喷雾-反溶剂结晶法制备掺杂铝粉的复合微球

纳米铝粉作为高能添加剂广泛应用于含能复合材料领域。然而,制备高球形度铝粉掺杂的复合微球却面临着一系列挑战。采用喷雾与反溶剂结晶相结合的方法,探索了一种制备纳米铝粉与有机分子形成复合功能微球的喷射-结晶途径。通过自主设计的内混三流式空气雾化喷嘴,将前驱液雾化成液滴,反溶剂接收浴接收后,溶剂与反溶剂发生快速的相互扩散和传质过程,含能分子模拟物蔗糖八乙酸酯(SOA)在液滴内部析出,将铝粉包裹在内,洗涤干燥后得到铝粉掺杂的复合微球。通过调控合适的雾化、溶剂与反溶剂、添加剂等条件,成功解决了干燥后复合微球球形度低、微球之间相互团聚等现象,最终制备出粒径分布窄、形貌均一、分散性较好、球形度和密实度较高的掺杂铝粉的微球复合材料。

氧化石墨烯界面调控纳滤膜制备及性能研究

为提高传统聚酰胺纳滤膜渗透性能和抗污染性能,文章以聚砜(PSF)超滤膜为基材,以哌嗪、均苯三甲酰氯为水相和有机相单体,引入氧化石墨烯(GO)作为亲水改性材料,通过界面聚合法制备氧化石墨烯复合纳滤膜(GO-PA-PSF膜),研究GO占比对膜表面形貌、化学结构及分离性能的影响。结果表明,当GO质量分数为0.01%时,GO-PA-PSF膜表面开始出现褶皱,膜表面粗糙度、亲水性和负电性增强,其渗透通量为50.47 L/(m^(2)·h),对Na_(2)SO_(4)的截留率为98.14%,在30 h脱盐试验中保持良好的稳定性,对3种模型污染物的抗污染性能有所提升。

导电微纳纤维复合纱的制备及其气敏特性

为开发高质量的气敏传感器,利用水浴静电纺丝法制备以涤纶(PET)为芯纱,聚酰胺6(PA6)纳米纤维为包覆层的微纳纤维复合纱(MNY),基于原位聚合方法对MNY进行连续导电处理,制备微纳米纤维复合纱/聚苯胺(MNY/PANI)复合导电纱,以此作为气敏元件,同时将相同参数下制备的PET/PANI复合导电纱也作为气敏元件进行对照,探究不同结构纱线之间气敏效果的差异。研究结果表明:MNY具备良好的皮芯结构,经导电处理后MNY表面均匀分布了聚苯胺颗粒,MNY/PANI的电导率最高可达7.53 S/cm;相比于PET/PANI气敏元件,MNY/PANI气敏元件因其纳米结构的高比表面积对NH 3的灵敏度更高,能表现出更好的响应-恢复效果,重复性和稳定性更好,已初步具备了作为优良气敏元件的条件。

磁性核壳微球的制备及其性能

以苯乙烯、甲基丙烯酸为单体,在偶氮二异丁腈引发下通过分散聚合合成了羧基化纳米单分散共聚微球。用化学沉淀法在共聚微球表面生成均匀分散的纳米四氧化三铁壳层,采用FTIR、SEM、DLS、HR-TEM、XRD、XPS及VSM对微球进行形貌及结构表征。结果显示微球均有良好单分散性且在水相中分散性良好。以BSA为模型研究了核壳微球蛋白分离性能,在体系pH值为4.7时微球对蛋白分离效果最佳,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,微球的蛋白分离性能达到239.5 mg/g。

树莓状聚合物纳微米封堵剂的制备及性能评价

为解决硬脆性泥页岩地层井壁失稳问题,国内外通过乳液聚合方法研发了纳微米封堵剂,但在应用过程中存在纳微米尺寸不易保持、钻井液易起泡等问题。为此,以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯作为聚合反应单体,二乙烯基苯作为聚合反应内交联剂,以淀粉纳米粒子为乳液稳定剂,通过Pickering乳液聚合法制备了一种用于水基钻井液的树莓状纳微米封堵剂(即表面吸附淀粉纳米粒子的交联P(St-co-MMA)微球)。对树莓状纳微米封堵剂的粒子直径、形貌及结构特点进行了表征分析,并对其性能进行了室内评价试验,结果发现,树莓状纳微米封堵剂能显著降低聚合物氯化钾钻井液的API滤失量和渗透封堵仪(PPA)滤失量,可有效封堵地层纳微米级孔隙,解决了钻井液的起泡问题,且对钻井液流变性能影响较小,能够满足页岩油气钻井井壁稳定的需求。

原位聚合法负氧离子尼龙纤维的制备及应用

针对尼龙纤维面料负氧离子释放/抗菌等问题,通过原位聚合法制备得到负氧离子尼龙纤维,研究了温度、湿度、光照及洗涤次数对负氧离子尼龙纤维负氧离子释放的影响。结果表明,原位聚合法负氧离子尼龙纤维安全性能达标,在温度为30℃,湿度达到50%以上时,其负氧离子释放量趋于较大值(1 200~1 300个/cm^(3))。

原料对纳米氮化碳制备的影响

分别以三聚氰胺、二氰二胺、尿素为前驱体,在不同气氛下利用高温热聚合方制备g-C_(3)N_(4),优选制备方法,利用液相剥离法制备纳米g-C_(3)N_(4)。通过X射线衍射分析(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征分析不同原料制备的g-C_(3)N_(4)的结构异同及在不同气氛下制备的g-C_(3)N_(4)结晶性的优劣。综合结晶性、晶面间距与外部条件,选择三聚氰胺为前驱体,对在空气气氛下制备的g-C_(3)N_(4)进行液相剥离处理,通过SEM图像表征分析可知,对纳米g-C_(3)N_(4)细胞粉碎时间越长粒径越小。结果表明,原料对纳米氮化碳制备的影响主要表现在结晶性和晶面间距上,以三聚氰胺为前驱体、在空气气氛下制备的g-C_(3)N_(4)来制备纳米氮化碳粒径发生了变化。

乳液聚合法制备聚(苯乙烯-丙烯腈)/Fe_(3)O_(4)磁性微球及对亚甲基蓝吸附性能研究

本文以苯乙烯(St)、丙烯腈(AN)原料,采用乳液聚合法在Fe_(3)O_(4)磁流体存在下进行双层表面活性剂的修饰制备了聚(苯乙烯-丙烯腈)/Fe_(3)O_(4)磁性高分子微球。进行了红外光谱(IR)、X-射线衍射仪(XRD)、粒径分析等手段表征磁性微球的组成成分,探究了不同比例的微球对亚甲基蓝的吸附性。最后,对比了不同乳液聚合体系中磁流体的添加量、聚合温度、单体加入方式等因素对聚(苯乙烯-丙烯腈)磁性微球粒径、分散度的影响及其对亚甲基蓝的吸附效果。结果表明:乳化温度30℃,磁流体添加量30 mL,采用逐一加入摩尔比为1:1的单体时得到的微球粒径最小(为1417.6 nm),且粒径分布均匀;乳化温度30℃,磁流体添加量40 mL,采用逐一加入摩尔比为1:1的单体对亚甲基蓝吸附效果最好去除率可以达到80%。

ZnO@PS粒子分散特性及改性乙丙橡胶绝缘性能研究

为研究核壳ZnO@PS粒子分散特性及其掺杂对三元乙丙橡胶(EPDM)绝缘性能的影响,该文采用聚合改性法制备了ZnO@PS复合颗粒,并利用透射电镜、粒度分析、红外光谱及热失重分析等测试手段对样品的形貌、结构和分散性进行了表征。另外,以ZnO@PS/EPDM复合材料为研究对象,研究了其电导特性、介电特性和耐电晕性能随纳米颗粒掺杂比例的变化规律。试验结果表明:改性纳米氧化锌(ZnO)、表面聚乙烯醇(PVA)及聚苯乙烯(PS)长链以无规则形式粘结,PVA作为“桥梁”交联多条PS长链,其对纳米ZnO表面羟基的去除效果明显,当PVA占比为6.32%时包覆效果相对良好,团聚现象得到明显改善。同时由于ZnO@PS掺杂物的引入,使得ZnO@PS/EPDM复合材料具备了非线性均压特性,耐电晕放电能力也明显提升,且随着纳米颗粒掺杂比例的增加,其非线性特征更加明显,当ZnO@PS颗粒质量分数为5%时,相比于未改性乙丙橡胶起晕电压增加了95.5%,ZnO@PS复合颗粒在改性EPDM绝缘性能方面发挥了主要作用。研究结果对电缆终端功能性材料的制备具有重要的参考价值。

ATRP制备改性纳米木聚糖及对木材的抗菌性能

利用原子转移自由基聚合法(ATRP),将二甲基二烯丙基氯化铵中的季铵基团接枝到纳米木聚糖大分子引发剂表面,得到改性纳米木聚糖生物抗菌剂.以密粘褶菌作为木腐菌,开展木材防腐抗菌试验,探究不同质量分数改性纳米木聚糖生物抗菌剂对密粘褶菌的抑制作用.通过测定木材失重率得到不同质量分数改性纳米木聚糖生物抗菌剂的耐腐等级;观察被密粘褶菌侵蚀的木材内部菌丝生长状态,探究改性纳米木聚糖生物抗菌剂的抑菌效果.结果显示:改性纳米木聚糖生物抗菌剂的抗菌效果优于纳米木聚糖.

荧光聚丙烯酰胺纳米微球的制备与性能研究

为考察微球在油藏中的分布规律,以烯丙基荧光素(Flu)为荧光单体、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为耐温耐盐单体,通过反相微乳液聚合法与丙烯酰胺(AM)发生共聚反应合成一种油田用聚丙烯酰胺荧光纳米微球p(AM-AMPS-Flu)。利用红外光谱、电镜测试和激光粒度仪、荧光分光光度计对荧光微球的微观结构与荧光特性进行表征,同时采用岩心驱替实验装置对荧光微球的封堵效果进行评价。结果表明,该荧光微球质量浓度和相对荧光强度间呈正向线性关系。同时该荧光微球在不同停留时间、温度、pH、金属盐离子及油田化学剂下均具备稳固的荧光特性,表现出良好的耐温、耐盐、耐酸碱性和优异的配伍性。该荧光微球与普通聚丙烯酰胺微球相比具有良好的注入性和封堵能力,注入量为0.5%时封堵率可达88.67%。

PDA/纳米TiO_(2)改性超疏水蚕丝织物的制备及性能

首先利用CuSO_(4)/H_(2)O_(2)氧化体系将多巴胺(DA)快速聚合沉积在蚕丝织物上,再采用十二烷基三甲基硅氧烷(DTMS)修饰纳米TiO_(2),在蚕丝织物表面构建纳米级粗糙结构,并在表面引入长链硅烷疏水链,制备超疏水蚕丝织物。优化的DA快速聚合工艺为9 mmol/L CuSO_(4)、19.6 mmol/L H_(2)O_(2)、沉积时间60 min;优化的DTMS-纳米TiO_(2)整理工艺为0.6%纳米TiO_(2)、3.5 mL/L DTMS,烘焙温度105℃。制得的复合改性蚕丝织物静态接触角(CA)为156°,滚动角(SA)为5°,符合超疏水材料要求,且具有良好的自清洁能力和超疏水耐久性。

基于三环二萜类小分子取向诱导聚乳酸微纳纤维化的分子模拟与实验研究

聚合松香是三环二萜类结构小分子松香的二聚物,属于绿色可再生且可降解的化工原料。以小量聚合松香对聚乳酸进行诱导成纤,在常规的熔纺设备上即可获得连续的微纳米聚乳酸纤维束。使用Materials Studio对聚合松香与聚乳酸的共混过程进行分子动力学模拟。通过分析Flory-Huggins相互作用参数及径向分布函数,发现聚乳酸和聚合松香的比例在70∶30~40∶60之间时,相容性最好。通过热重分析,确定了共混体系纺丝温度为190℃,旋转流变测试证明了在纺丝过程中,聚合松香刚性小分子能够渗透到聚乳酸分子链之间。通过差示扫描量热测试得到聚合松香含量为50%时,结晶度达到了75.3%。熔融纺丝试验及电镜测试验证了40%的聚合松香可以使聚乳酸形成微纳米纤维束最细可达400 nm。

表没食子儿茶素没食子酸酯纳米化研究进展

表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)是茶叶中的主要活性成分,具有抗炎、抗氧化等诸多生物活性。然而,体内、体外实验结果与流行病学研究存在较大差异,主要原因是EGCG不稳定、生物利用度低。EGCG口服后只有极少数能被肠道所吸收,难以发挥其药理特性。随着科技的发展,科学家们发现纳米化技术能够提高EGCG稳定性,改善EGCG生物利用度。还能够在纳米颗粒上添加靶向分子,使其能定向输送到特定部位,提高EGCG药理特性。纳米化EGCG在食品、医药领域具有广阔前景。碳水化合物、脂质和蛋白质等经过纳米化处理后可以作为包裹EGCG的材料。但是目前关于纳米化EGCG的研究主要集中在体内体外的实验,缺少临床数据支撑,还需要对其安全性和药代动力学等进一步补充和深入研究。因此,本文综述了EGCG吸收、代谢及纳米化EGCG研究进展,以期为EGCG进一步的开发利用提供借鉴。

乳液聚合法合成钻井液用纳米级封堵剂研究

以苯乙烯、丁二烯为共聚单体,2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯(HEMAP)为偶联剂,采用乳液聚合法在气相纳米二氧化硅表面接枝聚合物壳层,合成了纳米级封堵剂NPS。通过核磁共振、热失重、透射电镜、激光粒度分析等方法表征聚合产物,表征分析证明单体发生有效聚合,反应生成形状较规则柔性微球,乳液粒径中值93nm,除桥堵作用外,微球表面的亲水基团也会与地层黏土矿物产生多点吸附,使封堵层更加致密,纳米乳液抗温性较好,这是因为分子结构中引入较多苯环刚性结构及适度的交联作用提高了分子内作用力。现场井浆评价证明,微纳米级封堵剂对不同体系性能影响表现基本相同,即对流变性影响不大,对降低API滤失量无效果,对降低HTHP滤失有较明显效果。0.1μm沙盘封堵实验说明,微米级封堵剂对纳米级孔隙基本无封堵作用,微米级刚性颗粒堆叠后形成滤失通道,反而造成纳米级孔隙条件下PPT滤失量的增加。

氧化锌抗菌聚酯的制备及其性能

将纳米ZnO分散在乙二醇(EG)溶液中制成ZnO-EG分散液,然后采用原位聚合法将单体精对苯二甲酸(PTA)、EG和ZnO-EG分散液进行酯化缩聚得到抗菌改性聚酯。分析抗菌改性聚酯的聚合工艺过程,采用激光粒度分析仪对ZnO-EG分散液的粒径分布进行表征;通过偏光显微镜和DSC对抗菌改性聚酯的切片形貌和熔点进行分析,并对抗菌改性聚酯的色值、特性黏度、端羧基含量、二甘醇含量以及抗菌性能进行测定。结果表明:湿法研磨制得的纳米氧化锌分散液粒径明显小于磁力搅拌所制得,且随着湿法研磨时间的增加,分散液粒径呈现先减小后增大的趋势;当抗菌聚酯的ZnO质量分数为0.5%,特性黏度为0.687 dL g时,纳米ZnO抗菌剂在聚酯中没有发生明显团聚而形成凝集粒子,且均匀分散在聚酯切片中;纳米ZnO抗菌剂的加入使抗菌聚酯的色值偏向光亮黄绿色,抗菌聚酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率分别为92%、99%和78%,具有较好的抗菌性能。

猪笼草捕虫笼滑移区表面结构仿生加工研究

猪笼草捕虫笼表面具有着特殊的疏水性能,为广大学者在亲疏水性能研究方面提供了许多重要的启示,其表面仿生结构在微液检测、微流控、自清洁以及芯片散热等方面有着重要的应用前景。报告利用白光干涉仪对红瓶猪笼草捕虫笼滑移区表面形貌进行了检测,获取了新月体结构的特征尺寸,利用双光子聚合加工技术对其结构进行了仿生加工,通过分区域定位法实现了新月体结构的大面积阵列加工,并分别对滑移区表面组织以及其仿生新月体阵列结构进行了接触角测量,验证了微纳结构对液滴疏水性能的影响。此项工作为双光子聚合加工微纳结构应用于调控表面亲疏水性能的研究提供了参考。

高压固相拓扑聚合合成纳米碳材料

碳原子多样的杂化方式使得碳材料具有复杂的结构和性能。寻找并开发具有新结构的碳材料,实现碳材料的精准可控合成是碳材料研究的重要方向。高压(高于1 GPa)可以有效地压缩分子间距,促进不饱和分子发生聚合,为“自下而上”合成碳材料提供了新的策略与机遇。高压下的化学反应多为固相反应,反应分子受到晶格的约束,表现出拓扑化学反应的特点。这意味着可以通过控制反应物的晶体结构调控反应路线,进而合成具有特定结构和功能的碳材料。本文报道了利用高压固相拓扑聚合方法合成聚烯烃、聚炔化合物、金刚石基纳米线、碳纳米带、石墨烷以及高电荷离子型聚合物等多种碳材料的研究进展,并简要介绍高压下化学反应的特点与机制。

在位分散聚合聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅纳米复合材料研究

应用在位分散聚合方法制备了分散相粒径介于１３０ｎｍ左右的聚甲基丙烯酸甲酯／二氧化硅ＰＭＭＡ／ＳｉＯ２纳米复合材料，并利用ＳＥＭ，ＤＭＡ，ＴＧＡ等手段研究了该体系的性能．结果表明，经表面处理的ＳｉＯ２无机填料在复合材料基体中分散均匀，界面粘结好．ＳｉＯ２填充粒子的用量对基体的热稳定性，动态力学行为，光学行为以及拉伸强度，弹性模量。

聚乙烯/凹凸棒石纳米复合材料的微观结构与力学性能

对原位配位聚合法制备的聚乙烯 /凹凸棒石纳米复合材料的亚微形态与力学性能进行了研究 ,建立了二者之间的联系 ,并与相同原料、相同组分的熔体共混纳米复合材料进行了比较 ;认为这种新型材料中无机纤维与有机大分子间的“梳型结构”导致了大量凝胶的出现 ,而纳米纤维在聚合物基体中的均匀分布以及组分间很强的相互作用是材料高性能表现的根本原因。