有机硅改性氧化石墨烯-聚丙烯酸酯的制备及性能研究

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),以过量不饱和碳链的有机硅偶联剂KH570作为改性剂进行表面修饰,制备不饱和有机硅改性氧化石墨烯(KGO)。以KGO、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)为原料通过相反转乳液聚合制得高羟基石墨烯/聚丙烯酸酯复合乳液(KGO/PA)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重测试(TGA)和应力应变测试对复合物结构和性能进行了表征。测试结果表明,KH570成功接枝到GO表面,所制备的KGO/PA复合材料中氧化石墨烯纳米材料分散均匀,当TGO含量为1.5%时,复合材料具有最佳的热稳定性和力学性能。

光固化聚氨酯-丙烯酸酯乳液的制备及对纸张的增强作用

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL1000)、二羟甲基丁酸(DMBA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和丙酮等为原料合成了水性光固化聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液,并利用该乳液对纸张进行表面施胶。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)和光散射对乳液的结构进行了分析;研究了n(NCO)/n(OH)比值(R值)对乳液和涂膜耐水性和力学性能的影响,紫外光(UV)固化前后对纸张物理性能的影响。结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.6,m(PETA)=12.6%时,乳液具有良好的稳定性,涂膜呈现良好的耐水性和力学强度,吸水率降至3.66%;UV固化后纸张湿强度提高41.65%,纸张环压指数达到5.25N.m/g。

三聚磷酸铝/氧化石墨烯复合材料在水性防腐涂料中的应用

采用球磨分散法制备得到三聚磷酸铝/氧化石墨烯水性复合防腐浆料(AlTP/GO),并与水性环氧树脂复配制得纳米复合防腐涂料(EP-AlTP/GO)。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观测到AlTP/GO可均勻分散到EP树脂内部。吸水率测试结果表明,氧化石墨烯的引人提高了涂层的耐水性和屏蔽性能;附着强度测试结果表明,三聚磷酸铝可提高涂层在金属基材上的附着强度;电化学测试(Bode)和环境扫描电镜测试(E-SEM)结果表明,AlTP/G0可有效增强水性环氧涂层对腐蚀介质的屏蔽作用,限制了腐蚀反应的扩散,在3.5%NaCl水溶液中浸泡40d后其低频阻抗达到7.02×10^7Ω·cm^2,盐雾测试400h后金属表面平滑,金属腐蚀未发生明显扩散,EP-AlTP/GO人工破损处周边含氧量低至15.66%,遏制了氧化铁的形成。

ATO/GO纳米复合材料的制备及性能

以氧化石墨烯（GO）为前体,通过氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）将氧化锡锑（ATO）锚定到氧化石墨烯片层上,制备得到氧化锡锑-氧化石墨烯纳米复合材料（ATO/GO）。通过高速分散法与水性环氧树脂乳液（AE）共混,制备得到氧化锡锑-氧化石墨烯/水性环氧树脂复合乳液（ATO/GO-AE）。通过XRD,XPS和SEM对其结构进行了表征。考察了ATO/GO含量对水性环氧涂料防腐及抗静电性能的影响。结果表明：随ATO/GO含量的增加,复合涂料表面电阻降低,ATO/GO质量分数等于3.0%时,表面电阻降低至1.0×10^9Ω以下,达到了抗静电的使用要求,漆膜水蒸汽透过率降低至62.13 g/（m^2·h）,具有最低的腐蚀电流（Icorr=3.73×10^（-9） A/cm^2）和最高的腐蚀电压（Ecorr=–0.1993 V）,ATO/GO的防腐效率与AE相比提高了99.95%。

改性石墨烯/聚氨酯复合乳液的合成及性能表征

通过逐步聚合反应将改性氧化石墨烯(DIGN)接枝到水性聚氨酯(WPU)链段中,制备得到DIGN/WPU纳米复合乳液。通过IR、AFM、SEM对氧化石墨烯(GO)、DIGN、WPU及DIGN/WPU纳米复合材料的结构进行表征;并研究了DIGN用量对乳液粒径,流变性能及其胶膜的热稳定性和力学性能的影响。结果表明:DIGN的引入使得乳液具有了假塑性流体特性,并随DIGN含量的增加,乳液黏度,粒径及分布指数增大,纳米复合材料的热稳定性明显改善;当w(DIGN)=1wt%时,拉伸强度增加80.33%,杨氏模量提高192.11%,断裂伸长率下降了42.74%。

高固含量UV固化水性PUA的制备及性能

以聚乙二醇600双丙烯酸酯（PEG600DA）作为可聚合非离子乳化剂，制得了高固含量（树脂占乳液质量的54％）紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液（PWPUA）。通过FTIR对聚合物结构进行了表征，采用DLS、TSI、TGA、DSC和万能试验机考察了PEG600DA质量分数对乳液粒径分布、乳液稳定性、胶膜热性能及力学性能的影响。结果表明：随PEG600DA质量分数的增加，乳液粒径及稳定性先降低后增大；同时乳胶膜的软段玻璃化转变温度（Tgs）上升，硬段玻璃化转变温度（强）下降。当w（PEG600DA）=6．09％时，乳液粒径为31．86nm且粒径分布为单峰；TSI值最小，稳定性最佳；乳胶膜拉伸强度最大为27．82MPa。当w（PEG600DA）=8．87％时，乳胶膜最高降解温度最大（Tmax=396．483℃），热稳定性最佳。

双键封端光固化聚氨酯纸张施胶剂的制备及研究

以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、异佛尔酮二胺(IPDA)为主要原料,制得具有确定硬段结构的可光固化水性聚氨酯聚脲乳液,作为特种纸张表面施胶剂.通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对其结构进行了分析;系统研究了双键含量(PETA含量)对乳液和涂膜性能的影响:讨论了此类施胶剂对纸张物理性能的影响.结果表明,随着双键含量的增加,乳液粒径增大;光固化后涂膜的拉伸强度增大,吸水率降低,但断裂伸长率降低;光固化后纸张的环压强度、湿强度及平滑度明显改善,水滴接触角增大;而耐折度略有下降.当w(PETA)=8.20%时,耐折度最高,为646次;当w(PETA)=30.88%时,固化后纸张湿强度达到52.3%,纸张平滑度达到85%.通过研究发现,双键封端光固化聚氨酯可显著提高特种纸张应用性能,未来可替代合成聚合物作为特种纸张施胶剂.

聚醚封端剂对自乳化环氧树脂固化剂性能的影响

通过高分子分子结构设计,以E44(双酚A型环氧树脂)、TETA(三乙烯四胺)、TPEG(三羟甲基丙烷三缩水甘油醚)和MEH(甲基聚氧乙烯环氧基醚)为原料,合成了一系列非离子型自乳化的WPEA(水性环氧树脂固化剂),并通过转相法制备得到WPEA-EP(固化剂-环氧树脂复合乳液)。研究结果表明:随MEH含量的增加,WPEA胺值下降,黏度呈现先下降后增加的趋势;当MEH含量为0.01 mol时,固化剂胺值为347.50 mg KOH/g,黏度最低达到8 235 mPa·s;复合乳液粒径随MEH含量的增加呈下降趋势。当MEH含量为0.03 mol时,漆膜的综合性能最佳,在水中浸泡7 d后吸水率最低为w(MEH)=1.81%(相对于单体总质量而言),浸泡40 d后的漆膜附着力最高为5.94 MPa。

水性异氰酸酯改性石墨烯/聚氨酯复合乳液防腐性能研究

通过逐步聚合反应将异氰酸酯功能化石墨烯(IGN)接枝到水性聚氨酯(WPU)链段中,制备得到水性异氰酸酯改性石墨烯/聚氨酯纳米复合乳液(IGN/WPU)。通过傅里叶变换红外的光谱(红外光谱)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)对氧化石墨烯(GO)、IGN、WPU及IGN/WPU复合材料的结构进行表征,并研究了IGN含量对复合乳液作为金属防腐涂层性能的影响。结果表明,随IGN含量增加,涂层硬度提高,水蒸气透过率下降,防腐效率增大。当m(IGN)=1%(质量分数)时,涂层硬度达到了2H,水蒸气透过率降低到51.98g/m2·h,与空白样相比防腐效率提高了94.70%。

水性聚氨酯的特征及发展方向

水性聚氨酯在涂料、医学、胶黏剂等领域都有着广泛的应用。本文综述了水性聚氨酯的发展及其特点，介绍了水性聚氨酯的分类，包括根据亲水基团的分类与使用方法的分类等。

疏水基团对页岩抑制剂性能的影响

在催化剂及少量胶体稳定剂的作用下,以丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为主要原料,通过无皂乳液聚合制备了一系列的P（AM/DMC/MMA）乳液.通过激光颗粒粒度分析仪（DLS） 、热失重分析（TGA）分析了不同MMA 用量对乳液粒径和胶膜热稳定性的影响.研究了不同MMA 含量对页岩回收率和膨胀率的影响.研究结果表明随MMA 的增加乳液粒径先减小后增大,乳胶膜分解温度略微降低,页岩回收率达15.1%,膨胀率达13.68%.

基于雨课堂的混合式教学在应用化学教学中的应用研究

探讨了雨课堂的混合式教学模式如何有效地提升应用化学课堂教学质量。方法:选择了2021级生物医学工程专业的班级,并将这些班级随机分为两组,一组采用传统模式授课,另一组采用混合模式授课。这些班级将在2021—2022学年第一学期接受教学。在课程结束后,比较两组学生的期末得分、自主学习能力和满意度。结果:实验班级的总体得分和评价、班级同学的自主学习能力水平评价都比传统教育组较好(P<0.05),整体的学生满意度评价,混合教育组也要优于传统教育组(P<0.05)。结论:在应用化学教学过程中采用混合式教学模式效果要比传统教学模式优异。

不饱和PVB的制备及其对UV固化水性聚氨酯乳液及性能的影响

通过聚乙烯醇缩丁醛与顺丁烯二酸酐制备出含有不饱和基团的聚乙烯醇缩丁醛中间体(MPVB-M),以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL,M_n=1 000)、二羟甲基丁酸(DMBA)和不同含量的MPVB-M制备得到了一系列紫外光固化水性聚氨酯乳液(UV-WPBU)。通过傅里叶红外(IR)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射和热失重分析等方法研究了聚合物的构性关系;研究了中间体MPVB-M含量对乳液和膜性能的影响。结果表明:随MPVB-M含量的增加,乳液透明度下降,粒径增大,胶膜的耐水性和热性能改善,拉伸强度先增大后减小;扫描电镜表明随MPVB-M含量的增加,胶膜由韧性断裂转变为脆性断裂。当w(MPVB-M)=8.53wt.%时,乳胶粒粒径为79.95 nm,乳液透明稳定;胶膜拉伸强度最大,达到49.82 MPa;吸水率为3.143%,接触角为101.5°;整体性能最佳。

氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂的制备及性能

首先,将三乙烯四胺(TETA)和氧化石墨烯(GO)球磨,得到TETA改性GO分散液TGO;然后向其中依次滴加双酚A型环氧树脂E44、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TPEG)、甲氧基聚氧乙烯-2,3-环氧丙烷(MEH)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560),采用原位聚合法合成了氧化石墨烯-水性环氧树脂固化剂(TGO-WPEA);采用上述工艺,不添加GO的条件下制得水性环氧树脂固化剂(WPEA)。将WPEA和TGO-WPEA分别与环氧树脂乳液(Epikote-6520)复合制得水性环氧树脂(EP)和氧化石墨烯改性水性环氧树脂(TGO-EP)防腐涂料。通过FTIR、XPS和XRD对材料进行了结构表征,采用电化学测试和盐雾实验对TGO-EP的防腐性能进行了评价。结果表明,水性环氧树脂固化剂(WPEA)分子通过共价键连接到GO表面,改善了GO在EP中的分散稳定性和接枝率,提高了TGO-EP复合涂料对腐蚀介质的屏蔽性能。与纯EP涂层相比,TGO-EP涂层腐蚀电位从-0.267 V提高到-0.125 V,腐蚀电流密度从5.44×10^(-8)A/cm^(2)减小到1.09×10^(-8)A/cm^(2);浸泡20 d后,TGO-EP仍具有较高的低频阻抗。

环氧树脂改性无溶剂聚氨酯-丙烯酸树脂复合乳液及其性能研究

采用原位聚合法,制备得到系列环氧树脂(E-44)改性的无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯(WPUA)复合乳液。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)、耐介质性及力学性能测试讨论了E-44用量对WPUA乳液及其膜性能的影响。FTIR表明,E-44中的—OH和环氧基都参与了反应。TGA表明,E-44的加入明显改善了涂膜的热稳定性。另外当W(E-44)=7.6%时,涂膜吸水率为6.13%,吸乙醇率为49.78%,呈现良好耐介质性;且涂膜硬度可达2H,附着力达到0级,耐冲击性合格。

PCDL、PCL对水性聚氨酯特种纸表面施胶剂性能影响

以聚碳酸酯二元醇(PCDL,Mn=1000)、聚己内酯二元醇(PCL,Mn=1000)作为软段制备得到了一系列不同软段的水性聚氨酯纸张表面施胶液,通过傅里叶红外(IR)、原子力显微镜(AFM)和热失重分析等方法研究了聚合物的构性关系;比较了PCDL型施胶液与PCL型施胶液对于提高纸张物理性能的差异。结果表明,当n(NCO)/n(OH)=1.6,m(DMPA)=9.25%时,乳液粒径在70～100nm之间,乳液透明稳定;原子力显微镜表明PCL型涂膜表面较PCDL型涂膜平整;热失重结果表明PCDL型涂膜热稳定性优于PCL型涂膜。对比施胶后纸张各项性能发现,PCDL型施胶液耐折度高,PCL型施胶液湿强度高。

磺酸盐型高分子表面活性剂的制备及性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸十六酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯为原料合成了系列磺酸盐型高分子表面活性剂(简称SPS-n(n=3,5,7,9,11))。通过FTIR对其结构进行表征,利用特定黏数法测量了系列高分子表面活性剂的相对分子量,利用表面张力仪和界面张力仪对溶液的性质进行测定。结果表明,SPS-n系列高分子表面活性剂的相对分子量在106数量级范围,长碳链丙烯酸十六酯添加量越高,表面活性剂越容易形成胶束,胶束的粒径越大,SPS-11的临界胶束浓度最低,为7.6 g/L,最低表面张力为33.019 mN/m;乳化结果显示,在SPS-9的乳化系统中,油水分离时间达到240 min,SPS-7仅用了18 min就将油/水界面张力降至0.0035 mN/m;SPS-n系列高分子表面活性剂最终驱油效率为38.5%。

单相Mn基白光金属有机骨架的合成及荧光性能

通过溶剂热法利用1,3,5-均苯三甲酸(H3btc)与金属盐MnCl_(2)·4H_(2)O反应,制备了一例新型白光金属有机骨架:(Me_(4)N)_(3)[Mn_(3)(btc)_(2)(Hbtc)(CH_(3)COO)]·7CH_(3)OH(1)。通过单晶X射线衍射和红外光谱对该化合物表征,并对其热稳定性及白色荧光性质进行研究。实验结果表明:在紫外光激发下,化合物1具有发光现象并在287、355、375 nm的激发光波长下分别发射出红光、白光及蓝光。在390 nm(λ_(ex)=320 nm)处观察到配体H3btc的强发射带,这是由配体中心的电子跃迁引起的,即π→π*或π*→n电子跃迁。化合物1在455和675 nm(λ_(ex)=355 nm)下显示双峰发射,与H3btc相比显示红移,这可能是配体到金属电荷转移(LMCT)的结果。通过CIE色度坐标将化合物1的发射光谱可视化后发现白光色度坐标为(0.286,0.256)。

水性聚氨酯性能对柔性链段结构的依赖性及对纸张的增强作用

以聚四氢呋喃二元醇(PTMG,Mn=1000)、聚己内酯二元醇(PCL,Mn=1000)作为柔性链段制备得到了一系列不同柔性链段的水性聚氨酯纸张表面施胶液,通过傅里叶红外(IR)、原子力显微镜(AFM)和Zeta粒径分析等方法研究了聚合物的物性关系;并讨论了不同n(NCO)/n(OH)(R值)比值条件下,PTMG型施胶液与PCL型施胶液对于纸张耐折度和湿强度的影响。结果表明:当n(NCO)/n(OH)=1.2～2.0,w(DMPA)=9.25%时,乳液粒径在30～100nm之间,乳液透明稳定;AFM表明PTMG型涂膜表面粗糙度低;应力应变结果说明PCL型涂膜力学性能及耐水性更佳;PCL型聚氨酯施胶液对纸张耐折度和湿强度的提高明显优于PTMG型聚氨酯施胶液;对于PCL型施胶液,R=1.8时纸张耐折度达到1075次,R=2.0时湿强度为33.78%。

无溶剂含氟水性聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究

采用无皂乳液原位聚合法,制得无溶剂FWPUA(有机氟改性聚氨酯/丙烯酸酯)复合乳液,研究了HFBA(丙烯酸六氟丁酯)含量对FWPUA胶膜性能的影响。研究结果表明:乳胶粒呈现核壳结构,粒径小于100 nm,并随HFBA含量的增加而增大;当w(HFBA)=5%时,聚合物具有良好的热稳定性,吸水率低至3.71%,水滴静态接触角达到93.35o,浸水行为测试证明聚合物中氟基团在表面伸展,呈现低表面能和防水性能。