Pickering乳液聚合法原位制备杂化乳胶粒子

有机-无机杂化乳胶粒子在涂料、电子、催化和医疗等领域具有广泛的用途。Pickering乳液聚合由固体粒子作为稳定剂稳定两相界面,不需要使用表面活性剂,可以用来制备有机-无机杂化乳胶粒子。本研究使用溶胶凝胶法制备了二氧化硅纳米粒子,并将其用作Pickering乳液聚合的稳定剂,制备有机-无机杂化乳胶粒子。将二氧化硅粒子分别以粉末体系和溶胶体系引入到无皂乳液聚合反应中,系统探讨了单体和引发剂类型、体系pH值等实验条件对杂化乳胶粒子形貌的影响。反应单体与水之间的界面张力对二氧化硅粒子的吸附具有明显影响,较大的界面张力更容易促进二氧化硅粒子在聚合物乳胶粒表面的吸附。本研究结果对于厘清Pickering乳液聚合机理以及无机粒子在两相界面上的吸附机制具有重要价值。

胶体颗粒稳定的界面及胶体颗粒在界面的相互作用

胶体颗粒稳定的分散体系如乳液、泡沫和气泡等体系在众多研究领域吸引了越来越多的关注。胶体颗粒的吸附机理、油-水界面和气-水界面的胶体颗粒稳定机制以及吸附于界面的胶体颗粒乳液相互作用对这些分散体系的实际应用至关重要。虽然在相关方面已经有众多研究,胶体颗粒对界面的稳定作用和胶体颗粒之间的相互作用仍然存在很多问题,值得进一步研究。在本文中,我们首先系统地回顾了历来胶体颗粒稳定的乳液和气泡体系的研究,并概括地介绍了在该领域内较为重要和较为成熟的研究进展,包括乳液、泡沫和液体弹珠等。人们早已认识到胶体颗粒在界面的吸附现象,在学术上的探讨也已经超过一个世纪。上世纪八十年代有研究者提出了定量的理论模型来描述这种现象。该理论从自由能降低的角度解释了为何胶体颗粒会吸附到界面上,并且能将胶体颗粒对两相的浸润性与乳液和泡沫体系的稳定性联系起来。在乳液稳定性方面,有大量的研究支撑了上述理论;研究者们制备了具有响应性的乳液体系,如pH/温度响应性。之后,我们讨论了吸附在界面的胶体颗粒的相互作用的最新进展,并提出了该领域内尚未解决的问题。由于需要精密的仪器和熟练的操作技巧,胶体颗粒在界面的相互作用实验和理论研究之间还存在巨大的差距。虽然弯曲界面更为常见,实验上通常采用水平界面作为模型界面来研究胶体颗粒在界面的相互作用。胶体颗粒在界面的引入会由摩擦导致电荷存在,这很可能是长程静电相互作用的原因。最后,我们介绍了胶体颗粒稳定的分散体系的在包埋、食品、控释和干水的制备等领域的应用。使用乳液液滴作为平台,是制备包埋体系的主要手段之一。吸附在界面的胶体颗粒,不仅可以稳定界面,也可以作为胶体微胶囊的壁材。使用自然来源的胶体颗粒为稳定颗粒,乳液体系可方便地应用于食品相关领域。近年来由于其全部由水相构成,水-水体系吸引了越来越多的关注。气-水界面与油-水界面具有相同的稳定机制,我们对一些基于气-水界面的应用进行了探讨。我们希望借由该篇文章鼓励更多的研究人员参与到胶体颗粒稳定界面的研究中来,并基于此开发出越来越多的新颖应用。

皮克林(Pickering)乳液聚合及其在胶粘剂等领域的应用

皮克林乳液聚合不需要或者仅需少量表面活性剂,可以制备高性能的水性聚合物分散体系,能够解决表面活性剂的迁移、吸水等因素对水性胶乳体系胶粘剂、涂料等应用带来的问题,对于开发高性能的水性胶粘剂具有重要价值。本文系统介绍了皮克林乳液聚合的理论基础、聚合机制及其在胶粘剂和涂料等领域的应用。

杂化型抗菌粒子的制备及其在光固化涂料中的应用

制备了一种兼具光交联和抗菌特性的季铵化巯基二氧化硅杂化粒子,采用红外与拉曼光谱对其结构进行了表征。将该杂化粒子添加到光固化涂料中,对涂膜的光固化过程、涂层基本性能及其抗菌性进行了研究。结果表明:该杂化粒子的加入能够提高涂膜的双键转化率,并赋予涂层优良的抗菌性;涂层的铅笔硬度、耐划伤性以及热稳定性等均有不同程度的提高。

聚天门冬氨酸酯基聚氨酯-脲丙烯酸酯的制备及性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、丙烯酸羟乙酯(HEA)以及3种不同主链结构的聚天门冬氨酸酯(PAE)为原料,制备了3种基于PAE的聚氨酯-脲丙烯酸酯低聚物。通过傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了表征;研究了由这些低聚物所形成的UV固化涂层的机械性能,讨论了低聚物化学结构对涂层性能的影响。结果表明:以含双脂环结构的PAE制得的低聚物赋予了固化涂层较高的拉伸强度(48.34 MPa)以及铅笔硬度(3H);而以含聚醚链段的PAE制备的低聚物赋予了固化涂层良好的耐冲击性(70 cm)以及附着力(1.95 MPa)。因此,通过对低聚物的分子结构进行调整,可以设计出综合性能优异的UV光固化涂层。

关于瞳孔距离测量方法的商榷

本文同时用两种方法测量1000人的瞳孔距离,根据检查结果的统计分析,准确的瞳孔距离测量方法应该是测量从一眼的瞳孔鼻侧缘到另一瞳孔的颞侧缘的距离,与从角膜缘测量的结果相差显著(P<0.01),作者认为从瞳孔缘测量瞳距比较准确。(其数值为男性平均59.97±0.13mm,女性平均58.92±0.16mm)。并分析了我国人的瞳孔位置,只有0.8％在角膜中央,余均偏向鼻侧。

光敏聚氨酯丙烯酸酯固化收缩应力的影响因素

光敏聚氨酯丙烯酸酯体系的光固化速度快,然而快速的聚合动力学会导致树脂在光聚合过程中内应力释放受到阻碍,出现严重的聚合收缩现象,使体系双键转化率降低,光固化材料性能较差。为了了解性能与聚合过程之间的关系,文中采用中红外光谱仪和光流变仪相结合的技术来监测光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUA)的光聚合过程。结果发现,引发剂含量增加可以提高固化速率,降低聚合过程中的法向应力;UV光强降低会减少收缩应力,但同时也会降低体系的双键转化率。当单体官能度增加,凝胶点推迟出现,收缩应力降低。随着稀释剂单体中乙氧基柔性链增加,固化材料的柔韧性增大,从而收缩应力降低。

Pickering乳液法制备复合壳层微胶囊及其在涂料中的应用

以水包油(O/W)型Pickering乳液为模板,经UV光聚合法制备复合壳层中空微胶囊,探究了乳化剂纳米粒子的加入方式、粒径和光敏低聚物PUA对微胶囊壳层的影响,并将微胶囊加入到树脂涂层中,探究微胶囊作为填料对涂层基本性能的影响。使用傅立叶变换红外光谱、扫描电镜、光学显微镜、热重等仪器对微胶囊结构进行表征,并对涂层性能进行了测试。结果表明:乳化剂SiO_2-E纳米粒子加入到油相中制备得到的中空微球表面镶嵌有SiO_2-E纳米粒子;乳化剂纳米粒子粒径的增加,影响中空微球的形貌但对尺寸无影响;当PUA的质量分数从10%增加到30%时,中空微胶囊表面分布的纳米粒子减少,断裂伸长率从11.1%增加至34.5%,而最大拉伸应力从21.5 MPa降低至12.1 MPa。中空微胶囊加入到涂料中,随中空微胶囊含量的增加,涂层的铅笔硬度提高且附着力良好。

SiO_(2)纳米粒子对UV固化涂层硬度及耐磨性的影响

为了探究SiO_(2)纳米粒子对UV固化涂层硬度及耐磨性的影响,通过Stöber法制备了粒径为40 nm的SiO_(2)纳米粒子,并使用硅烷偶联剂KH570对其表面进行改性,以提高其在UV固化树脂中的分散性。系统研究了SiO_(2)纳米粒子的添加状态及硅烷偶联剂添加量对其在UV固化涂层中分散性的影响。结果表明:使用SiO_(2)纳米粒子与UV固化活性稀释剂组成的分散液能够在UV固化树脂中得到良好的分散,并且随着硅烷偶联剂添加量的增加,其在UV固化树脂中的分散性逐渐提高。此外添加SiO_(2)纳米粒子后涂层的双键转化率仍然维持在70%,光固化速率基本没有变化。随着SiO_(2)纳米粒子的添加量达到10%,不同配方的光固化涂层的铅笔硬度都有1~2个等级的提升,且耐磨性有所提高。

二氧化硅粒子在油-水界面上的竞争性吸附:粒径及长径比的影响

将光固化技术与Pickering乳液相结合,通过扫描电子显微镜即可观察粒子在界面上的吸附行为。探究了油相中加入不同粒径的二氧化硅球形粒子在油-水界面上的竞争性吸附行为。在相同质量分数下,小粒径的球形二氧化硅粒子会优先吸附在界面上,而且会抑制大粒径粒子的吸附。当油相中存在不同粒径、数量相同的球形二氧化硅粒子时,大粒径的球形二氧化硅粒子则优先吸附。棒状二氧化硅粒子以“躺”的方式吸附在界面上。

叔碳酸缩水甘油酯改性碱溶性酚醛环氧丙烯酸酯的研究

为了获得高分辨率和耐侧蚀性能优异的阻焊油墨,本文利用叔碳酸缩水甘油酯(E10p)对碱溶性酚醛环氧丙烯酸酯进行改性,并将其应用到阻焊油墨体系。实验结果表明,该改性树脂具有优异的感光性,同时涂层性能测试表明该树脂具有优异的耐热性及柔韧性。与未改性树脂相比,该树脂所制备的阻焊油墨分辨率由75μm线距提高到50μm,侧蚀由37.5μm降低到24.5μm,表现出了更高的分辨率及更优的耐侧蚀性。