不大.胶膜吸水率随着HEA用量的增加而降低.

含二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能单体的缔合型乳液增稠剂的制备及表征

以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯和不同量的功能单体二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(BEM)为原料,采用半连续乳液聚合方法合成了疏水改性碱溶性缔合型增稠剂乳液.测定了增稠剂乳液的粘度、透光率、乳胶粒粒径及其分布等性能,考察了不同固含量下乳液粘度和透光率随pH的变化情况.结果表明随着BEM用量的增加,乳胶粒粒径逐渐增大.随着pH值的增加,乳液的粘度首先迅速升高,然后缓慢下降.与不含BEM的增稠剂乳液相比,当乳液固含量大于0.5%,BEM含量占单体量低于5.0wt%时,该缔合型增稠剂的增稠效果和抗剪切性有显著提高,BEM含量较高(8.0wt%或更高)时反而使增稠效果和抗剪切性变差.在此基础上研究了增稠剂对苯丙乳液的增稠效应,结果显示BEM含量占单体量的2.5wt%时,对苯丙乳液的增稠作用最好.与使用功能单体三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯改性的增稠剂相比,含BEM的增稠剂在BEM用量较少的情况下就能起到明显的增稠效果.

从Hansen三维溶度参数探讨TMPTA-St在乙醇-水混合溶剂中沉淀聚合形成单分散聚合物微球的边界条件

以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)作交联剂,苯乙烯(St)作共聚单体,在不同TMPTA/St质量比下在乙醇与水的混合溶剂中进行沉淀聚合,对单体转化率和微球收率以及微球单分散性等参数进行了表征.对相应不同水含量的混合溶剂以及混合单体的Hansen三维溶度参数进行了计算,尝试对不同聚合条件下混合溶剂与混合单体的三维溶度参数进行比较以建立一个形成单分散微球的边界条件,为通过沉淀聚合制备单分散微球提供一个判断方法.在本文实验条件下,使用乙醇或其与水的混合物为聚合介质,当共混溶剂与共混单体的极性溶度参数之差Δδp和氢键溶度参数之差Δδh分别为5.0和12.4,9.2和20.1以及6.0和10.0 MPa1/2时,在由这3个实验点组成的区域之内进行沉淀聚合即可以制得单分散聚合物微球.当Hansen溶度参数之差(Δδp或Δδh)超出此范围时,沉淀聚合所制得聚合物微球分散度迅速变宽,甚至在聚合过程中凝胶化.色散溶度参数变化甚微,难以由此建立单分散微球的形成条件.

交联剂含量对憎水改性缔合型增稠剂性能的影响

以甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯和功能单体二十二烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯为原料,过硫酸铵为引发剂,变化交联剂邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)的量,采用半连续乳液聚合方法合成了DAP含量不同的憎水改性缔合型增稠剂乳液.测定了乳液的黏度和乳胶粒粒径及其分布等性能.考察了乳液运动黏度和透光率随pH的变化.随着pH值的增加,乳液的透光率先迅速增大,在pH为8.1左右达最大值;乳液的运动黏度随pH先迅速升高,然后缓慢下降.交联剂用量对增稠剂的性能有明显影响.对增稠剂聚合物轻度交联可提高其增稠效率及抗剪切性能;过多使用交联剂会明显降低其碱溶性,从而严重减弱其増稠效率.对实验数据进行了解析,对增稠剂的增稠机理进行了探讨.