壳聚糖/聚氨酯复合材料的表征及吸附再生研究

以壳聚糖为填充料制备壳聚糖/聚氨酯复合材料(CS/PU)作为吸附剂,用来吸附养殖水及工业废水中孔雀石绿(MG).通过对CS/PU的结构表征和再生能力的研究,结果表明:CS/PU的表观密度为68.1 kg·m-3,压缩强度为0.879 k Pa,开孔率为94.44%,比表面积为0.65 m2·g-1,热重分析(TGA)结果显示,CS/PU在高温下较稳定;利用60%的乙醇溶液对吸附MG的CS/PU进行脱附,再生次数可达5次以上.

壳聚糖/聚氨酯复合材料研究进展

从甲壳素和壳聚糖衍生物与聚氨酯复合材料合成工艺,以及复合材料结构与性能之间的关系,综述了国内外壳聚糖/聚氨酯复合材料的最新研究进展。可为从事壳聚糖/聚氨酯复合材料工作的研究人员提供参考。

聚己内酯聚氨酯预聚体增容壳聚糖/聚己内酯复合材料的结构与性能研究

以聚己内酯聚氨酯预聚体(PUP)为增容剂,采用熔融法制备了壳聚糖(CS)/聚己内酯(PCL)复合材料,探究了PUP含量和PCL分子量对CS/PCL复合材料结构及性能的影响。结果表明,PUP分子上的异氰酸酯基团可以与CS分子上的羟基和氨基反应形成共价键,同时PUP与PCL相似相容,通过PUP与两相的相互作用可以有效提高CS与PCL之间的界面相容性;随着PUP含量的增加,复合材料的热稳定性和力学性能增强,当PUP含量为20%、PCL分子量为40000时,复合材料的断裂强度从15.94 MPa增至33.60 MPa,断裂伸长率从1.0%升至18.4%;PCL的分子量越高,PCL与CS的界面相容性越低。该研究为壳聚糖基复合材料的热塑加工制备及其应用奠定了一定的理论基础。

光热双响应形状记忆聚氨酯/炭黑纳米复合材料的制备及性能研究

选用聚己内酯为预聚物,炭黑(CB)纳米颗粒作为光响应功能性填料,通过溶液聚合制备了一种光热双响应形状记忆聚氨酯(SMPU)/CB纳米复合材料。利用IR、SEM、DSC和DMA对其结构、形貌、热学性能和形状记忆性能进行表征。研究结果表明,SMPU/CB纳米复合材料展示出优异的形状记忆性能,其形状固定率和形状回复率均在97%以上。此外,由于CB的光热效应,SMPU/CB纳米复合材料在红外光的照射下具有快的响应速度及大的弯曲变形角度,在航空航天、智能驱动等领域具有潜在的应用前景。

基于光谱学分析的硬质聚氨酯泡沫/钢渣/次磷酸铝复合材料阻燃机理研究

硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的优异性能使其在各领域被广泛应用,但本身的易燃性为其在应用过程中埋下了巨大的安全隐患。钢渣(SS)作为提炼铁精矿后排放的固体废弃物,因其综合利用效率低下而造成一系列环境污染问题。为提高RPUF火灾安全性和钢渣的附加值,将SS和次磷酸铝(AHP)引入到RPUF中,采用一步全水发泡法,制备一系列阻燃RPUF(FR-RPUF)复合材料。利用射线荧光光谱分析(XRF)探究了SS的化学成分,并系统研究了SS/AHP对FR-RPUF复合材料的微观形貌、热稳定性、阻燃性能以及气相产物的影响。XRF测试表明:钢渣的化学成分主要是CaO、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、SO_(3)、MgO,以上金属氧化物能够作为协效剂促进聚合物成炭,并覆盖在材料表面阻隔燃烧热,在凝聚相达到阻燃目的。扫描电镜(SEM)测试表明:SS/AHP与RPUF基体的相容性较差导致FR-RPUF的泡孔出现不同程度的破损。阻燃测试表明:RPUF-1、RPUF-4、RPUF-5的极限氧指数分别为24.2 vol%、23.4 vol%、19.7 vol%,说明SS和AHP存在一定的协效阻燃作用,且RPUF/SS/AHP复合材料全部通过UL-94 V-0级别,满足外墙保温材料使用要求。热重-红外分析(TG-FTIR)测试表明:SS/AHP并未改变RPUF的降解过程,气相产物主要为碳氢化合物、羰基化合物、氨基甲酸酯、CO_(2)、异氰酸酯化合物、芳香族化合物、氰化氢、羰基化合物和酯类。对典型挥发性产物进一步分析发现,AHP和SS的加入促进RPUF基体早期降解。拉曼测试表明:当SS/AHP加入到RPUF后,RPUF-4的D峰与G峰的峰面积比(I_(D)/I_(G))值最小,表明SS/AHP的加入提高了FR-RPUF复合材料炭渣的致密性、石墨化程度。结合上述分析提出阻燃机理:首先AHP吸热分解,降低了火焰周围的温度,其分解的PO·自由基捕获游离的HO·抑制连锁反应,分解产生的焦磷酸铝与炭渣覆盖在基体表面,抑制了火焰和可燃气体的扩散。AHP分解产生的PH3遇氧气生成酸性物质(磷酸和聚磷酸),促进了RPUF脱水成炭,并且钢渣中的矿物成分会与磷酸或聚磷酸反应,形成致密炭层,与AHP共同发挥协效阻燃作用。研究为SS和AHP复配阻燃硬质聚氨酯泡沫材料提供理论依据和实验基础。

金属橡胶-聚氨酯复合材料减振性能研究

针对单一减振材料无法兼具高阻尼与高刚度的弊端,本工作提出了一种新的复合材料,即将三维空间网状结构的金属橡胶(EMWM)作为基体,聚氨酯(PU)作为增强体,并采用真空渗流的方式制备了具有高阻尼与高刚度的金属橡胶-聚氨酯(EMWM-PU)复合材料。通过EMWM与EMWM-PU复合材料的准静态压缩试验,发现界面摩擦的引入使得EMWM-PU复合材料的耗能与刚度特性得到显著提升。此外搭建了复合材料管路减振测试平台,以平均振动加速度级和插入损失作为评价指标,研究了EMWM密度、激振量级、安装时的预紧间距对管路减振性能的影响。结果表明,EMWM-PU复合材料在5~1 000 Hz频段范围内均具有优异的减振效果,且复合材料中基体材料EMEM的密度越小、安装时的预紧间距越大,减振效果越好。本研究有效拓宽了复合材料的应用范围,也为金属橡胶复合材料的设计和应用提供了有效的指导。

石墨相氮化碳/壳聚糖复合材料对水中U(Ⅵ)的吸附性能与机理

针对核能发展与应用过程中产生的含铀废水所导致的环境铀污染难题,通过共混交联法将石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))负载在壳聚糖(CS)上,制备了复合材料-石墨相氮化碳/壳聚糖(g-C_(3)N_(4)/CS),用来吸附水溶液中的U(Ⅵ)。对g-C_(3)N_(4)/CS的表面性质和作用机制进行了分析。结果表明:g-C_(3)N_(4)/CS投加量为0.2 g/L,g-C_(3)N_(4)质量分数为20%,吸附时间为120 min,温度为308 K,pH=6条件下,g-C_(3)N_(4)/CS对U(Ⅵ)的最大吸附量达到324.45 mg/g。Langmuir等温模型和准二级动力学模型符合该吸附过程,是一个自发吸热过程。g-C_(3)N_(4)/CS对U(Ⅵ)的吸附机理主要为—NH,—OH,C—O,C=O,C—N等官能团与U(Ⅵ)发生的配位络合。g-C_(3)N_(4)/CS在循环再生实验中显示出良好的重复利用性。

阻燃聚氨酯纳米复合材料的研究进展

聚氨酯(PU)具有优异的力学性能,在皮革、功能材料和医疗等领域被广泛应用。但PU易燃烧,因此在PU中引入具有阻燃功能的纳米材料,对提高PU材料防火安全性具有重要意义。文章首先概括性地总结了纳米材料相比传统阻燃剂的优势,再根据引入纳米材料的类型(如碳纳米管、金属有机框架、MXene等),综述了阻燃PU纳米复合材料的制备及阻燃机理的研究进展,概述了阻燃PU纳米复合材料在皮革和功能材料方面的应用,并对其未来发展方向做出展望。

多胺桥联聚倍半硅氧烷/壳聚糖蛇-笼型复合材料的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附性能研究

本研究以3-氯丙基三甲氧基硅烷(CPTS)、乙二胺(EDA)和二乙烯三胺(DETA)为原料,制备两种单体B-DETA-m和B-EDA-m,然后将桥联单体与不同比例壳聚糖(CTS)反应,合成了EDA/CTS和DETA/桥联聚倍半硅氧烷(BPS)两个系列蛇-笼型复合材料。对复合材料进行了红外光谱、比表面积及孔隙度分析、扫描电镜等表征,考察了复合材料对Au(Ⅲ)的吸附性能。结果表明,CTS的加入能够有效提高材料的吸附性能,其中拥有较丰富孔隙度和较大比表面积的EDA/CTS-30和DETA/CTS-30对Au(Ⅲ)吸附能力最强。本研究为含CTS和BPS的新型吸附剂、色谱柱等材料的研发提供了理论依据,可应用于污水处理,对后续环境治理研究具有积极意义。

多维碳材料/聚氨酯复合材料的制备、力学性能及功能性

文中采用异氟尔酮二异氰酸酯对氧化石墨烯(GO)和羟基碳纳米管(OH-MWCNTs)混合碳材料接枝改性,制备出NCO官能团接枝的MWCNTs-g-GO高活性多维碳材料及新型聚氨酯复合材料。研究了MWCNTs-g-GO多维碳材料对力学性能、老化行为和导电性的影响。由X射线衍射分析得出,改性后混合碳材料中GO的层间距由0.87 nm扩大到1.71 nm,碳纳米管缠结程度明显降低,有效提升了碳纳米材料的分散性;随着多维MWCNTs-g-GO含量的增加,对聚氨酯进行了力学性能测试,其硬度、定伸强度逐渐增加,断裂伸长率单调降低,拉伸强度则先增大后减小;当其含量为0.05%时,拉伸强度较空白样提高23%,增大到48.7 MPa;老化150℃×5 d后,衰减率约为26.3%;当含量为0.20%时,电导率约为6.12×10^(-4) S/cm,是空白样的76倍。多维碳纳米材料较单一碳材料对聚氨酯表现出优异的增强、抗热氧和导电等作用。

硬质聚氨酯泡沫/EG/MPP复合材料的制备及阻燃性能

将三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与可膨胀石墨(EG)进行复配,并采用一步法全水发泡法制备了硬质聚氨酯泡沫/可膨胀石墨/三聚氰胺聚磷酸盐(RPUF/EG/MPP)复合材料。在此基础上,采用热重分析(TG)、阻燃测试、微型量热(MCC)、扫描电镜(SEM)系统研究RPUF/EG/MPP复合材料的热稳定性、阻燃性、燃烧特性和炭渣微观形貌。研究表明,EG和MPP的加入可以明显提高RPUF/EG/MPP复合材料的热稳定性,40.6份MPP和20.3份EG的加入使得RPUF-2在800℃时,残炭率高达31.7%。阻燃测试表明,MPP和EG之间存在协效阻燃作用,其最大极限氧指数可达29.9%。微型量热测试表明,MPP和EG的加入可以有效降低RPUF复合材料燃烧过程中的热释放,提升其火灾安全性能。

生物炭-壳聚糖复合材料对镉污染土壤的修复效果研究

[目的]探讨生物炭-壳聚糖复合材料(CBC)对镉(Cd)污染土壤的修复效果。[方法]以黑麦草为供试植物进行盆栽试验,探究向酸性低镉土壤、中性高镉土壤和碱性高镉土壤中分别添加0、0.5%、1.0%和3.0%(W/W)的CBC时,土壤pH、全镉含量、有效态镉含量、黑麦草根和茎叶的生物量以及其中的全镉含量变化情况。[结果]施用CBC可以提高酸性和中性土壤的pH。随着CBC施用量的增加,土壤中有效态镉含量降低,当施加量至3.0%时达到显著水平。CBC可以钝化土壤中的镉活性,其钝化效果与土壤污染程度、酸碱性密切相关。随着CBC施加量的增加,黑麦草根和茎叶中镉含量降低,尤其植物地上部分降低效果明显,也证明了CBC对土壤中镉具有钝化作用;黑麦草的富集系数(BCF)和转运系数(TF)随CBC施用量的增加而减小,表明施用CBC能够减弱土壤中的镉向植株体内的迁移,从而达到缓解镉毒害的作用。[结论]CBC可以用于镉污染土壤的修复,尤其是在污染程度严重的酸性土壤中效果更加显著。

聚丙烯/壳聚糖抗菌复合材料的性能研究

文章以不同添加量的CTS为改性剂,借助熔融共混法简易制备了PP/CTS复合材料,分别利用数显悬梁臂冲击试验机、万能材料试验机、热变形维卡测定仪和差示热量扫描分析仪对复合材料的力学性能、耐热性能、熔融/结晶温度进行了测定,重点考察了复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。结果表明,CTS对复合材料有一定的增强增刚作用;相较于纯PP材料,当CTS的添加量为5.0 wt%时,复合材料的冲击强度为3.49 kJ/m^(2),提高了1.35倍,负荷热变形温度提高了近48.6℃,且复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率高达99%,表现出优异的抗菌性能。

聚氨酯复合材料耐盐雾力学性能研究

在严格的环保政策下,乙烯基树脂复合材料的制作受到环保的制约。以聚氨酯为基体的复合材料体现出其独特的的优势,其施工环境得到有效的改善,无溶剂型聚氨酯树脂,无刺激性气味,大大减少了对环境和工人健康的影响。本文对环保型聚氨酯树脂和乙烯基树脂在相同盐雾实验条件下的力学性能进行实验测试数据对比。结果表明:乙烯基树脂和聚氨酯复合材料在相同盐雾实验条件下拉伸强度和弯曲强度未发生较大变化,两种复合材料耐盐雾性较好。

聚氨酯导电复合材料研究进展

介绍了聚氨酯材料的导电机理以及金属材料､碳系材料､导电聚合物等导电材料对聚氨酯的改性研究现状;对所制备聚氨酯导电复合材料的导电性能进行了概述;并对聚氨酯导电复合材料的在3D打印､生物医药､传感器等领域的应用进行了综述和展望。

碳点/聚氨酯泡沫复合材料的制备及性能研究

以碳点(CDs)水热合成产物为发泡剂,经原位发泡制备碳点/聚氨酯泡沫(CDs/PUF)复合材料。通过对泡沫微观结构表征及宏观性能的测试分析,研究不同含量CDs溶液对发泡过程、泡沫结构及性能的影响。结果表明:CDs与聚氨酯泡沫基体通过化学键结合,扰乱了大分子链的有序排列,加速了发泡过程中的凝胶反应,同时CDs作为异相成核剂,增加了单位体积内的泡孔数量,孔径分布均匀,泡孔结构完整性增强,孔壁厚度增加,开孔率降低;复合材料压缩强度最大提高113%,耐热性能得到改善。CDs在复合材料中分散良好,荧光特性得以很好地保留,随着CDs含量增加,复合材料荧光强度增强,绝对荧光量子产率最高达19.92%。

壳聚糖/聚苯胺⁃氧化石墨烯尼古丁分子印迹复合材料的制备与吸附性能研究

采用壳聚糖(CS)和聚苯胺(PANI)与氧化石墨烯(GO)交联构建了抗溶胀性的CS/PANI⁃GO尼古丁分子印迹复合材料。结果表明,其在水中浸泡10 h的溶胀率为2.7%。该复合材料作为吸附剂对尼古丁的吸附容量达到了198 mg/g。研究了吸附剂的选择吸附能力,对降烟碱和可替宁的吸附选择性系数分别达到了2.9和2.4,表明其具有良好的尼古丁特异性吸附性能。

壳聚糖基纳米复合材料负载植物活性成分在抗菌领域的应用进展

耐药致病菌(antibiotic-resistant bacteria,ARB)出现频率的增加以及随后无法获得有效的抗菌药物是全球关注的最具威胁性的卫生问题之一。

巴斯夫聚氨酯复合材料获德国莱茵TUV商用材料认证

巴斯夫于日前获得德国菜茵TUV集团颁发的商用材料认证证书,该证书对光伏组件用复合边框材料,从安全规范、材料物性、耐候性等多维度评估,说明了巴斯夫聚氨酯复合材料在光伏边框领域应用的市场可推广性,推动了光伏边框材料从传统金属材料向新型聚氨酯复合材料的进程,为光伏产业上下游提供更多选择。

用于铁塔地脚防护的聚氨酯弹性体复合材料研究

随着现代通信技术的飞速发展,铁塔作为通信基础设施的重要组成部分,其地脚面临着来自自然环境和人为损伤的多重威胁。针对铁塔地脚的保护需求,本文提出了一种基于聚氨酯弹性体复合材料的防护方案,并对其制备工艺、性能测试及应用进行了系统研究。通过对材料性能的分析和实验验证,本文的研究成果为铁塔地脚防护提供了新的解决方案,具有重要的工程应用价值。