低中高分子量聚异丁烯技术进展及其应用

开发异丁烯下游高附加值产品聚异丁烯的新技术可以促进相关产业的可持续发展,缓解国内异丁烯上游产品甲基叔丁基醚行业产能过剩的压力。综述了不同分子量聚异丁烯的理化特性,并介绍聚异丁烯的技术研究进展、工业化产品的牌号、产品的特性,以及不同分子量的聚异丁烯在化工各个专业领域中的应用。指出国内聚异丁烯产业存在的主要问题,并对聚异丁烯未来发展方向进行展望。

丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的水分散聚合物制备

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,过硫酸铵为引发剂,自制聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)为分散剂,在硫酸铵水溶液中采用水分散聚合法,制备了丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚水分散体.考察了分散聚合过程中体系黏度变化,引发剂用量、硫酸铵的用量、分散剂的用量对共聚物黏度、分子量、颗粒尺寸的影响,并对其结构进行了鉴定.实验发现,在30℃,AM、DMC总单体质量分数为15%,DMC与AM物质的量比为1∶9,过硫酸铵浓度范围为0.70×10^(-4)~2.8×10^(-4)mol/L,硫酸铵质量分数范围为26.51%~28.1%,分散剂PDMC质量分数范围为1.1%~1.3%条件下,可以制备出黏度低、稳定性好的丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚水分散体.

聚丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵的合成

以偶氮二异丁基脒盐酸盐(V-50)为引发剂,丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)为聚合单体,采用自由基水溶液聚合法,在氮气氛围中制备了阳离子型聚丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(PDMBC)。用单因素法考察了单体质量分数、引发剂用量、反应温度以及反应体系pH对聚合物黏度和相对分子质量的影响。对反应条件进行了优化,当反应温度为42℃时,可以合成出相对分子质量100万以上的聚丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵。

丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵共聚水分散体的制备

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBC)为共聚单体,过硫酸铵为引发剂,自制聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)为分散剂,在硫酸铵水溶液中采用水分散聚合法,制备了丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵共聚水分散体。考察了反应温度、硫酸铵浓度、单体配比、链转移剂浓度、分散剂用量、引发剂用量对共聚物黏度、相对分子质量、颗粒尺寸的影响。实验发现,制备丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵共聚水分散体较优配方为:温度65℃,硫酸铵质量分数为27.6%,AM、DMBC总单体质量分数为15%,DMBC∶AM(质量比)=(0.297~0.363)∶1,链转移剂用量为0.078 g/L,分散剂质量分数2.7%~3.6%,过硫酸铵质量分数范围为4.38×10^(-4)~5.84×10^(-4)mol/L。

微反应器内阳离子聚合研究进展

阳离子聚合是制备高分子材料的重要方法之一。因阳离子聚合反应活性高、可控性差,采用传统的方式对其进行深入研究难度往往很大。微反应器技术因其优异的过程控制能力在阳离子聚合研究中表现出得天独厚的优势。本文介绍了微反应器内传统阳离子聚合和活性阳离子聚合的研究进展,论述了微反应器对提高异丁烯、乙烯基醚类单体阳离子聚合反应可控性、反应效率以及机理研究的重要作用,探讨了阳离子聚合体系和装备理性设计的方向。

有机鎓盐类光生酸剂研究及其应用进展

光照下碘鎓盐、硫鎓盐类光生酸剂分解产生的质子强酸可促使环氧、乙烯基醚等单体发生阳离子聚合,因此在许多领域具有广泛的应用潜力。综述了碘鎓盐类、硫鎓盐类以及不同类型阴离子光生酸剂的改性、合成以及在阳离子聚合中的应用,同时介绍了鎓盐类光生酸剂作为金属催化烯烃插入聚合助催化剂的应用,并对鎓盐类光生酸剂的未来前景进行了展望。

端羟基叠氮呋咱醚氧杂丁烷-HTPE嵌段共聚物合成及内增塑性能

针对增塑剂易迁移、渗出进而严重影响聚合物基复合材料物化性能和机械性能的问题,研究通过3-硝基-4-羟基呋咱与3,3-二溴甲基氧杂丁环(BBMO)偶联合成2种新单体3-(4-硝基呋咱-3-氧甲基)-3-溴甲基氧杂环丁烷(BrNFMO)、3,3-二(4-硝基呋咱-3-氧甲基)氧杂环丁烷(BNFMO),以端羟基聚醚(HTPE)为大分子引发剂,在三氟化硼乙醚催化下分别与BrNFMO、BNFMO以及对照组BBMO共聚后叠氮化,制备得到三种内增塑嵌段共聚物,对其进行结构、热分解行为、内增塑性能测试,并对所设计目标共聚单元进行量化计算以评估其爆轰性能。最后对共聚工艺进行了优化,通过“假活性”聚合策略对引入嵌段的程度进行控制。结果表明,该系列新型含能共聚单元具有优于现有叠氮基氧杂环丁烷单体的能量水平。与直接将叠氮基团引入聚合物相比,通过呋咱醚桥联结构将叠氮基团进行引入能够通过内增塑策略获得具有更低玻璃化转变温度T_(g)与黏度的含能共聚物(T_(g)可降低5.27℃,黏度可降低4.90 Pa·s),其热稳定性也得到了提高(T_(d)可提高7.3℃)。

氢化萜烯酚改性苯乙烯树脂的制备及其在压敏胶中的应用

将α-蒎烯、苯乙烯、苯酚进行阳离子共聚氢化得到软化点为92℃,羟值9.9 mg KOH/g、Gardner色号小于1的氢化萜烯酚改性苯乙烯树脂(HTPS树脂),采用凝胶渗透色谱、核磁共振波谱、红外光谱等方法对HTPS树脂的结构进行了表征。将HTPS树脂应用于压敏胶中,粘结效果良好,通过正交实验获得初粘力16号、持粘力大于23 h、180°剥离强度能达到4.3 N/cm的配方。HTPS树脂与萜烯树脂制备的压敏胶通过80℃老化测试表明,180°剥离强度损失率分别为11.6%和50.6%。HTPS树脂压敏胶具有良好的耐候性,有较好的应用前景。

阳离子改性木质素混凝剂污泥脱水性能研究

混凝调理是一种成本低廉、操作方便的污泥调理方法.而传统无机盐混凝剂和合成有机高分子混凝剂在使用过程中存在金属离子及高毒性单体残留等问题.本文以自然界中来源广泛的一种可再生资源——木质素为原材,以丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为改性单体,采用接枝共聚技术,制得一系列电荷密度(CD)不同的阳离子改性木质素混凝剂(LN-CD).以南京仙林某市政污水处理厂活性污泥为研究对象,测定了活性污泥经系列LN-CD调理后的泥饼含水率(FCMC)、污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)和压缩系数(s),系统考察了LN-CD污泥调理性能;结合污泥絮体结构、泥饼表面形貌和污泥中胞外聚合物(EPS)不同形态及成分含量与分布变化情况,详细讨论了LN-CD混凝剂的污泥脱水机理.研究结果表明,LN-CD具有良好的污泥调理效果,CD是影响LN-CD脱水性能的重要因素,CD越高污泥脱水效果越佳,其中经CD最高的LN-CD1调理后,FCMC、SRF、CST和s分别为:68.91%、0.89×10^(12)m·kg^(−1)、15.0 s及0.81;且获得的污泥絮体尺寸最大结构也最为紧密,污泥中不同形态EPS含量及蛋白质与多糖组分也均有效下降.这是由于LN-CD通过电中和及粘结架桥作用有效聚集污泥颗粒,对EPS结构造成破坏,释放出结合水;此外,木质素本身特有的芳环结构不仅可利用其刚性结构特征起到骨料支撑作用有利于改善泥饼可压缩性,增强其泥饼渗透性,同时其疏水性能还可通过疏水缔合作用与EPS中疏水片段结合有效压缩EPS,从而进一步提高其污泥脱水性能.综上所述,LN-CD制备简单,绿色环保,污泥调理性能优良,其在污泥脱水中应具有良好的应用前景.

高取代度阳离子淀粉基苯丙乳液的合成和应用研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸正丁酯(BA)、丙烯酸叔丁酯(tBA)为单体,H2O2-FeSO4为引发体系,高取代度阳离子淀粉(HCS)为乳化剂,开展了苯丙表面施胶剂的无皂乳液聚合。探讨了HCS的用量、分子量(以特性黏度表示)、取代度对乳液聚合的影响,使用多种方法评价了乳液的理化性能与应用性能。所制备得的高取代度阳离子淀粉基苯丙乳液胶粒平均粒径小(126.2 nm)、正电性强(Zeta电位为25.8 mV)、贮存稳定性优良;将其应用在瓦楞原纸上,施胶纸张的Cobb值为21.6 g/m^(2),水滴接触角达121.6°,与低取代度阳离子淀粉基苯丙乳液相比,其应用效果具有明显优势。研究对其能赋予纸张更佳施胶效果的原因也提出了机理性的解释。

树脂载钯双功能催化剂的制备及其催化碳四烯烃临氢叠合反应

基于碳四烯烃叠合反应工艺,设计并制备了酸性树脂(KC110、Amberlyst35)载钯双功能催化剂,用于一步法催化1,3-丁二烯选择性加氢和异丁烯叠合反应。借助电子微区探针分析(EPMA)、N 2物理吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其物化性质进行表征,并进一步考察了双功能催化剂在碳四烯烃临氢叠合反应过程中的催化性能。结果表明:0.10%Pd/KC110双功能催化剂负载的钯纳米颗粒主要分布在树脂大孔表层结构,平均粒径为3~10 nm,且树脂载体本身的酸性和孔结构保存完好;在反应温度为25℃、压力为1.4~1.6 MPa、质量空速为2.7 h-1、氢气/丁二烯摩尔比为1.5的条件下进行0.10%Pd/KC110催化碳四烯烃临氢叠合反应,1,3-丁二烯可以完全脱除,异丁烯转化率高于81.5%,叠合产物中碳八选择性为75.1%。

微反应器中羰基锰催化三臂星型聚合物的制备

构建了微尺度下光诱导阳离子聚合反应平台,开发了羰基锰高效催化制备三臂星型聚乙烯基乙醚(PEVE)的新方法。利用GPC,^(1)H NMR等方法考察了微反应器的聚合效果,探究了微尺度下阳离子聚合规律,同时拓展了单体的种类。实验结果表明,在微尺度下利用光诱导阳离子聚合,反应条件温和,聚合过程可控,所得PEVE分子量调节范围宽、分子量分布(MWD)窄,解决了传统工艺中存在的反应条件苛刻、能耗高、产品质量可控性差等问题。在微尺度反应平台上,还利用羰基锰催化体系成功合成了MWD窄的聚甲基丙烯酸甲酯,以及分子量为14 000~35 000、MWD为1.37~1.48的三臂星型聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚甲基丙烯酸十二烷基酯。

活性可控聚合制备热塑性弹性体研究进展

从负离子聚合、正离子聚合、开环聚合、可控自由基聚合等聚合方法入手,总结了不同类型热塑性弹性体合成技术的研究进展,以及其他如超分子化学与聚合物合成相结合等热塑性弹性体研究的新领域和新方向。

高分子量聚异丁烯制备影响因素分析

以稀土金属钪正离子配合物为催化剂研究了异丁烯催化聚合反应,通过筛选催化体系、调节单体与催化剂配比、调控反应温度和反应时间等一系列影响因素,对聚异丁烯的分子量及其分布和玻璃化转变温度进行了考察。结果表明,在5种稀土金属钪正离子催化剂中,空间位阻相对较小的限制几何构型钪双烷基催化剂对异丁烯的催化活性最高;异丁烯单体与催化剂的物质的量之比越大,所得聚合物的数均相对分子质量就越高;聚合反应温度越低,聚合物的数均相对分子质量就越高,但当温度低于-60℃时聚合物的数均相对分子质量却大幅减小;聚合反应时间对聚合物相对分子质量变化的影响不大;此外,聚合反应温度和聚合反应时间对聚异丁烯玻璃化转变温度无明显影响。

聚氧乙烯醚型高分子阳离子沥青乳化剂的合成与性能

以过氧化氢异丙苯为引发剂,3-巯基丙酸为链转移剂,采用自由基聚合制备了一种聚氧乙烯醚型高分子阳离子沥青乳化剂(PEAE),探讨了乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)用量、单体摩尔比、酸胺摩尔比及引发剂用量对PEAE低温延度的影响,并采用傅里叶变换红外光谱对PEAE的分子结构进行表征,测试了其表面活性及乳化性能.结果表明,PEAE各项指标均符合规范要求,其乳化能力、低温性能及5 d常温储存稳定性优良,属于慢裂型阳离子沥青乳化剂,可有效改善乳化沥青的低温性能,在稀浆封层和微表处等施工中有着良好的应用前景.

脂环族环氧有机硅预聚体的合成及光固化性能

用不同含氢量的PDMS-PHMS和4-乙烯基-1-环己烯-1,2-环氧为原料,通过简单的一步硅氢加成反应得到脂环族环氧有机硅预聚体。利用FT-IR和^(1)H-NMR对所合成的环氧基聚硅氧烷低聚物的结构进行了表征,结果表明,预聚体的成功合成。加入适量阳离子光引发剂,在紫外光照射下,环氧基聚硅氧烷预聚物发生阳离子聚合,快速固化成环氧基聚硅氧烷树脂薄膜。通过紫外透光率、热失重分析、接触角、铅笔硬度等对紫外光固化膜的性能进行了测试和表征。结果表明,水滴在涂层上表现出97°~116°的接触角,涂层的透明度超过90%。涂层在高达330.3~366.5℃仍保持稳定。结果证明制得的薄膜表面均匀透明,具有优良的耐热性、耐酸性、疏水性以及去油墨性能的涂层。

一种阳离子型聚合物防膨剂的制备与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)为原料,采用水溶液聚合法制备出一种阳离子型防膨剂PMAD,通过FTIR进行表征,并对其粘均分子量进行测试;由防膨测试、耐温测试、耐水洗测试、耐盐测试及其与无机盐复配实验,对PMAD的相关性能进行研究。结果表明,PMAD具有较好的防膨性能、耐温性能、耐水洗性能和耐盐性能。当PMAD使用浓度为0.8%时,其防膨率可达87.12%,温度为100℃时防膨率超过80%,矿化度为200 g/L时,防膨率大于90%,三次水洗后,防膨率保持在80%以上。将PMAD分别与KCl、NH_(4)Cl进行复配,在使用浓度为1%时,体系的防膨率均大于90%,表明PMAD具有优异的抑制粘土膨胀的作用。

金属阳离子对好氧颗粒污泥造粒影响研究进展

好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS)由于具有较好的沉降性能和污染物去除能力,应用前景广泛。污水中金属阳离子的存在会影响AGS的形成。文中综述了常见金属阳离子对AGS造粒和颗粒稳定性的影响,并针对金属阳离子对好氧污泥造粒的影响机理进行了初步探讨,旨在为促进AGS的形成提供一定的参考。结果发现,在一定浓度范围内,常见金属阳离子,如Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Ni^(2+)等均会促进AGS造粒,尤其是Ca^(2+)质量浓度高达100 mg/L时仍能有效加快污泥造粒。金属阳离子主要通过形成无机盐沉淀作为诱导核,以及促进胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)分泌的方式促进污泥造粒。

咪唑离子液体的合成及在阳离子聚合中的应用

通过微波加热法合成了1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐([bmim]PF_(6))、1-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸盐([hmim]PF_(6))和1-甲基-3-辛基咪唑六氟磷酸盐([omim]PF_(6))3种咪唑离子液体,采用高氯酸银/苄基溴(AgClO_(4)/BnBr)引发体系在0℃引发离子液体中异丁基乙烯基醚阳离子聚合,讨论了离子液体、银盐种类对聚合反应的影响。结果表明:微波法能缩短离子液体合成时间,加热1min产率达83.48%;以离子液体为溶剂时聚合反应比使用传统有机溶剂更温和,合成的聚合物平均分子量为3.4×10^(4),产率达92.13%;离子液体回收实验表明离子液体可循环利用,对产率影响较小。

阳离子型聚丙烯酸酯抗菌乳液的合成及性能

以丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)和溴代十四烷(TTDB)为原料,制备了可聚合阳离子抗菌单体,并通过乳液聚合的方法制得阳离子型聚丙烯酸酯抗菌乳液。探讨了抗菌单体用量、硬单体种类、交联单体种类和用量对乳液性能以及整理棉织物抗菌性能的影响。结果表明:当乳化剂十六烷基二甲基苄基氯化铵(1627)与异构十三醇聚氧乙烯醚(E1309)的质量比为1∶1,质量分数为1%;软单体丙烯酸丁酯(BA)与硬单体苯乙烯(ST)物质的量比为4∶1,质量分数为24.5%;引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)质量分数为1%;交联单体双丙酮丙烯酰胺(DAAM)与抗菌单体质量分别为软硬单体总质量的3.6%和20%时,所制得的乳液性能稳定,用其整理的棉织物对大肠埃希菌和金黄葡萄球菌具有良好的抗菌效果,水洗10次后,抑菌率分别为93.0%和95.0%。