干水法制备核壳聚合物微球及其性能评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,水为溶剂,疏水Si O_(2)为壳层原料,采用干水法制备干水微反应器,将其干燥后即得核壳聚合物微球(PMS@SiO_(2))。考察了SiO_(2)疏水性、疏水Si O_(2)与水相质量比、搅拌速度和搅拌时间对形成稳定干水微反应器的影响,通过正交实验对PMS@SiO_(2)的制备条件进行了优化。采用FTIR、TGA、激光粒度仪、SEM和TEM对样品进行了表征,评价了PMS@SiO_(2)吸水膨胀性能和调驱性能。结果表明,PMS@SiO_(2)的最佳制备条件为m(SiO_(2)-R812S)∶m(水相)=1∶10,搅拌速度12000 r/min,搅拌时间120 s,交联剂用量0.10%(以单体总质量为基准,下同),引发剂用量0.15%,反应温度50℃,反应时间4 h。与常规聚合物微球PMS相比,PMS@SiO_(2)在90℃环境中水化20 d,膨胀倍数约为5.0,具有缓膨特性;PMS@SiO_(2)的封堵率达90.39%,残余阻力系数为10.409,采收率增幅可达34.02%。

自组装核壳纳米微域交联的聚丙烯酸酯基聚合物的制备、性能及形状记忆机理

以双键封端的活性Pluronic F127三嵌段共聚物自组装形成的活性核壳纳米胶束作为多功能纳米交联剂,丙烯酸羟乙酯和丙烯酸为共单体,通过紫外光引发交联剂和单体的自由基聚合,制备了自组装核壳纳米微域交联的聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物.利用差示扫描量热仪、动态热机械分析仪和万能拉力试验机对聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物的热性能、动态热机械性能和力学性能进行了表征.结果表明,随着丙烯酸酯单体浓度的降低,其玻璃化转变温度、室温模量、玻璃态模量与橡胶态模量的比值、拉伸强度和断裂伸长率都逐渐降低,表现出兼具高强度和高韧性的特点.对聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物的形状固定率、回复率和回复速率进行了定量表征.结果表明,当单体浓度超过1.97 mol/L时,聚丙烯酸酯基形状记忆聚合物展现出优异的形状记忆性能,形状固定率超过97%,回复率超过98%,回复速率超过8.8%/min.最后,通过应力松弛对该形状记忆聚合物体系的形状记忆机理进行了分析.

BT@PANI核壳粒子的绿色制备及PVDF基复合材料的介电性能

聚合物薄膜介电电容器在新能源汽车、太阳能和风力并网发电与储能等领域具有广泛应用和广阔的发展前景。钛酸钡/聚合物复合材料具有介电损耗低、击穿场强高的特点,是电容器中核心部分高介电有机薄膜材料极具潜力的选择之一。目前,迫切需要解决高极化特性与低损耗难以协同改善的问题。本工作提出以苹果酸同时作为钛酸钡(BT)表面修饰剂和聚苯胺(PANI)掺杂剂,采用原位聚合法制备了BT@PANI核壳粒子,并以此为填料制备了聚偏氟乙烯(PVDF)基复合材料。结果显示,通过苹果酸与盐酸的两步表面改性法,可获得钛酸钡-苯胺阳离子(BT-An^(+))粒子,为此不同苯胺(An)与BT-An^(+)质量比条件下填料产物的核壳结构特征明显。当An与BT-An^(+)的质量比为0.5∶1时产物平均粒径最小,约为450 nm,粒径分布最窄,且电导率为1.46×10^(-3)S/cm。以此为填料,30%(质量分数)填充量的PVDF基复合材料在10^(3)~10^(6)Hz范围内介电常数保持在高值水平,由31仅下降到15,介电损耗在宽的频率范围内低于0.3,不仅表现出优良的频率稳定性,而且在获得较高的介电常数情况下,实现了介电损耗的有效抑制。此外,这项工作极大地降低了无机氧化性酸与有机试剂的使用率,为实现高性能介电复合材料的绿色制备提供了实验指导。

氮化硼负载BT@PANI核壳粒子协同改善复合材料介电与导热性能

采用原位聚合法对氮化硼纳米片(BNNS)进行了聚多巴胺(PDA)的表面修饰,利用PDA的粘附性在BNNS表面负载钛酸钡@聚苯胺(BT@PANI)核壳粒子制备了分级结构复合填料。结果显示,BNNS单片的BT@PANI负载量对复合材料介电和导热性能影响显著;与BT@PANI/PVDF复合材料比较,所得复合材料的介电性能随频率变化的稳定性得到明显改善。BNNS单片BT@PANI负载量最大的复合材料界面极化最弱,介电性能表现出更好的频率稳定性,20%(质量分数)的复合材料介电常数和损耗值分别是14.8和0.082(10^(5)Hz),热导率降到了最低的0.64 W/mK。频率高于10^(3)Hz,这种新型复合材料介电损耗下降幅度是介电常数的2倍以上。该工作同步实现了聚合物基复合材料的介电常数提高、介电损耗抑制及导热性能提升,为储能聚合物基复合电介质的发展提供了新思路。

核壳聚合物增韧环氧树脂的研究及进展

核壳聚合物(CSP)用来增韧环氧树脂的最大优点,即在提高韧性的同时而不降低材料的Tg和加工性能。综述了核壳聚合物增韧环氧树脂的特点,核壳聚合物的制备方法、微观结构及形态,以及增韧环氧树脂及其复合材料的性能及影响因素。树枝形聚合物作为一种结构特殊的聚合物,也越来越得到广泛的研究和应用。并对环氧树脂的增韧机理进行了阐述,即空穴化-塑性形变。文中还对核壳聚合物及树枝形聚合物增韧环氧树脂进行了展望。

核壳聚合与核壳结构聚合物乳液

对核 /壳乳液聚合机理、方法、工艺以及核 /壳结构聚合物乳液的制备和性能进行了综述 ,重点讨论了各种因素对核 /壳结构聚合物乳胶粒子形态的影响 ,并回顾了核 /壳乳液聚合最新的研究动态。

基于夹层结构各层协同优化的聚合物基复合介质储能性能

近年来,聚合物基纳米复合介质因其具有可塑性强和功率密度大且稳定性好等优点而受到广泛关注。但由于其自身能量密度小且耐击穿能力有限,不能满足现代电气化时代高精密储能器件的要求。为了获得兼具高击穿强度和高储能密度的聚合物基复合介质,研究设计了一种新的夹层结构,将铁电聚合物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(PVTC)与线性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混作为外部绝缘层,将具高介电常数的核壳结构BT@AO@PDA纳米纤维添加到PVTC中作为中间极化层,构筑的正向夹层结构(绝缘层-极化层-绝缘层)实现了击穿强度和介电常数的协同提升。其中,PMMA质量分数为25%的PMMA/PVTC复合介质和3%的BT@AO@PDA/PVTC复合介质构成的正向夹层结构在562.7 MV/m电场下获得了17.25 J/cm3的高储能密度,并且具有优异的充放电循环稳定性和1.42μs的超快放电速率。该工作为制备高储能柔性介质薄膜电容器提供了一种简便且有效的策略。

核壳聚合物粒子

介绍了核壳聚合物的用途、研究手段以及合成方法。探讨了影响核壳结构形成的热力学因素。

微波辅助核-壳型Cr(Ⅲ)离子印迹聚合物的制备及在尿液中的分离应用

以3-氨丙基三甲氧基硅烷为离子配体,正硅酸乙酯为交联剂,借助微波辅助加热,在二氧化硅表面快速制备Cr(Ⅲ)离子印迹聚合物,聚合时间比常规时间缩短了5倍.利用扫描电镜对印迹聚合物形貌进行了表征,结果表明,该印迹聚合物粒径分布均匀,Cr(Ⅲ)离子成功地包覆在厚度约为40nm的印迹壳层内.详细地探讨了该印迹材料的吸附性能,并利用该印迹聚合物作为固相萃取填充料,成功地用于尿样中Cr(Ⅲ)的固相萃取.

原位聚合法制备具有温敏PNIPAM壳的核-壳结构聚合物纳米微球的研究

结合大分子自组装和原位自由基聚合方法,采用油溶性引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),在聚(ε-已内酯)(PCL)纳米粒子表面引发聚合单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和交联剂亚甲基双(丙烯酰胺)(MBA),制备得到了核-壳结构的PCL/PNIPAM聚合物纳米微球.系统研究了单体和交联剂用量、壳层目标交联度、初始PCL/DMF溶液的浓度及引发剂AIBN含量4个反应参数对核-壳结构PCL/PNIPAM纳米微球的PNIPAM壳层得率、微球尺寸、温敏性能及电镜形貌的影响.结果表明,在制备核-壳结构PCL/PNIPAM纳米微球的反应过程中,PCL粒子表面的聚合和水中的聚合二者之间相互竞争.适当增加引发剂AIBN的添加量,有利于制备得到核/壳比例可控的PCL/PNIPAM纳米微球;交联剂MBA较高的反应活性导致形成了非均匀交联的PNIPAM壳层.

制备核-壳结构聚合物纳米微球和空心球的原位聚合方法的普适性研究

采用原位聚合制备核-壳结构聚合物纳米微球和空心球的新方法,利用甲基丙烯酸2-羟丙酯(HPMA)和乙酸乙烯酯(VAc)两种单体,在类似的反应条件下,成功地制备了以聚(ε-己内酯)(PCL)为核,分别以交联PHPMA和PVAc为壳的纳米微球;将微球的核酶解后,分别得到了对应的交联PMAA空心球和交联PVA空心球.结果表明,原位聚合制备核-壳结构聚合物微球的新方法具有一定的普适性,适用于单体可溶于水而生成的聚合物不溶于水的体系.

用核壳型聚合物粒子增韧改性环氧树脂

介绍了环氧树脂增韧改性的新方法,即用橡胶弹性体、热塑性树脂、刚性粒子和核壳型结构聚合物来增韧环氧树脂。采用种子乳液聚合法制备出了聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PBA/PMMA)核壳型聚合物粒子,并对其表观形貌及结构进行了SEM和FTIR分析。将所制备的核壳型聚合物粒子增韧改性环氧树脂,当用量仅为环氧树脂用量2％时,冲击强度有明显提高。

核-壳粒子增韧聚合物的研究进展

核-壳粒子增韧结合了弹性体增韧和刚性粒子增强的优点,将其用于聚合物共混体系中有可能得到比基体树脂更高韧性更好刚性的复合材料。本文综述了相关核-壳粒子的分类、形态、形成机制,以及它们对聚合物基体的增韧机理,并详细阐述了反应性和非反应性聚合物共混体系中原位形成的核-壳粒子形态演化规律及其对共混物力学性能的影响。

一种新型塑料增韧剂——核壳结构聚合物

本文综述了核－壳结构聚合物用于通用塑料和工程塑料增韧的最新进展。

用ATRP法构筑核壳型梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物及聚合物刷——双层聚合物刷的合成与表征

设计并通过原子转移自由基聚合方法 (ATRP)合成了核壳型多羟基多臂星状超支化聚合物刷 .以 2 溴异丁基酰溴封端的超支化聚 (3 乙基 3 羟甲基氧杂环丁烷 ) (HP Br)作为大分子引发剂 ,采用Cu(I)Br和N ,N ,N′ ,N′ ,N″ 五甲基二乙基三胺 (PMDETA)催化体系 ,在丁酮与丙醇的混和溶液中 ,通过甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的ATRP溶液聚合 ,得到了一系列含有大量羟基的多臂星状超支化聚合物刷 (HP g PHEMA) ,并考察了其羟基的活性 ,发现羟基还可以与苯甲酰氯发生反应 .产物的结构和热性能用1 H NMR、FTIR、GPC、TGA、DSC等进行了表征和测试 .

具有核壳结构的聚合物粒子

概述了具有核壳结构的聚合物粒子的制备方法、形成条件及形成机理，介绍了它们在作为高分子材料的抗冲击改性剂和增韧剂、涂料和粘合剂等领域的应用，并对这一领域的发展进行了展望。

甲基丙烯酸化核壳结构聚合物的制备及对尼龙6的改性

采用种子乳液聚合方法制备了一系列交联度不同的核壳结构聚丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物Poly(BA/MMA-co-MAA),简称PBMMA,单体总转化率达99.4%,乳胶粒径为302 nm,且理论值与实测值基本一致,说明该体系没有明显的二次成核过程。当交联剂质量分数为0.5%时,尼龙6/PBMMA(100/20)共混物的缺口冲击强度最大。DMA谱图表明,改性体系低温及尼龙6的α玻璃化转变区域变宽及损耗峰幅度减弱,使得尼龙6与PBMMA间有良好的相容性。SEM观察证实了这种改性效果。

核-壳聚合物研究的进展

本文综述了国外有关核-壳聚合物乳液的理论和应用研究近况,并对这一领域的发展进行了展望。

核壳结构反应性聚合物微凝胶的合成

以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯及丙烯酸为单体 ,以二乙烯基苯为交联剂进行了种子乳液聚合 ,通过“粒子设计”利用核壳结构化乳液聚合技术制备出核壳结构反应性聚合物微凝胶 ,以克服需单独制备两种乳液的缺点。研究了交联单体用量对聚合反应动力学的影响以及交联单体用量、单体用量和乳化剂用量对反应体系稳定性的影响 。

用ATRP法构筑核壳型梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物及聚合物刷——三层聚合物刷的合成与表征

设计并通过原子转移自由基聚合方法 (ATRP)合成了核壳型具有梯度极性的多羟基多臂星状聚合物刷 .端羟基超支化聚 (3 乙基 3 羟甲基氧杂环丁烷 )与 2 溴 异丁基酰溴反应制得大分子引发剂 (HP Br) ,以Cu(I)Br和N ,N ,N′ ,N′ ,N″ 五甲基二乙基三胺 (PMDETA)为催化体系 ,进行甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的ATRP反应 ,得到以甲基丙烯酸甲酯为臂的多臂星状超支化聚合物 (HP g PMMA) .又以HP g PMMA为引发剂 ,进行甲基丙烯酸羟乙酯 (HEMA)的ATRP聚合 ,得到核壳型具有梯度极性的多羟基多臂星状超支化聚合物 (HP g PMMA b PHEMA) ,继续将其羟基官能团溴代化 (与 2 溴 异丁基酰溴反应 ) ,引发HEMA的ATRP溶液聚合 ,得到了多臂星状超支化聚合物刷 .产物的结构用1 H NMR、FTIR、GPC等进行了表征和测试 .