表面活性剂对超支化温敏聚合物温敏性质的影响

针对黄河三角洲污染土壤治理而伴随产生大量表面活性剂废水的问题,拟制备以超支化聚乙烯亚胺(HPEI)为核异丁酰基(IBAm)为壳的超支化温敏聚合物,并探究表面活性剂对其浊点的影响规律,为基于超支化温敏聚合物温敏特性分离表面活性剂提供理论依据。本文详细研究了聚合物浓度、表面活性剂种类及浓度对其水溶液浊点(CP)的影响。结果表明,随着聚合物质量浓度从1 mg·mL^(-1)增大至16 mg·mL^(-1),其溶液CP降低16℃。除十二烷基苯磺酸钠外,HPEI-IBAm的水溶液与不同种类的表面活性剂相互作用均导致溶液浊点随表面活性剂浓度的增加而升高29~58℃。综上所述,不同种类、浓度的表面活性剂可调节温敏聚合物的浊点变化,通过探究其作用规律,为开发利用超支化温敏聚合物分离表面活性剂的方法奠定基础。

玻璃表面超疏水自清洁SiO_(2)聚氨酯复合膜制备研究

采用高稳定性SiO_(2)溶胶、聚氨酯树脂、长链烷基硅烷偶联剂等制备一种用于自清洁玻璃的高分子镀膜液,可在玻璃表面形成自清洁涂层。SiO_(2)溶胶粒子能提高涂料的耐高温和耐磨性,涂层的耐久性好。SiO_(2)溶胶是以含氟改性剂为核制得的核壳型溶胶颗粒,尺寸均一,在涂料中不易团聚,相容性好,贮存稳定性高;将SiO_(2)溶胶和聚氨酯混合,硅氧键经催化水解后进一步对高稳定性SiO_(2)溶胶与聚氨酯接枝,形成复合粒子。采用呼吸图法在光学玻璃表面采用简便的一步法原位制备仿荷叶结构多孔状的功能高分子自清洁膜,实现超疏水性,达到自清洁的效果。接触角为153.1°,耐沾污4%,孔径在700nm左右,在400-800nm波长范围内平均透光率在91.5%左右,稳定性高,贮存时间长,形成的涂膜稳定性好,能满足日常透光需求。

硼酸酯基自修复聚氨酯木材涂料制备与性能

涂层在长期使用过程中容易受到损伤而产生微小裂纹,暴露在空气、水分和盐分等介质中会加速微裂纹的扩散,使得涂料的防护性能和美观性能显著下降,而具备自修复能力的涂层能够延长涂层的使用寿命。首先以二乙醇胺(DEA)和四羟甲基苯硼酸(HPBA)为原料制备一端氨基一端羟基的含氮硼内配位的硼酸酯键化合物(NCBC),并将NCBC与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制备了两端羟基封端的含硼酸酯键化合物(MN);然后以聚四氢呋喃(PTMEG-1000)和MDI为原料,MN为扩链剂制备了自修复聚氨酯(PU)及其涂料。元素分析、核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱分析证明成功制备了NCBC和MN化合物,NCBC具有较好的耐水性能。试验结果表明:聚氨酯引入MN(n(MDI)∶n(NCBC)=1∶2.0)扩链剂,自修复PU的拉伸强度为6.06 MPa,修复后拉伸强度为5.47 MPa,自修复效率为90.2%。木材表面聚氨酯漆膜的铅笔硬度高达3H,附着力为0级,耐冲击性大于50 cm,柔韧性为2 mm,表面划痕在60℃条件下修复12 h后完全愈合,表明自修复聚氨酯漆膜具备良好的自愈合性能。

全氟磺酸树脂和三乙烯基二胺盐的两性离子共混膜的制备及性能研究

离子交换膜作为全钒液流电池(VRB)的核心组成,起到传输离子和阻隔钒离子渗透的作用。将全氟磺酸树脂(PFSA)和三乙烯基二胺(DABCO)盐离子化合物共混,对全氟磺酸树脂进行改性制备了两性离子共混膜。以DABCO-PFSA共混膜为研究基础,采用阴阳离子非共价相互作用的超分子交联方法制备的共混膜可以有效提高膜的综合性能。通过优化共混膜的二组分结构差异合成了聚阳离子PDABCO,并与PFSA共混,聚合物链间超分子交联赋予膜良好的机械性能和稳定性,降低了钒离子渗透,其中PDABCO-PFSA-7.5%膜的钒离子渗透率达到0.25×10^(-6)cm^(2)/min。在VRB测试中,当电流密度为160 mA/cm^(2)时,PDABCO-PFSA-7.5%膜的库伦效率(CE)达到88.43%。

胡敏素-锰氧化物复合材料对铅的吸附特征研究

以矿源煤基胡敏素(Humin,HM)为基体,用不同浓度KMnO_(4)溶液制备改性胡敏素材料胡敏素-锰氧化物复合材料(HMM),考察了HMM用量、初始pH对重金属的吸附效果影响;利用吸附动力学和吸附等温线以及扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等对其进行表征分析,探索了HMM对重金属的吸附机理。结果表明,HM表面负载MnO_(x)后增加了HM的表面吸附位点,随KMnO_(4)浓度的升高,HMM对Pb^(2+)吸附效果略有升高,吸附动力学遵循准二级动力学模型,化学吸附占主导作用;吸附等温线符合Langumir模型方程,0.05HMM对Pb^(2+)的最大吸附量Qm为397.911 mg/g,是HM的2.5倍;通过改性提高了HM对Pb^(2+)的吸附能力以及吸附的稳定性。

聚吡咙基柔性碳膜的制备及电化学性能研究

将聚吡咙和不同浓度聚酰亚胺前驱体的溶液混合,采用静电纺丝和高温碳化技术,通过表面形貌观察、结构表征和电化学测试对柔性纤维膜进行分析。结果表明,由于聚吡咙与聚酰亚胺二者结构相似,具有良好的相容性;纳米纤维膜经过氮气气氛亚胺化、碳化后表现出优异的柔韧性,可直接作为锂电自支撑负极材料。当聚吡咙与9%(wt,质量分数)聚酰亚胺的质量比为85∶15,电流密度为50mA/g时,经100圈循环后,仍有378.7mAh/g的放电比容量。

过氧化物酶的凝胶化包埋及对酚类物质的降解

过氧化物酶催化活性强,是氧化降解酚类污染物的有效手段,但其环境耐受性差,难以在污水处理中广泛应用.为增强辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)的环境耐受性并用于酚类物质降解,将修饰后的HRP进行凝胶化包埋,通过HRP表面的氨基或羧基进行丙烯酰化修饰,与丙烯酰胺(acrylamide,AAm)发生自由基聚合反应,分别制备纳米凝胶酶n-HRP@PAM和c-HRP@PAM.质谱表征显示,HRP羧基能接枝双键多达9个,多于氨基接枝的双键数;激光光散射显示,纳米凝胶酶均匀分散在水溶液中.借助于四甲基联苯胺的显色反应,探讨纳米凝胶酶的酶活性和热稳定性;以多种酚类化合物的降解率为性能指标,研究HRP浓度和双氧水添加量对酚类降解率的影响,对比天然HRP和纳米凝胶酶的环境耐受性及回收再利用效果.结果表明,相比天然HRP和n-HRP@PAM,c-HRP@PAM具有更紧密的高分子凝胶网络、更高的热稳定性和环境耐受性,对酚类废水的降解效果也最佳.研究证明,对生物酶表面羧基丙烯酰化并原位制备纳米凝胶是一种提升生物酶环境耐受性的有效手段.

乙基纤维素电纺纤维调控PDMS/CNT柔性复合材料性能的研究

研究了乙基纤维素(EC)电纺纤维调控PDMS/CNT柔性复合材料的力学和电学性能.结果表明,引入电纺EC纤维后,PDMS/CNT柔性复合材料的拉伸强度从1.73 MPa提高至3.97 MPa,断裂应变由86.56%提高到115.00%,韧性由0.61 MJ·m^(-3)提高到1.58 MJ·m^(-3);有缺口PDMS/CNT柔性复合材料的拉伸强度从0.34 MPa提高至1.57 MPa,断裂应变由18.85%提高到27.54%,韧性由0.04 MJ·m^(-3)提高到0.27 MJ·m^(-3);导电电阻由550 kΩ下降至228 kΩ,导电性上升.基于EC电纺纤维调控的PDMS/CNT复合材料组装的应力传感器灵敏度和循环稳定性获得了有效提升,引入1 wt%EC电纺纤维后,柔性应力传感器的灵敏度从0.341 kPa^(-1)提高至4.922 kPa^(-1),提升了14倍,引入电纺EC纤维后的传感器循环电阻变化率曲线变得相对更加规整,异常波动更小.

改性碳纳米管对聚丙烯酰胺反相乳液流变性能的影响

碳纳米管是一种具有完整分子结构的纳米材料,在纳米复合材料领域有巨大应用潜力。本研究采用反相乳液聚合法制备碳纳米管-聚丙烯酰胺(PAM-MCNT)疏水缔合型油包水乳液。改性碳纳米管(MCNT)增强了分子间的力学作用。改性碳纳米管含量仅为0.01%时,PAM-MCNT与PAM相比抗剪切性能提高57%、增稠性能提高1.25倍、抗温性能提高1倍。因此PAM-MCNT复合乳液在油田压裂中具有潜在的应用前景。

胍基聚合物的合成及抗菌性能

采用熔融缩聚的方法合成了聚亚己基胍盐酸盐 (PHGC)及聚亚己基双胍盐酸盐 (PHBG)。应用气相渗透压法 (VPO)及粘度法测定了其分子质量 ,应用元素分析 ,FT- IR,XPS分析了聚合物的化学组成。

一步法合成线性聚二氯磷腈中间体及表征

以PC l5和NH4C l为原料直接合成了线性聚二氯磷腈(PDCP),而无需通过六氯环三磷腈(HCCP)开环热聚合制备,对PDCP的特性进行表征;通过大量的反复实验,深入探讨了影响实验结果的几个重要因素,并与传统的合成方法及产物进行了对比.结果表明,一步法合成PDCP能够提高产率、缩短反应时间,从而节约了成本.

盐酸掺杂聚苯胺／凹凸棒土纳米导电复合材料的研究

用原位聚合法在凹凸棒土(ATP)的表面包覆上HCl掺杂的聚苯胺(PANI),合成了盐酸掺杂PANI/ATP纳米复合材料。研究了聚合温度、苯胺包覆率、聚合时间和过硫酸铵(APS)用量对复合材料体积电阻率的影响。结果表明:在苯胺包覆率为30%、聚合温度为20℃、聚合时间为4h、干燥时间为2.5h和n(HCl)∶n(APS)∶n(An)=11.63∶1.08∶1的条件下,复合材料的体积电阻率可达2.5Ω·cm。并通过TG-DTA、XRD、FTIR对该条件下制备的纳米复合材料进行了表征。

新型耐温抗盐降失水剂的合成与测试

为了弥补国内固井降失水剂的不足,选取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、新型双羧基化合物(XX)为原料合成了共聚物型降失水剂,对其结构进行了表征,全面探讨了各种反应条件对合成降失水剂性能的影响.结果表明,在AMPS、DMAA、XX物质的量的比为70∶25∶5时,固含量为12%,反应温度为60,℃,引发剂加量为0.5%,pH值为8和反应时间为2,h的条件下合成的降失水剂效果最佳,其在200,℃时和饱和盐水水泥浆中,都可将水泥浆API失水量控制在100,mL以内,且可解决因高温水解造成的超缓凝和稠化时间倒挂问题.

坡缕石/聚丙烯酰胺无机-有机杂化絮凝剂的合成、表征与应用

将酸活化坡缕石 ( PGS)与氯化乙醇胺 ( EACl)所得氯化乙醇胺改性坡缕石 ( PGS-EACl)与高价铈盐( Ce4 +)组成氧化还原非均相引发体系 ,引发丙烯酰胺单体聚合得到了坡缕石 /聚丙烯酰胺 ( PGS/ PAM)无机 -有机杂化物 .用 1 H NMR、FTIR、粘度法和电导法对杂化物进行了结构表征 ,表明杂化物中存在PGS NH3R离子键合作用 .考察了 PGS-EACl用量、聚合反应时间和单体浓度对杂化物特性粘数的影响 .由 PGS/ PAM杂化絮凝剂分别处理高岭土和氧化铁红两种配制废水 ,发现杂化絮凝剂的絮凝效果明显优于纯

偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维的制备及在含金属离子废水处理中的应用

利用电纺丝技术制备了聚丙烯腈纳米纤维无纺布,然后在水溶液原位偕胺肟化得到偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维,该纳米纤维可用于吸附再生含金属离子废水.采用氯化铜溶液模拟含金属离子废水,探讨不同肟化率的偕胺肟化纳米纤维对铜离子的吸附效果;发现肟化率78.8%的偕胺肟化纳米纤维的吸附能力最好,利用Langmuir吸附方程得到最大吸附值为56.5 mg/g,同时吸附后可将含铜废水浓度从100 mg/L降至13μg/L,远远低于国标GB8978-1996规定的铜排放的一级标准(总铜浓度<0.5 mg/L).吸附铜离子的纳米纤维在1 mol/L稀硝酸中,100 min后铜离子的解吸附率超过98%.经4次吸附-解吸附循环后,偕胺肟化纳米纤维的吸附能力仍能达到首次吸附最大吸附值的50%以上,表明偕胺肟化纳米纤维具有一定的循环再生能力.

聚醚型聚氨酯的氢键、微相分离及性能

用本体一步法合成了5种不同硬段含量(11.0％～46.9％)的二苯甲烷-4,4′-二异氰酸酯/环氧乙烷封端型聚环氧丙烷聚醚/乙二醇的聚醚型聚氨酯,并借助于IR,DSC,DMS和材料试验机等手段对该聚氨酯的氢键、微相分离及力学性能进行了表征。结果表明:随着硬段含量的增加,其>NH与微区中的>C=O的氢键化程度逐渐提高,软段微区中—O—的氢键化程度逐渐降低;微相分离程度逐渐提高;拉伸强度及硬度随之增加,扯断伸长率在硬段含量40％左右出现极大值。

热膨胀温敏吸水树脂的合成及其吸水性能

以丙烯酰胺、丙烯酸和新型温敏大分子单体为原料,通过溶液聚合法制备了热膨胀型温敏吸水树脂(TSAR),其结构经IR表征。研究了TSAR在纯水和0.9%NaCl溶液中不同温度条件下的溶胀率。结果表明,TSAR在纯水中和0.9%NaCl溶液中都呈现热膨胀性能。

聚苯胺/无机纳米复合材料的研究进展

聚苯胺/无机纳米复合材料是一种新型的功能材料。综述了聚苯胺/无机纳米复合材料在制备方法、表征手段、性能和应用等方面的研究进展,并展望了聚苯胺/无机纳米复合材料今后的研究方向和应用前景。

聚苯胺/金属纳米粒子复合物的制备及性能

基于国内外最新研究文献及本课题组研究工作,从发展历史、制备方法和多功能性方面系统综述了近年来发展起来的聚苯胺/金属纳米粒子复合物。在聚苯胺基体中引入金属纳米粒子的方法可归纳为3大类:原位复合法、直接共混法和层层自组装法。所形成的有机聚苯胺和无机金属杂化复合物不仅能保留各自原有的特异性能,而且两组分之间还存在着相互协同作用,能够极大地提升基体聚苯胺的性能,电导率最高可提高100倍,电氧化催化电流最高可提高10倍。分散在聚苯胺膜中的极少量铂微粒能使不锈钢板的腐蚀电位稳定在钝化区域。聚苯胺/金属纳米粒子复合物所表现出突出的固有电导性、优异的反应催化性和极强的金属防腐性,使其跻身于为数不多的新型高性能复合材料之列,显示出了诱人的应用前景。

阳离子聚丙烯酰胺的制备及其絮凝性能

研究了氧化还原引发剂质量分数、偶氮类引发剂质量分数、阳离子度等因素对所制备的阳离子聚丙烯酰胺特性粘数的影响,探讨了pH值、阳离子聚丙烯酰胺特性粘数、阳离子度、用量等因素对污泥絮凝性能的影响。较佳的制备条件为:复合引发体系中(NH4)2S2O8和CH3NaO3S.2H2O总质量分数为0.0150%、偶氮类引发剂质量分数为0.0125%、单体质量分数为40%、阳离子度为40%,产物特性粘数为13.1 dL/g。在污泥pH=6.0、阳离子聚丙烯酰胺特性粘数为11.9 dL/g、阳离子度为40%、用量为0.027%的较佳絮凝条件下,污水的透光率达98.0%,絮凝率达66.0%,脱水率达70.0%。