含受阻酚丙烯酸酯的拟合氢键相对含量与阻尼性能的关联

通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)桥接,分别设计合成了受阻酚AO1035、AO80、AT245、CA和AO1010丙烯酸酯大分子单体(HP-I-H),并与其他丙烯酸酯通过半连续种子乳液共聚,制得了含受阻酚结构丙烯酸酯乳液(HPPA)。以HPPA傅里叶红外光谱(FT-IR)数据为基础,对其3700~3000 cm-1处进行分峰拟合,定性、定量地分析了HPPA的氢键种类及强度。采用动态力学分析仪(DMA)对HPPA的阻尼性能进行表征,结合氢键相对含量分析材料阻尼性能变化的原因。结果表明:A35PA、ATPA、A10PA和CAPA的阻尼温域(TR)与总氢键相对含量呈正相关,总氢键相对含量越多,材料的TR越大。对于空间位阻较小的A35PA和ATPA,其阻尼性能与氢键相对含量相关性大;对于A80PA、A10PA和CAPA这3种空间位阻大的聚合物,材料的阻尼性能和氢键相对含量主要受到空间位阻的影响。

双重交联核壳型聚丙烯酸酯乳液的制备及性能研究

以双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、多官能度丙烯酸酯单体、丙烯酸正丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、叔碳酸乙烯酯(VV10)为共聚单体,采用预乳化及半连续种子乳液聚合工艺,合成了具有核壳结构的双重交联聚丙烯酸酯乳液。作为对比,合成了双丙酮丙烯酰胺(DAAM)-己二酸二酰肼(ADH)单交联型聚丙烯酸酯乳液。对2种乳液的粒径大小及分布,两种乳胶膜的耐水性能、力学性能、玻璃化转变温度(T_g)及涂膜的光泽度进行了系统的研究和对比。结果表明:乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(DO5-PETA)和双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)改性的双重交联型聚丙烯酸酯乳液相比于单交联型具有更小的粒径及更窄的粒径分布;此外,双重交联的聚丙烯酸酯乳胶膜的耐水性、力学性能、光泽度有明显提高,应用性能良好。

UV固化的水性含氟聚氨酯的制备与表征

合成了一种含短氟碳链的扩链剂(HFIP-IPDI-TMP),并将其应用于水性光固化体系,制备了UV固化水性含氟聚氨酯(UV-WFPU)乳液。利用红外光谱和核磁共振氢谱对HFIP-IPDI-TMP的结构进行了表征,研究了氟含量对UVWFPU乳液粒径、乳液的力学稳定性及乳胶膜的动态力学性能、水接触角、表面形貌和力学性能的影响。结果表明,HFIP-IPDI-TMP的引入有效提高了UV-WFPU膜的疏水性和拉伸强度,氟元素的引入提高了UV-WFPU膜表面的粗糙程度。随着HFIP-IPDI-TMP用量的提高,乳液粒径、玻璃化转变温度和tanδmax逐渐增大,断裂伸长率下降。当有机氟含氟量为3.5%时,UV-WFPU3的疏水性能最佳,胶膜的水接触角为96°,此时的乳液粒径为52.3nm,固化物的拉伸强度为12.31MPa,断裂伸长率为213%。

含短氟碳链结构水性环氧树脂的制备及性能

采用环氧树脂(E-44)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇(HFIP)、二乙烯三胺(DETA)为主要原料,合成了一种含短氟碳链结构的水性环氧乳化型固化剂,并与氟改性环氧树脂乳化配制成一种环保、疏水型含短氟碳链结构的水性环氧树脂。采用接触角测定仪、FTIR、AFM、TGA和DMA对该树脂的结构、固化膜的表面性能、热性能及力学性能进行表征和考察。结果表明:与无氟体系相比,含氟结构改性的环氧体系的耐热性和疏水性得到一定程度的提高,较低的氟含量2.4%(氟元素在环氧固化物中的质量分数,下同)即可达到疏水的效果。随着氟含量增加到5.1%,环氧树脂固化膜的铅笔硬度从3H提高到5H,但是附着力降低了1级,玻璃化转变温度从68℃提高到了80℃,同时表面粗糙程度也得到提高,使得水接触角进一步增大到最佳的98°,得到的固化膜具有最佳的热稳定性,其最大热分解温度为373.1℃。

宽阻尼温域聚丙烯酸酯的制备及性能

为获得宽阻尼温域高分子材料,采用双酚型AT245和多酚型CA受阻酚化合物,通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)桥接,成功制备了两类受阻酚聚丙烯酸酯大分子单体AT-I-H和CA-I-H(统称为HP-I-H),用红外光谱、电喷雾质谱和热重分析对HP-I-H的结构和热稳定性进行了表征。采用乳液聚合法,利用HP-I-H与其他丙烯酸酯单体共聚实现了含受阻酚结构聚丙烯酸酯ATPA和CAPA(统称为HPPA)的制备。通过热重分析、动态力学分析仪、万能材料实验机对该乳胶膜的热性能、阻尼性能及力学性能进行了考察。结果表明:AT-I-H、CA-I-H、ATPA和CAPA在200℃以下热稳定性良好;AT-I-H提高ATPA的初始分解温度,提升其热稳定性。CAPA的阻尼温域均达到200℃以上;加入相同质量分数HP-I-H后,CAPA比ATPA的阻尼温域更宽、阻尼积分面积更大,因此CAPA的阻尼性能更为优异。HPPA的拉伸强度随着HP-I-H质量分数的增加,先升高后降低,当HP-I-H质量分数达到7.5%时,拉伸强度最大;CAPA的拉伸强度均比加入相同质量分数的ATPA大。

大分子抗氧剂的制备及性能

以六氟异丙醇、丙烯酸羟乙酯和受阻酚AO1010为主要原料,制备了一种大分子抗氧剂,通过红外光谱对其化学结构进行了确认。采用动态力学分析仪、接触角测定仪和万能材料试验机对该乳胶膜阻尼性能、表面性能及老化前后的力学性能进行了测试。结果表明:所制的大分子抗氧剂具有一定的抗热氧老化作用,在同样的老化条件下,表现出不同于常规丙烯酸酯的老化行为;DMA数据显示,该大分子抗氧剂同时具有较好的阻尼性能,其阻尼温域十分宽泛,为-83.76~200.00℃。氟结构的引入提升了乳胶膜的疏水性,对水接触角最大为84.46°。