基于超支化聚合物两性水凝胶的制备及性能

通过N-丙烯酰-1,2-乙二胺盐酸盐(ADE)的Michael加成反应制备阳离子超支化低聚物聚N-丙烯酰-1,2-乙二胺盐酸盐(HADE),以HADE为大分子单体,以丙烯酰胺(AAm)和丙烯酸(AAc)为单体,在无需外加有机交联剂的条件下制备具有高机械强度的两性聚电解质水凝胶(HAH凝胶).结果表明,HAH凝胶可以被压缩超过99%的形变而不断裂,压缩强度高达61.2 MPa;HAH凝胶的断裂伸长率和断裂强度分别达到1700%和70.2 k Pa.由于HADE末端伯胺基与强氧化引发剂通过氧化还原反应生成胺自由基和自身结构中的双键同时参与聚合反应,因而为凝胶网络形成提供了必要的化学交联作用.同时HADE结构中胺基正电荷与AAc的羧基负电荷之间的离子交联也为凝胶网络提供了物理交联作用.2种交联作用的协同作用是HAH凝胶具有良好机械性能的根本原因.

新型抗温耐盐高分子絮凝材料的合成及性能

以丙烯酰胺(AM)为非离子单体、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为阳离子单体、10-十一烯酸钠(UANa)为阴离子单体,通过胶束聚合的方式合成新型抗温耐盐疏水缔合两性离子型聚丙烯酰胺絮凝材料(AM/DAC/UANa共聚物),考察了AM/DAC/UANa共聚物的溶液性质和絮凝性能。实验结果表明,制备的AM/DAC/UANa共聚物具有优异的耐盐和耐温特性,在80℃下,试样黏度保留率达56.8%,远优于常规絮凝材料;AM/DAC/UANa共聚物在处理高温和高离子强度条件下1.0%(w)的膨润土模拟废水时,处理液的上清液光学透光率大于97%,在处理新疆油田蒸汽驱油返排液时,在80.0℃、絮凝剂用量为75.0 mg/L条件下,絮凝物在6.0 s内完全沉降,处理液的上清液光学透光率为99.0%。

非冻结水对微球复合水凝胶机械性能的影响

本文旨在用DSC的方法研究水凝胶结合水的能力与韧性的关系。分别以甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和烯丙基胺为单体,制备了2种核壳纳米微球(BMA微球和HFBMA微球)。再以其作为大分子引发剂和交联剂,制备了微球交联复合水凝胶(BMA-H凝胶和HFBMA-H凝胶)。通过差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等技术手段研究凝胶的结构和性能。结果表明,HFBMA-H凝胶具有更好的机械性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别可达280 k Pa和3960%,远高于BMA-H凝胶(101 k Pa,2700%)。通过对2种复合凝胶体系内不同状态的水进行分析,发现HFBMA-H凝胶的非冻结水的质量分数明显高于BMA-H凝胶,这种非冻结水的增塑作用对于凝胶机械强度的提升具有重要影响。

柔性主链的支化结构对冲击硬化材料性能的影响

以羟基封端的二甲基甲基乙烯基(硅氧烷与聚硅氧烷)(C=C-PDMS-OH)为接枝主链,将单氢化端基二甲基硅氧烷(H-PDMS)作为接枝支链,通过卡斯特催化剂催化二者间的硅氢化反应形成具有瓶刷结构的柔性主链(Brush PDMS-OH)。再通过三甲氧基硼氧六环(TMOB)的动态交联和异佛尔酮二异氰酸酯扩链剂(IPDI)的稳态化学交联,制备主链带有支化链的冲击硬化材料(Brush Impact Hardening Polymer,B-IHP)。通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和流变仪等测试手段对材料结构和性能进行表征。结果表明,B-IHP具有良好的机械性能和冲击硬化性能,拉伸强度达到9.8 MPa,冲击硬化值达到3500以上。B-IHP具有良好的自愈合性能,愈合效率可达95%以上,愈合时间仅为6 h。该柔性主链的支化结构可以明显降低主链发生链缠结的相对分子质量阈值,提升材料的冲击硬化性能和自愈合能力。