全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烯-四氟乙烯共聚物平均分子量、分子量分布和流变特性

全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧环戊烯-四氟乙烯(PDD-TFE)共聚物是高性能含氟聚合物,开展PDD-TFE共聚物平均分子量(MW)、分子量分布(MWD)和流变特性研究对拓展其加工应用有重要意义。鉴于溶液法测定PDD-TFE共聚物MW及MWD存在难度,建立了由动态流变法和动态黏弹法获得PDD-TFE共聚物MW及MWD的改进方法。根据Fox方程、共聚物结构和性能参数得到了PDD-TFE共聚物的零切黏度与MW之间的关系;通过Carreau-Yasuda方程拟合PDD-TFE共聚物的复数黏度与频率之间的关系,得到了零切黏度。在实验测定PDD-TFE共聚物的储能模量与频率关系基础上,应用动态黏弹法得到其MW及MWD,并进一步研究了220℃时PDD-TFE共聚物的MW及MWD对共聚物熔体流变特性的影响,发现共聚物的MWD越宽,共聚物熔体的“剪切变稀”行为越明显;随着共聚物MW增大,共聚物熔体的非牛顿性越强。

乙烯-四氟乙烯共聚物粉末喷涂影响因素研究

分析了乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)喷涂用树脂的基础性能,研究通过破碎、分级得到目标粒径范围内满足喷涂用ETFE树脂粉末,在试制工件表面喷涂,并对喷涂样品测试评价。结果表明,ETFE树脂易破碎,可通过破碎工序得到小颗粒树脂,再通过分级工艺达到适合的粒径分布,大大提升了产品的利用率;MFR与熔点的差异对ETFE喷涂树脂的耐受性差异不明显,聚合工艺对其影响较大,其中溶剂相法制备的ETFE耐酸碱盐性能更佳。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/橡胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青的黏附性

为了改善高黏改性沥青与集料之间的黏附性,制备了基于碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉的高黏改性沥青(HVAM-2),采用滴定法测定了其与集料之间的接触角并计算出黏附功。通过冻融劈裂试验、浸水飞散试验和汉堡车辙试验进一步验证了HVAM-2混合料的黏附性。结果表明,碳九石油树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和橡胶粉三种材料在沥青中形成的网格结构能够大幅度提高沥青的黏附性,有效改善沥青与集料之间的黏接能力;相比于基质沥青,HVAM-2的黏附功提高了72.9%,且HVAM-2沥青混合料具有良好的水稳定性。

辐照吸收剂量对交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘材料性能的影响

本工作研究了辐照吸收剂量对交联乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)绝缘材料和XETFE电线性能的影响。辐照交联后,XETFE绝缘材料的断裂伸长率和结晶度显著降低,热稳定性显著提高;测量了不同辐照吸收剂量对XETFE电线交联度的影响,当辐照吸收剂量小于120 kGy时,XETFE电线交联程度不够,交联度测试不通过。研究发现,可以通过热失重方法测试XETFE绝缘材料的热稳定性能辅助推测其交联程度。

低氟析出宇航用交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆的研制与应用

普通宇航用交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线、电缆(C55导线)存在氟析出量高的缺点,严重限制了其在航天器载人或密闭舱室中的应用。为有效降低空间站用导线的氟析出量,研究了低氟材料加工工艺,设计开发了具有低氟析出特点的宇航用交联乙烯-四氟乙烯共聚物绝缘电线电缆,并通过试验对其常规性能、极限性能、氟析出、寿命等性能进行了验证。结果表明,研制的具有低氟析出特点的C55/LF导线的常规性能指标、极限性能与普通C55产品相当。寿命评估试验表明样品有很宽的使用温度范围,能够满足航天器、空间站以及其他宇航设备上对线缆的寿命要求。通过在中国空间站的实际在轨运行验证表明,该导线满足设计目标要求。

乙烯-四氟乙烯共聚物平均分子量及其分布的动态流变法测定

针对溶液法测定乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)平均分子量及其分布的困难,文中建立了由动态流变法测定ETFE平均分子量及其分布的改进方法。采用Carreau-Yasuda方程拟合复数黏度与频率(ω)的关系,得到零剪切黏度并计算分子量。采用广义Maxwell模型拟合动态模量与ω的关系,得到平台模量G0N;根据粘弹理论,建立了由G0N计算-Mw-ω关联系数K2(K2=12π2×K1G0N)的新方法。由于实验仪器频率范围的限制,由动态模量-ω关系得到的分子量分布偏窄,由动态模量计算得到的重均分子量与由复数黏度得到的重均分子量之间存在一定偏差。

预辐射接枝四氟乙烯-乙烯共聚物湿敏膜的制备及特性研究

利用2 MeV电子加速器,在常温下采用预辐照引发接枝的方法,在四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)上接枝丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS),制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的接枝膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析结果证明了磺酸基团和羧酸基团的成功引入,并对接枝膜的热力学和化学特性进行了研究.结果表明,随着接枝率的增加,接枝膜的结晶度逐渐降低,接触角逐渐减小,接枝膜的亲水性逐渐增强.利用制备的接枝膜构建了电阻型湿度传感器,并测定了传感器的电学特性.在相对湿度(RH)从5%变化到98%时,传感器电阻线性变化范围接近4个数量级,具有响应速度快(吸附<1 min,解吸<2 min),湿滞小(<2%RH)的特点.

四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物的研究进展

作为可熔融加工且性能接近于聚四氟乙烯的全氟聚合物,PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚聚合物)得到了很快的发展并已形成了两个系列的商品。其中四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA-P)已经为人们熟悉,而另一类品种即四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(PFA-M)却少有文献介绍。本研究对PFA-M的结构、性能、加工以及应用进行了综述。

乙烯-四氟乙烯共聚物结构和性能研究进展

介绍了乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物分子结构和凝聚态结构的研究进展,表明ETFE是以乙烯、四氟乙烯交替结构为主的含氟共聚物;ETFE结晶结构受乙烯、四氟乙烯配比、第3单体种类和含量、温度和取向等的影响。简述了ETFE的热学和力学性能,引入第3单体是提高ETFE高温力学性能的重要途径。

乙烯-四氟乙烯共聚物的非等温结晶行为

采用差示扫描量热仪和偏光显微镜对乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的非等温结晶行为进行了研究,并用莫志深法和Kissinger法研究了结晶动力学。结果表明,随着降温速率的增大,ETFE的结晶温度逐渐下降,结晶温度范围变宽;ETFE的结晶过程分三阶段进行,分别为成核阶段、由晶核生成球晶阶段和球晶碰撞并生长阶段;ETFE的非等温结晶活化能随着共聚物中C2F4组分的增加而增加。

磁场作用下异戊二烯在四氟乙烯-丙烯共聚物表面的光化学接枝反应

我们已经报道了异戊二烯在四氟乙烯-丙烯共聚物(四丙共聚物)的光化学接枝反应,并且证实了该反应是按三重态机理进行的。但是无论是用二苯甲酮、蒽醌还是安息香作为引发剂,异戊二烯的相对接枝率都相当低,一般不超过40％。当相同体系的反应在外磁场中进行时,我们发现了一些有趣的现象,第一,异戊二烯的接枝率提高得很快,第二,接枝链中3,4-聚合的产物大大增加。这样,通过异戊二烯在四丙共聚物表面的接枝。

乙烯-四氟乙烯共聚物的辐照交联及辐照敏化剂研究

简述了高分子辐照加工及其影响因素,详细综述了乙烯-四氟乙烯共聚物(F40)辐照交联研究,同时归类分析了F40辐照交联的辐照敏化剂合成及开发研究,并对F40的辐照交联开发做了相应的展望。

再铸全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物/磺化氧化锆复合膜的制备与性能研究

利用溶液再铸法制备了全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物(Nafion~)/磺化氧化锆(SZ)复合膜,借助X射线衍射、扫描电子显微镜、热失重分析仪等研究了所制备复合膜的微观结构、形貌以及性能。结果表明,棒状SZ颗粒以平行于膜表面的方向排列,均匀分布在Nafion~膜的骨架中,改善了膜在中温区的热稳定性;将复合膜用于直接甲醇燃料电池(DMFC)的电解质膜时,使用了3%和6%SZ的Nafion~/SZ复合膜的DMFC在45℃和5mol/L甲醇进料时的峰值输出功率密度分别为46.27、59.47mW/cm2,明显高于同样条件下Nafion膜的38.2mW/cm2。

六氰合铁(Ⅱ)酸铁(Ⅲ)/全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物复合膜修饰玻碳电极差分脉冲伏安法测定铅和镉

利用电聚合的方法将普鲁士蓝修饰到玻碳电极表面,然后修饰上全氟磺酸-聚四氟乙烯共聚物(Nafion)膜制成修饰电极。利用差分脉冲伏安法(DPV)对Pb2+和Cd2+在该修饰电极上的电化学行为进行了研究,建立了差分脉冲伏安法灵敏测定Cd2+和Pb2+的新方法。对富集电位、富集时间以及Nafion用量等实验条件进行了优化。在0.1mol/L pH 4.5的NaAc-HAc缓冲液中,在-1.1V处搅拌富集450s,用DPV分别测定-0.48V和-0.73V处的氧化峰电流。溶出峰电流与Pb2+和Cd2+的浓度分别在5×10-8～5×10-5 mol/L和2×10-8～2×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数分别为0.995和0.992。检出限分别为5×10-9 mol/L(Pb2+)和2×10-9 mol/L(Cd2+)(S/N=3)。方法用于水样中Cd2+和Pb2+的测定,测定值与原子吸收光谱法的结果相一致,相对标准偏差为2.1%～3.8%。

火焰喷涂乙烯-四氟乙烯共聚物/纳米SiO_2涂层的热行为

采用火焰喷涂法制备了乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)/纳米SiO2复合涂层,采用红外光谱仪、差示扫描量热仪(DSC)对复合涂层的结构、非等温结晶过程、熔融行为进行分析。红外光谱分析表明,ETFE及ETFE/纳米SiO2粉末在火焰喷涂过程中没有发生氧化或降解反应,表明火焰喷涂法适宜制备ETFE及ETFE/纳米SiO2复合涂层;DSC分析结果表明,纳米SiO2粒子的加入提高了复合涂层的结晶速率,结晶温度略有提高,而且使复合涂层的熔融峰温度高于纯ETFE涂层。结果表明,纳米SiO2粒子具有成核剂的作用,诱导ETFE大分子结晶,使其结晶能力及结晶的完善程度提高。

电子束辐照乙烯-四氟乙烯共聚物的化学稳定性

采用剂量率为20 k Gy/h的电子束在空气氛围中对乙烯-四氟乙烯共聚物(Ethylene tetra-fluoro-ethylenecopolymer,ETFE)片材进行辐照,剂量范围0–1600 k Gy,研究了ETFE片材在低剂量率电子束辐照下的化学稳定性。通过机械性能、红外光谱、拉曼光谱和扫描量热仪(DSC)等对辐照前后的样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,随着吸收剂量的增加,断裂伸长率和断裂强度在0–200 k Gy内缓慢下降,超过400 k Gy则急剧下降;红外光谱分析表明,随着吸收剂量的增加,羰基指数增加,样品表面氧化程度严重;拉曼光谱分析结果显示低剂量率电子束的辐照破坏了ETFE分子链结构的对称性;DSC测试结果表明,随着吸收剂量的增加,ETFE的结晶度和熔点逐渐下降,结晶度从43.2%下降到12.6%,熔点从261.3℃下降到233.3℃。

乙烯-四氟乙烯共聚物织物的制备及其性能

为开发可用于苛刻环境下的工业用织物,以自制乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)长丝为原料,通过加捻、合股工艺制备出织造所需的ETFE纱线,利用半自动织机成功将其织成平纹织物,所得织物幅宽为(300±2)mm,厚度为0.397 mm。利用万能拉伸机、织物透气量仪、平板式保温仪和织物耐磨仪等对纱线及其织物进行性能表征。结果表明:ETFE织物透气率为562.1 mm/s,保温率为6.77%;ETFE织物具有优异的力学性能,其经向抗拉强度约为29.8 MPa,纬向强度为19.7 MPa,低于经向;热定型处理后,ETFE织物的热收缩率明显改善,150℃以下无明显收缩,在200℃仅为6%;在经过90℃的浓硫酸和氢氧化钠溶液处理后断裂强度均无明显变化,表现出良好的耐酸碱腐蚀性,有望用作苛刻环境下的工业用布。

转矩流变仪研究乙烯-四氟乙烯共聚物的加工性能

利用转矩流变仪研究了乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)树脂加工过程中的相关参数,并求解了熔体的流动活化能。结果表明:整个ETFE树脂随时间变化的扭矩流变曲线大体可分为四个区;转子转速越高,熔体流动稳定时对应扭矩和温度越高,对应的流动活化能越低。混炼机温度越高,熔体流动稳定时对应扭矩越低,且熔体温度越接近于混炼机温度,并求得平均活化能为30.549 k J/mol。

乙烯-四氟乙烯共聚物中空纤维膜的制备及性能

以乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)为成膜聚合物,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂,水溶性及非水溶性致孔剂组成复合致孔剂,首次采用熔融纺丝-拉伸法制备了ETFE中空纤维膜,通过对其孔隙率、截留率、渗透性能、力学性能及耐酸碱性能进行表征,研究了不同后拉伸倍数对膜结构及性能的影响。结果表明,ETFE中空纤维膜横截面呈蜂窝状孔结构,随后拉伸倍数增加,膜表面逐渐呈现明显的界面孔,渗透通量、孔隙率及断裂强度明显增加,断裂伸长率及直接耐晒黑G(DB19)染料截留率下降。经质量分数为30%的氢氧化钠溶液及30%的硫酸溶液处理10d后,膜断裂强度保持率在84%以上,表现出优良的耐强酸碱性。

交联乙烯-四氟乙烯共聚物氟化物逸出的影响因素研究

从基体材料选择、交联剂种类、辐照剂量、后处理4个方面研究了交联乙烯-四氟乙烯绝缘材料氟化物逸出的影响因素,优化了材料配方和加工工艺。结果表明:采用熔融指数为33.0的乙烯-四氟乙烯三元共聚物作为基体材料,以三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为交联剂,并对交联后的材料进行热处理,绝缘材料氟化物逸出量降低至180×10-6。