改性聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能

为改善重金属离子对环境的破坏作用,制备了改性聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维膜用于重金属离子吸附。探讨了重金属初始浓度、吸附时间及pH值对改性膜重金属吸附量的影响。结果表明:经罗丹宁改性后的纳米纤维膜对Hg^(2+)的吸附属于Langmuir吸附等温线,遵从准二级方程,即化学吸附;当pH=3时,改性膜对Hg^(2+)的平衡吸附量最大为17.26 mg/g,且具有一定的可循环利用性。此外,改性膜具有较好的抗菌性,对混合重金属溶液(Hg^(2+)和Pb^(2+))也具有一定的吸附能力,为重金属废水的处理提供一种有效方法。

聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维增强聚丙烯微米纤维复合空气过滤材料的结构与性能

为提高常规纤维基空气过滤材料的过滤性能,采用熔融共混相分离法制备得到聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维并制成悬浮乳液,将聚丙烯(PP)针刺基材浸渍到悬浮乳液中进行冷冻干燥处理,得到PVA-co-PE纳米纤维增强PP微米纤维骨架复合空气过滤材料。借助傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、静电电位计、孔径分析仪及滤料综合测试台对过滤材料的结构及性能进行表征。结果表明:当纳米纤维的面密度为9.34 g/m^2时,复合空气过滤材料对尺寸为0.3μm的NaCl气溶胶粒子的过滤效率为99.936%,阻力压降为81 Pa,品质因数为0.0919 Pa-1,且复合过滤材料的拉伸强度及拉伸模量相比PP针刺基材均增加50%。

接枝共聚物对乙烯-乙烯醇共聚物/聚乙烯共混物结构及性能的影响

通过熔融共混法制备了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)/低密度聚乙烯(LDPE)共混物,再加入马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)用于促进EVOH的分散性。利用DSC、SEM、力学性能测试、阻隔性能测试等方法表征了共混物的结构及PE-g-MAH的加入对共混物性能的影响。实验结果表明,LDPE与EVOH不相容,EVOH以球形颗粒均匀分散在LDPE基体中,添加PE-g-MAH后可显著改善EVOH的分散性,大幅降低EVOH的结晶温度,进一步提高EVOH/LDPE共混物的强度及对一类萜类物质的阻隔性能。另外,当EVOH含量为10%(w)时,EVOH/LDPE共混物的阻隔性能相对纯LDPE有明显提升,之后进一步提高EVOH含量,阻隔性能变化不大。

聚乙烯醇-乙烯/SiO 2复合柔性驱动膜的制备及其性能

针对当前柔性智能驱动材料在开发过程中存在的响应性差、制备工艺复杂、成本高、刺激源污染大等问题,采用分层喷涂法制得具有非对称结构的聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)/SiO 2双层复合柔性驱动膜,并对其表面形貌、亲疏水性、力学性能、驱动性能等进行表征与测试分析。结果表明:纳米纤维直径越小,越有利于SiO 2粉体在纳米纤维表面的附着,复合驱动膜的亲水性随着纳米纤维直径的增加呈现逐渐下降的趋势,同时纤维直径的增加可大幅提升复合驱动膜的拉伸应力;另外,随着纳米纤维直径从180 nm增加至390 nm,复合驱动膜的形变角度逐渐变小,且当复合驱动膜中纳米纤维直径为180 nm,SiO 2粉体粒径为15 nm时,制备的复合驱动膜具有最佳的驱动性能,在0.7 s左右即可达到180°的最大弯曲角度。基于该PVA-co-PE/SiO 2复合驱动膜快速的刺激响应性、大尺度的弯曲形变能力,其在智能操控、人工肌肉以及智能服装领域中具有较好的应用前景。

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。

基于β-环糊精/壳聚糖/聚乙烯醇负载牛至油缓释膜的制备及其性能评价

为研发性能优良的缓释膜,本研究以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和壳聚糖(chitosan,CS)为成膜基质,β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)为缓释剂,牛至油(oregano oil,OEO)为抗菌抗氧化剂,制备含不同体积分数OEO的β-CD/CS/PVA膜,并探讨不同体积分数OEO对复合膜的基本特性、理化结构、抗菌抗氧化能力以及缓释性能的影响。傅里叶变换红外光谱结果显示各组分的加入均未引起膜结构的改变;随着OEO体积分数的增加,复合膜的延展性、疏水性能和光阻隔性能均得到提升,抗菌和抗氧化能力显著增强(P<0.05)。当OEO体积分数为2%时,复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别为8.42 mm和9.24 mm,对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率达80.84%;同时复合膜在95%乙醇溶液中具有良好的缓释性能,当OEO体积分数为0.5%和1.5%时,复合膜中的活性物质可在该介质中持续释放540 min。综上,当OEO体积分数为2%时,复合膜的综合性能较好,更具开发潜力。

聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物的合成与表征

提出“三步法”制备刷状聚乙烯醇-g-聚乳酸接枝共聚物(PVA-g-PLLA),合成出一系列PVA-g-PLLA.借助FTIR,1H-NMR等方法对其结构进行表征,并考察其热行为与平均接枝数的关系.实验结果表明,制得的PVA-g-PLLA的Tg和晶区熔融峰随着平均接枝数量的减少而相应降低.因此,利用“三步法”可以改变平均接枝数,从而有效调控PVA-g-PLLA的热行为.

热塑性聚乙烯醇/乙烯-乙烯醇共聚物熔融挤出共混物制备及性能研究

氢键作用对聚合物的共混改性影响显著,通过双螺杆挤出机熔融共混的方式,制备了不同质量比的热塑性聚乙烯醇(TPVA)/乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的共混物,采用差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、熔融指数仪和高压毛细管流变仪等研究共混物中氢键作用对热学性能及流变性能的影响。结果表明:共混物中TPVA与EVOH之间存在较强的氢键,TPVA与EVOH相容性较好但尚未完全混溶,彼此独立结晶,分别归属于TPVA和EVOH组分的结晶峰温度(T_(c))和熔融峰温度(T_(m))的变化与共混物的组成呈线性关系。共混物的熔体流动速率明显高于两种起始原料,呈现“熔体流动速率峰”现象;共混物体系的熔体黏度变化趋势与剪切速率密切相关,主要归因于体系中分子间氢键作用。

Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物加氢

以γ-Al_(2)O_(3)为原料、碳酸铵为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制备了Ni/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,将其应用于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物催化加氢。通过XRD、TEM、XPS、1HNMR和DSC对催化剂和产物进行了表征。考察了载体种类、Ni理论负载量(以载体质量为基准,下同)、反应条件对SIS加氢反应的影响。结果表明,以γ-Al_(2)O_(3)为载体并负载10%的Ni为催化剂、环己烷为溶剂、反应温度为140℃、反应压力为1MPa、反应时间3.0 h的条件下,催化剂具有最优活性,聚异戊二烯嵌段加氢度达到85%,副反应苯环的加氢度<10%。

多壁碳纳米管杂化改性苯乙烯-二乙烯基苯共聚物载体的制备及性能

苯乙烯-二乙烯基苯共聚物(SDB)为载体的Pt/SDB疏水催化剂是氢-水液相催化交换(LPCE)技术的重要材料。针对SDB载体疏水性不强和强度低等问题,通过KH570,KH560和KH550硅烷偶联剂改性多壁碳纳米管(MWCNTs),再杂化改性SDB载体。结果表明:杂化改性的SDB载体的水接触角提高了20°以上,抗压强度为基础SDB载体的1.6~3.8倍,热重分析的初始热分解温度提高了4.6~15.8℃。KH570处理的MWCNTs含有双键,可实现与苯乙烯、二乙烯基苯的三元共聚且掺杂均匀,杂化改性SDB载体效果最佳。

高氧气阻隔性聚乙醇酸/乙烯-乙烯醇共聚物共混物的制备及性能

通过熔融挤出方法制备了聚乙醇酸(PGA)/乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)共混物及其膜,利用DSC,SAXS/WAXS等方法,研究了PGA含量对共混粒子结晶性能及共混物膜性能的影响。实验结果表明,PGA与EVOH有较好的相容性,PGA/EVOH共混物只有一个玻璃化转变温度(Tg),当以EVOH为主相时,少量PGA的加入可破坏EVOH分子堆砌紧密程度,使其Tg降低,促进PGA/EVOH共混物膜中的EVOH结晶。当以PGA为主相时,EVOH起成核剂作用,使PGA的熔点升高,结晶完善。当PGA含量为5%(w)时,共混物膜的氧气阻隔性较EVOH膜有所提高。当PGA含量(w)在10%~20%时,共混物膜的拉伸强度随PGA含量的增加而增大。当PGA含量为20%(w)时,共混物膜的断裂伸长率显著增加至45%。

乙烯-乙烯醇共聚物增强聚乙烯醇膜的结构与机理分析

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)作为增强材料,聚乙烯醇(PVA)作为基体,采用干法流延成膜的方法制备出不同质量比的PVA/EVOH复合膜,并研究了该复合膜的结构、性能与增强机理。结果表明,PVA/EVOH复合膜具有较好的相容性,EVOH的加入能够有效减弱PVA分子内与分子间的氢键强度,从而提高了PVA/EVOH复合膜的结晶度和热稳定性。随着EVOH的增加,PVA/EVOH复合膜的拉伸强度、弹性模量和断裂功均呈现先增加后减小的趋势,其中拉伸强度和断裂功可以达到35.36 MPa和0.032J,比纯PVA膜分别提高了74.4%和540%。

1-十六醇接枝聚乙烯醇共聚物的合成及性能研究

利用接枝共聚法将具有储热功能的1-十六醇(C16OH)与异氰酸酯(TDI)反应,再与聚乙烯醇反应制备1-十六醇接枝聚乙烯醇共聚物(PVA-g-C16OH)。通过傅立叶变换红外光谱分析(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)和X射线衍射分析(XRD)对共聚物结构、相转变行为、热稳定性和结晶性能进行了研究。结果表明,PVA-g-C16OH共聚物是一种性能稳定的高分子固-固相转变材料,呈现出明显地吸放热特性。PVA-g-C16OH共聚物热稳定性能明显提高,并且共聚物可在300℃以下使用。对比自由状态的长链C16OH分子,由于受限侧链C16OH分子构象规整排列受阻和有序堆砌完整性下降,从而导致PVA-g-C16OH共聚物的相变温度和热焓值有所降低,进而影响其结晶结构的完整性。

接枝共聚法制备聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)高分子固-固相变材料性能研究

用接枝共聚法将具有相变特征的聚乙二醇 (PEG)接枝到具有较高熔点的聚乙烯醇 (PVA)主链上 ,得到了系列性能稳定的 PEG/PVA高分子固 -固相转变材料 ,用 DSC,WAXD和 POM对其相变行为及形态结构进行了研究 .结果表明 ,该材料呈现出可逆的固 -固相转变特性 ;其结晶峰值温度和相变焓比纯 PEG低 ,接枝率对相变温度和归一化相变焓影响不大 ;接枝率只影响结晶与熔融行为 ,不影响结晶结构 .

乙烯-丙烯酸共聚物改性环氧树脂/UHMWPE纤维复合材料的制备与性能研究

使用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)与环氧树脂复配作为基体,利用水基乳液浸渍超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维制备了复合材料,通过在树脂浸润性、树脂耐热性能、复合材料力学性能、界面结合情况以及微观形貌等方面的测试表征,对比了不同EAA含量的基体树脂对UHMWPE纤维复合材料性能的影响。结果表明,EAA与环氧树脂质量比为25∶75的共混体系一方面可发挥EAA组分与UHMWPE纤维间亲和力强的优势,另一方面还能凭借环氧树脂的刚性交联网络保持较高的耐热性能,体系的层间剪切强度达到8.7 MPa,在60℃下弯曲强度保持率接近80%,表现出优异的综合性能。

聚乙烯醇与氨基酸接枝共聚物的合成及光谱研究

本文致力于氨基酸类高分子药物的合成、表征。研究目的是研制一种氨基酸类高分子药物用于临床治疗 ;研究方法是将氨基酸与选定的高分子化合物进行高分子化学反应 ,联结到高分子链上 ;研究结果是合成了聚乙烯醇与氨基酸 (甘氨酸、丙氨酸 )的共聚物 ,用红外光谱、核磁共振谱对共聚物进行了分析和表征 ,并通过谱图对氨基酸的转化率进行了讨论 ,结果证明产物符号要求 ,且甘氨酸比丙氨酸的转化率高。

聚乙烯醇辐照交联共聚物渗透气化分离膜

研究了聚乙烯醇(PVA)与丙烯酰胺丙烯酸钠共聚物(PcoAANa)的辐照交联共聚物膜用于水-乙醇混合物的渗透气化分离,随着PcoAANa在共聚物中的含量由0%上升到35%,透量及分离系数同时增大,膜材料对混合物中水及乙醇的选择性溶解,对渗透气化过程起重大影响。求出了水、乙醇及其混合物的表现透过活化能.水,乙醇和混合物的平均扩散系数在水含量为40%时出现极大值。

聚丙烯/乙烯-乙烯醇共聚物相容体系的结晶行为

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)共混改性聚丙烯(PP),研究在不同相容剂含量下,EVOH对PP基体结晶行为的影响,分析PP/EVOH相容体系的等温结晶动力学,阐明PP/EVOH相容体系中PP相的成核与结晶过程。结果显示:EVOH具有异相成核结晶作用,PP/EVOH相容体系成核温度增加6℃左右;体系加入2 wt%的PP-g-MAH后,纯PP的活化能|ΔE|由392 kJ/mol降低至329 kJ/mol,并随着PP-g-MAH含量增加逐渐增大;加入PP-g-MAH后,体系中PP相的Avrami指数n值由2.21±0.04最高增加至2.80±0.17,表明PP晶体由二维生长转变为三维生长模式;PP/EVOH相容体系的半结晶时间t_(1/2)进一步缩短,但随着PP-g-MAH含量增加逐渐增大。

香草醛/聚乙烯醇/κ-卡拉胶交联薄膜的制备及其性能研究

目的以安全无毒的方式提高聚乙烯醇薄膜的耐水性,用海洋植物来源的κ-卡拉胶材料与聚乙烯醇共混,以部分取代石油基材料成为新的包装材料。方法以聚乙烯醇为基材,通过共混占聚乙烯醇不同质量分数(2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%)的κ-卡拉胶,以确定力学性能最优的共混膜配方。再以最佳共混配方为基础,添加占聚乙烯醇不同质量分数的(12.5%、25%、37.5%)香草醛为交联剂,在pH=2的酸性条件下制备香草醛/聚乙烯醇/κ-卡拉胶交联薄膜。通过傅里叶红外变换光谱、X射线衍射研究薄膜的化学结构,扫描电镜表征薄膜的微观形貌,拉伸强度和断裂伸长率评估薄膜的力学性能,吸湿性测试、水蒸气透过系数以及水接触角表征薄膜的耐水性能、琼脂盘扩散试验表征薄膜的抗菌性能。结果傅里叶变换红外光谱表明,香草醛的醛基与聚乙烯醇和κ-卡拉胶的醇羟基之间存在羟醛缩合反应,证明发生了交联反应。当聚乙烯醇质量分数为4%、κ-卡拉胶、香草醛分别为的聚乙烯醇质量的7.5%、25%时,共混薄膜的拉伸拉强度达到44.02 MPa;吸湿率(相对湿度为100%)、水蒸气透过系数比纯聚乙烯醇薄膜的分别提升了17.91%、15.18%。抗菌圈实验表明添加香草醛提高了共混薄膜的抗菌性。结论香草醛的加入改善了聚乙烯醇/κ-卡拉胶共混薄膜的耐水性能、力学性能和抗菌性能,克服了聚乙烯醇薄膜耐水性差的缺点,拓展了其应用范围。

两亲性聚乙烯醇-b-聚苯乙烯嵌段共聚物的合成及表征

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法合成了具有两亲性的聚乙烯醇-b-聚苯乙烯嵌段共聚物P(VA-b-St)。首先利用调聚反应制备了带三氯甲基端基的聚醋酸乙烯大分子引发剂。以联二吡啶作配体、氯化亚铜为催化剂,引发苯乙烯单体聚合,得到结构明确的P(VAc-b-St)嵌段共聚物,而后通过皂化反应将其水解,从而得到两亲性嵌段共聚物P(VA-b- St);产物采用FT-IR、1H NMR、GPC等方法进行结构表征。P(VA-b-St)在不同浓度溶剂中的自组装行为用TEM进行了观察,结果表明:P(VA-b-St)可在DMF溶剂中形成球状囊泡结构,其尺寸达到纳米级。