聚醚接枝丙烯酸树脂基凝胶聚合物电解质的制备及在电致变色器件中的应用

本工作以甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(PEGMEA)和聚氨酯丙烯酸树脂(PUA)为预聚体,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑鎓双三氟甲磺酰亚胺盐(BMimTFSI)为添加剂,通过紫外光固化,构建了一种新型聚醚接枝丙烯酸树脂基凝胶聚合物电解质。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学测试(循环伏安)等方法对该凝胶聚合物电解质进行表征。结果表明,该类凝胶聚合物电解质不仅拥有优良的离子电导率,还具有高热稳定性、易封装和不易泄漏的优点。其中,BMimTFSI含量为59.5%(质量分数)、PUA/PEGMEA配比为4.96∶2.96(质量比)时凝胶聚合物的电解质综合性能最好,可见光透过率大于90%,热分解温度达到300℃,30℃时离子电导率达到2.17×10^(-5)S/cm。基于该类凝胶聚合物电解质的电致变色器件展现出优良的性能,经36000 s循环后,依然保持着稳定的蓝色态—透明态切换,且着色、褪色态的可见光透过率对比度仍高达48%,电解质质地柔软,热稳定性良好,可应用于电致变色器件。

聚(苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯)高吸油树脂的合成及表征

采用悬浮聚合法制备了聚(苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯)高吸油树脂,考察了甲基丙烯酸烷基酯种类、单体配比、引发剂用量、交联剂用量和分散剂用量对高吸油树脂吸油率的影响。实验结果表明,当m(甲基丙烯酸十二酯)∶m(苯乙烯)=4∶3、引发剂过氧化二苯甲酰用量(占单体混和物的质量分数)为0.8%、交联剂二乙烯基苯用量(占单体混和物的质量分数)为0.8%、分散剂聚乙烯醇用量(占单体混和物的质量分数)为3%时,所合成的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸十二酯)高吸油树脂对甲苯和三氯甲烷的吸油率分别为13.9,24.6g/g。并用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、热重和示差扫描量热法对高吸油树脂的结构和性能进行了表征。表征结果显示,制得的产物为苯乙烯与甲基丙烯酸烷基酯的共聚物,其使用温度可达130℃。

喷雾干燥法制备微米-纳米复合结构高吸油树脂中空微球

以苯乙烯和甲基丙烯酸十八酯为单体、甲基丙烯酸双环戊二烯酯为交联剂,采用喷雾干燥法制备了高吸油树脂中空微球。表征了高吸油树脂微球的微观形貌,考察了交联剂用量对树脂吸油性能的影响,同时与采用悬浮聚合法制备的树脂的吸油及疏水性能进行了对比。结果发现,采用喷雾干燥法制备的微球是由许多纳米粒子聚集而成的中空微米级微球;随着交联剂用量的增加,树脂吸油量呈先增加后减少的趋势,到达饱和吸油率所需时间减少;交联剂用量为3%(质量分数)的树脂吸油性能达到最好,对甲苯、三氯甲烷的饱和吸油率分别为20.78及28.32g/g,4h内对甲苯的吸收基本饱和;而采用悬浮聚合所制备的高吸油树脂,对甲苯和三氯甲烷的饱和吸油率分别为11.26、24.18g/g,12h吸油达到饱和;喷雾干燥及悬浮聚合制备的树脂与水的接触角分别为111.14与85.39°,表面能分别为38.10与42.85mJ/m2,采用喷雾干燥制备的高吸油树脂中空微球表现出较好的疏水性。

绿色乳化剂在丙烯酸酯类乳液聚合中的应用研究

采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺制备聚丙烯酸酯类乳液,在聚合过程中以环保的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠(A-102)、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween 80)替代传统的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)乳化剂,并探讨了不同乳化剂对聚合物乳液粘度、残单量、分子量、稳定性、玻璃化转变温度和粒径形貌的影响规律。结果表明,通过采用绿色乳化剂替代APEO,不仅实现了乳液聚合的生态安全,且乳液综合性能良好。

BMI改性丁腈橡胶在聚合物基摩擦材料中应用研究

采用N-N'-4,4'-二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)改性丁腈橡胶,并将其增韧的酚醛树脂应用于聚合物基摩擦材料中。通过对同一摩擦材料配方体系条件下,采用不同的改性树脂得到的摩擦材料的物理力学性能,如冲击强度、吸油、吸水性能及材料的摩擦磨损性能的表征,对比研究了采用不同BMI改性工艺后摩擦材料的摩擦磨损性能,指出以8%BMI改性的制品较为优良。

增强材料的微观结构对环氧胶粘剂性能的影响

分别采用具有不同微观结构的增强材料纳米二氧化硅(nano-SiO2,零维)、钛酸钾晶须(PTW,一维)和纳米有机蒙脱土(OMMT,二维)增强增韧改性环氧树脂胶粘剂,对比研究了3类增强材料对环氧胶粘剂的粘接强度、表观粘度、浇铸体冲击韧性和耐热性能的影响.结果表明:当分别加入2%,6%和6%(w/w)的nano-SiO2,PTW和OMMT时,胶粘剂的综合力学性能和耐热性有显著增加;当添加量分别为2%时,胶液(A组分)表观粘度明显下降.3种增强材料的改性效果为:OMMT>PTW>nano-SiO2.

二醋酸纤维素酯接枝聚乳酸的制备及性能研究

以辛酸亚锡为催化剂,二醋酸纤维素酯为接枝骨架,在真空熔融条件下通过meso-丙交酯的开环聚合反应,制备了二醋酸纤维素酯接枝聚乳酸的共聚物(PLA-g-CDA).使用FTIR,DSC和拉伸实验等多种表征手段对接枝共聚物的性质进行了表征.重点研究了原料用量、催化剂用量、反应温度、反应时间和反应氛围对单体转化率和接枝率的影响,并对接枝共聚物的成膜性、相容性和力学性能进行了评估.结果表明:真空反应环境下,原料meso-丙交酯与二醋酸纤维素酯的投料比为4∶1,催化剂辛酸亚锡用量为二醋酸纤维素酯质量的5%,反应温度140℃,反应时间30min时,产物的接枝率达到72%.随着PLA接枝率的升高,PLA-g-CDA更容易成膜,相容性得到改善,力学性能也得到增强.

复合偶氮引发剂在醋酸乙烯酯乳液聚合中的应用研究

分别用过硫酸铵(APS)、水溶性的偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐(AIB I)和油溶性的偶氮二异丁腈(AIBN)以及两者组成的复合偶氮引发剂引发醋酸乙烯酯(VAc)、丙烯酸丁酯(BA)乳液聚合。对比研究了不同引发剂对VAc/BA共聚乳液转化率、残余单体含量、分子量及其分布、电荷稳定性和乳胶粒粒径分布及形貌的影响,并对其成核机理进行了分析。结果表明,采用水溶/油溶复合偶氮引发剂制得的PVAc共聚乳液聚合温度低(65℃),转化率高(99.13%),残余单体含量低(230.47×10-6),电荷稳定性好。

丁腈/氯醚橡胶改性酚醛树脂在摩擦材料中的应用

采用不同比例的丁腈／氯醚橡胶，并用改性酚醛树脂作为半金属摩擦材料的基体材料，考察了模塑料制备工艺、后处理方式及硫化体系，对材料摩擦磨损性能和物理力学性能的影响规律。结果表明：丁腈与氯醚橡胶质量比为7：3，湿法制备，经160～180℃后处理的摩擦材料的综合性能好。

有机金属钯化合物对左旋聚乳酸(PLLA)结晶过程的影响研究

为寻找新型PLLA高温结晶成核剂,选取了氯化钯,双（三苯基膦）二氯化钯（Ⅱ）和1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯等三种金属钯化合物加入左旋聚乳酸（PLLA）中,通过熔融共混制备了不同质量分数的PLLA/金属钯化合物共混物样品,采用差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）和X射线衍射（XRD）,研究了有机金属钯化合物对PLLA结晶过程和晶体结构的影响.结果表明：双（三苯基膦）二氯化钯（Ⅱ）、氯化钯对PLLA的结晶过程具有阻碍作用,而1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯对PLLA结晶具有促进作用.在降温结晶过程中,当1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯添加量为0.8％时,相对应的结晶峰值温度（Tc）从103.92℃升到126.57℃,结晶焓（△Hc）从31.52 J/g增加到52.82 J/g.考察了加入1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯后PLLA的等温结晶过程,采用Avrami方程计算出其n值在3～4之间,并通过POM和XRD测试表明其结晶形态属于三维生长的球晶,加入1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯后,PLLA晶体生长方式、晶体结构和晶型没有改变.研究结果表明：1,4-双（二苯基膦丁烷）二氯化钯可以作为一种新型PLLA结晶成核剂,但其成核机理有待于更进一步研究.

引发剂对聚醋酸乙烯酯微乳液聚合的影响

考察了3种引发体系[过硫酸铵-碳酸氢钠（I1），偶氮二异丁腈（I2），过氧化氢-抗坏血酸（I3）]对聚醋酸乙烯酯微乳液聚合的影响。结果表明：I2使微乳液聚合体系反应剧烈；I3反应较为平稳；I1的表现中等。I1～I3所制得的乳液分子量出现典型的双峰分布。在高分子量部分，I3对应的聚合物分子量较高；在低分子量部分，I1～I3差别不大；I2对应的乳胶粒径较小，分布也较窄；I3次之；I1对应的乳胶粒径较大，分布也较宽。

共混型橡胶-织物复合用水乳胶粘剂

采用高速剪切制备复合硫化剂水分散体,乳液物理共混制备橡胶/织物复合用水基胶乳胶粘剂。研究了水乳胶粘剂中各组分的比例对粘接强度的影响,同时对胶粘剂的贮存稳定性、胶粘剂胶膜的力学性能和胶粘剂中各组分胶乳的相容性进行了探讨。结果表明:氯丁胶乳/天然橡胶胶乳/苯丙乳液/复合硫化剂水分散体/萜烯树脂乳液的比例(质量比)为5∶5∶1.5∶3∶1.5时,胶粘剂粘接效果最好,胶粘剂的T型剥离强度可以达到2.82 MPa(达到市售溶剂型胶粘剂粘接强度的85%)。

基于四羟甲基甘脲前驱体的新型含氮富微孔活性炭制备及其性能研究

以四羟甲基甘脲为碳前驱体,采用KOH活化法处理得到双电层电容器用多孔活性炭材料。考察了不同碳化、活化温度对活性炭比电容的影响。结果表明,在850℃碳化,650℃活化处理时其电容性能最好,SEM和比表面与孔径分布测试说明TA-850-650表面富集微孔;恒流充放电与循环伏安测试结果表明TA-850-650的比电容在电流密度为0.2A/g时可达527F/g。

硅烷偶联剂预处理PANI对水性涂料性能的影响

借助不同硅烷偶联剂[苯胺甲基三乙氧基硅烷(ND-42)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)]预处理聚苯胺(PANI),制备出具有不同分散性的PANI。红外测试表明,偶联剂成功掺杂到PANI上;粒径分析表明,预处理后的PANI粒径增加;采用自制分散测试装置进行沉降体积测试,结果表明,经ND-42处理的PANI单位质量沉降体积(0.3m L/g)比未经偶联剂处理的PANI下降83.3%。将PANI加入水性环氧涂料中制成涂层后进行机械性能测试,结果表明,涂层附着力、硬度和耐冲击性均有不同程度的提升。其中,添加ND-42改性PANI的涂层,其腐蚀电位为-0.484 V,相对于未经偶联剂处理的PANI涂层右移0.131 V,腐蚀电流密度下降55.0%,盐雾实验120 h后无明显生锈现象。

铁路车辆用聚合物基复合材料制动闸瓦

综述了国内外铁路车辆用聚合物基复合材料闸瓦(合成闸瓦)的应用现状和各类合成闸瓦的分类及其性能要求,为我国合成闸瓦的性能研究和开发工作提供指导。

苯酚电聚合膜修饰炭纤维表面对环氧基复合材料性能的影响

将连续炭纤维束用自制的空气梳分散成单丝状长带后,通过采用循环伏安法的电化学方法将单体苯酚在炭纤维表面聚合成膜,对炭纤维进行表面修饰,以提高复合材料中炭纤维与树脂基体的界面粘结性能。红外光谱分析表明,苯酚电聚合膜能够增加炭纤维表面的羟基、醚键等活性官能团,从而提高炭纤维与环氧树脂基体的界面粘结强度。与未进行表面修饰的炭纤维增强环氧树脂复合材料相比,以聚苯酚膜修饰的炭纤维单丝带增强的环氧树脂基复合材料横向拉伸强度最大提高了90%,纵向拉伸强度最大提高了45%,层间剪切强度最大提高了110%。实验也表明,将炭纤维束分散成炭纤维单丝带后能够更有效地增强复合材料的各项力学性能。

喷雾干燥制备P(MMA-BA)中空微球及其对苯酚的吸附性能研究

采用种子乳液聚合法合成聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯(P(MMA-BA))乳液,再将乳液进行喷雾干燥制备了壳层由纳米粒子构成且具有中空形貌的单孔高分子微球。研究了微球形成机理,并着重探讨了预聚物用量、硬软单体配比m(MMA)∶m(BA)、交联剂用量对微球形貌、比表面积的影响。结果表明,当条件为乳液浓度2%,进口温度125℃,出口温度50℃,进料量250mL/h,预聚物用量为2%(质量分数),硬软单体比m(MMA)∶m(BA)约为7∶3,交联剂用量为10%～20%(质量分数)时,能够形成形状规整的中空微球,用BET法测得其比表面积约为28.8259m2/g。考察了中空微球对低浓度苯酚溶液的吸附性能,结果表明,微球对苯酚的最大吸附量可达7.8568mg/g;微球用量较少时,单位质量微球吸附的苯酚量较大;微球中硬单体比例越高,所得微球比表面积越大,对苯酚的吸附量越高。

复合疏水扩链剂对聚氨酯乳液性能的影响

以聚己二酸丁二醇酯(PBA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,环氧树脂(E44)、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)及异佛尔酮二胺(IPDA)为疏水扩链改性剂,经丙酮自乳化法制备了改性水性聚氨酯(E-WPU)乳液,并使用FTIR、TG、附着力、硬度和塔菲尔极化曲线方法对改性前后乳液涂层性能进行了考察。结果表明:当预聚体中R值〔R=n(—NCO)/n(活性氢)〕为1.2,w(E44)=7%、w(CHDM)=2%和w(IPDA)=3%时,E-WPU综合性能最好,其涂膜吸水率为3.75%,硬度为HB-H,附着力为0级,而未改性的WPU涂膜吸水率为17.85%,硬度为2B,附着力为3级,E44、CHDM、IPDA的加入显著提高了E-WPU涂膜的耐水性、硬度及对金属附着力。改性后的涂膜腐蚀电位为-0.660 8 V,腐蚀电流密度为9.778×10-7A/cm2。

尼龙66与热致液晶共混物的结晶行为研究

通过溶液共混方法制备了热致液晶(HTH 6)和尼龙66(PA 66)的共混物,用DSC,PLM,WAXD等手段对共混物进行了表征,考察了共混物熔融和结晶行为、形态结构以及HTH 6含量对PA 66熔融与结晶行为的影响.PLM研究表明,PA 66呈现球晶的形态;DSC和PLM研究表明共混物两组分之间是部分相容的,HTH 6的加入影响了PA 66的结晶行为,少量的HTH 6有利于PA 66的结晶;共混物熔体冷却时出现了HTH 6和PA 66相分离;WAXD结果表明,HTH 6掺入到PA 66的结晶过程.

苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元无皂乳液共聚

对苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸三元无皂乳液聚合体系进行了研究,考察了聚合体系中丙烯酸用量、中和度和过硫酸钾引发剂用量等因素对乳液稳定性、单体转化率、乳胶粒径及其分布的影响,并对乳胶粒子的成核机理进行了探讨。实验结果表明,聚合体系中丙烯酸钠起反应型乳化剂的作用,在丙烯酸用量为单体总质量的10%、体系pH为5.6时,可制得稳定的乳液;在中和度一定的条件下,单体转化率随丙烯酸和过硫酸钾用量的增加而增大;体系以均相成核方式为主,乳胶粒子的分散系数小于1.03。