TiO_(2)-PDA核壳结构及TiO_(2)-PDA/硅胶复合材料的制备

将多巴胺单体在纳米TiO_(2)粒子表面聚合,形成TiO_(2)-聚多巴胺(PDA)核壳结构,与硅胶(SR)共混制备了TiO_(2)-PDA/SR复合材料,并研究了其结构与性能。结果表明:使用多巴胺单体增加了TiO_(2)的分散性与相容性;PDA包覆的TiO_(2)粒子分散性明显提升,形成了较为清晰的核壳结构;PDA稳定且牢固地自聚在纳米TiO_(2)粒子外层,不易脱落;TiO_(2)-PDA/SR复合材料的起始分解温度从450.44℃提升到468.01℃,复合材料微观形貌呈海-岛结构。

橡胶增韧环氧树脂的研究进展

环氧树脂固有的脆性是阻碍它应用的主要障碍,而橡胶改性是解决这一问题的有效途径。介绍了环氧树脂材料的综合性能及其增韧的必要性,重点阐述了增韧环氧树脂常用的三种橡胶增韧剂,即液体橡胶、核壳橡胶和纳米橡胶在增韧效果、增韧机理、市场应用等方面的研究进展。对未来环氧树脂增韧的发展方向进行了展望,指出更强的断裂韧性、冲击强度、极限抗拉强度以及耐热性能是环氧树脂未来的改性方向。

光热核壳TiN@硼硅酸盐生物玻璃纳米颗粒的降解和矿化性能

硼硅酸盐生物玻璃以其稳定的结构和优异的生物活性而受到广泛关注,但生物玻璃在矿化过程中活性呈现初期快而中后期慢的趋势,造成后期的活性降低。光热可加速生物玻璃降解,本研究制备了以氮化钛为核、生物玻璃(40SiO_(2)-20B_(2)O_(3)-36CaO-4P_(2)O_(5))为壳的复合生物玻璃,利用光热场干预生物玻璃的矿化过程。结果表明,生物玻璃具有显著的光热效应,光热能力随氮化钛掺杂量和激光功率密度的增加而提高;在体外浸泡中,近红外光辐照促进了生物玻璃的降解,浸泡7 d后模拟体液中钙、硼的含量分别增加12%~16%和8%~11%,加速了羟基磷灰石的生成;细胞增殖活性实验表明样品有良好的生物安全性。因此,光热场可促进生物玻璃降解和矿化,对周围细胞影响小,有望在保障初期生物安全的同时发挥调节作用。

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。

复合导电橡胶的制备及性能

以自制的银包玻璃微珠核壳复合粒子作为导电填料,丁腈橡胶为基胶,采用橡胶加工技术制备出一种复合导电橡胶材料。确定了该导电橡胶材料的配方,并优化了其加工工艺。研究了导电填料的填料量对该材料的电性能、力学性能和屏蔽效能等的影响规律。结果表明:该复合导电橡胶具有轻质的特点和优异的环境适应性;随着导电填料用量的增加,该材料的电性能和屏蔽效能均增加,但力学性能呈现下降趋势。当填料的体积分数达40%时,该橡胶材料的体积电阻率达7.41×10-3Ω.cm,具有较好的力学性能和屏蔽性能。

核壳橡胶粒子增韧环氧基体树脂的研究

采用核壳橡胶粒子CSR-1做环氧树脂的增韧剂,采用4,4＇-二氨基二苯砜（DDS）做环氧树脂的固化剂制备了一种高温固化环氧基体树脂.实验结果表明,CSR-1的用量仅为5phr时基体树脂即获得了较好的增韧效果,冲击强度达到了29.1kJ/m2,比增韧前提高了近58％;断裂韧性GIC达到了306kJ/m2,比增韧前提高了93.7％;DMA和TG分析结果显示核壳橡胶粒子增韧基体树脂的的耐热性和模量几乎没有下降,玻璃化转变温度达到了190.4℃;通过基体树脂DSC放热曲线和流变特性确定了基体树脂的固化工艺条件为125℃×1h/185℃×4h,热熔法制备预浸料的成型温度为75～80℃.

核壳型交联丙烯酸酯共聚物的合成及表征

采用种子乳液共聚方法合成了以BA、2-EHA为核层共聚单体,St、MMA为壳层共聚单体,1,4-丁二醇二丙烯酸酯为核壳层交联剂的共聚物(ACR)。借助动态光散射粒径分析仪、DSC、TEM分别考察了乳胶粒的粒径及其分布、共聚物玻璃化转变温度以及乳胶粒的微观形态结构。实验结果表明,共聚物具有明显的三个玻璃化转变温度(Tg),分别对应ACR的核层、接枝过渡层、壳层的Tg,且ACR乳胶粒呈现规整的核壳结构。当壳层苯乙烯含量大于70%时,所合成的乳胶粒结构表现明显的异常核壳形态(夹心形)。

梯度乳液聚合制备核壳结构丙烯酸酯乳液——合成工艺

采用梯度种子乳液聚合方法,引入半连续单体滴加工艺和亲水性功能单体,制备了零VOC乳胶涂料专用的具有较高玻璃化温度(tg)、较低最低成膜温度(tMF)的核/壳结构的纯丙烯酸酯乳液.讨论了合成工艺、乳化剂种类和用量、亲水性功能单体及各阶段单体用量等因素对乳液结构及tMF的影响.实验结果表明采用梯度种子乳液聚合工艺和引入亲水性功能单体———甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)可有效地降低丙烯酸乳液的tMF(tMF<3℃),提高乳液的冻融稳定性和钙离子稳定性.

包覆Fe_2O_3超微粒的苯乙烯/丙烯酸/丙烯酸丁酯核-壳型复合共聚物的性能研究

对采用种子乳液聚合法合成的包覆Fe2O3超微粒的苯乙烯／丙烯酸／丙烯酸丁酯（St／AA／BA）核-壳型复合共聚物材料进行玻璃化温度测试，结果表明，加入Fe2O3超微粒，使复合共聚物的玻璃化温度显著降低．对复合共聚物的流变行为研究表明，复合共聚物的非牛顿指数均小于1，且随着Fe2O3含量增加，非牛顿性增强，表观粘度下降，粘流活化能降低．

亚微米核壳橡胶粒子改性聚苯乙烯——接枝度对形态结构及力学性能的影响

通过乳液接枝聚合技术合成不同聚丁二烯（PB）含量的聚丁二烯接枝聚苯乙烯（PB—g—PS）共聚物，共混改性聚苯乙烯（PS），使PB含量控制在20wt％。通过对接枝共聚物PB—g—PS接枝度的测定，分析了不同接枝度对橡胶粒子分散状态以及橡胶粒子内部结构的影响，考察了不同接枝度对改性聚苯乙烯力学性能的影响。通常认为橡胶粒子只有在1～3um时才能对聚苯乙烯进行有效增韧，然而实验结果表明，使用粒径约为300nm的核壳橡胶粒子改性聚苯乙烯冲击韧性提高很大。此时，接枝共聚物具有最佳核壳比PB／PS为70／30，橡胶粒子呈均匀分散状态，且最大冲击强度为124．9J／m，相当于纯聚苯乙烯冲击强度的10倍。

玻璃微珠/银核壳纳米复合粒子的制备及表征

通过添加聚合物表面活性剂,采用原位复合法制备了具有面心立方结构壳层的草莓状银包玻璃微珠核壳纳米复合粒子。用X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等表征了复合粒子的形貌和结构。结果表明:随着溶液pH值的升高,反应速率加快,银的析出量增大,壳层银纳米粒子的特征峰也越强。十二烷基硫酸钠的加入使得表面呈蓬松态,而聚乙烯吡咯烷酮则使表面均匀致密,羧甲基纤维素钠使壳层颗粒生长呈不对称分布。随着银氨溶液浓度的增加,经液相还原的银纳米粒子相应增多,复合粒子壳层厚度也逐渐从30nm增大到52nm左右。

空心玻璃微珠/TiO_2复合微球的制备及其性能研究

本文以脲为沉淀剂,通过化学沉淀法成功实现了锐钛矿型二氧化钛壳层在空心玻璃微珠表面的可控组装,从而制备出玻璃/二氧化钛核壳空心微球,并通过XRD、SEM、EDX和拉曼光谱对其结构、形貌、粒径、壳厚和化学组成进行了表征.提出了二氧化钛在空心玻璃微珠表面的定向生长的可能机制和形成过程.

环氧树脂增韧改性研究进展

环氧树脂是一种综合性能优良的热固性树脂,但其韧性不足。从增韧机理出发,对增韧环氧树脂的主要方法进行了探讨,包括橡胶弹性体、无机刚性粒子、核壳粒子、热致液晶聚合物(TLCP)、互穿聚合物网络(IPN)、热塑性树脂增韧环氧树脂。在比较的基础上,对环氧树脂的增韧进行展望,指出其今后发展的方向。

纳米核壳橡胶的合成及其对EP的增韧改性

以丁苯橡胶(SBR)为核,以聚甲基丙烯酸甲酯为壳,合成了3种不同核壳比的纳米核壳橡胶(CSP)粒子,并研究了核壳比对粒子尺寸形态及分散性的影响。结果表明,纳米CSP的接枝率随核壳比降低而增大,而粒子尺寸几乎没有变化,即制备的纳米CSP粒子尺寸依赖于所选取的SBR胶乳粒子尺寸。从而确定了核壳比为70/30的CSP–1为环氧树脂(EP)的增韧剂。根据EP/CSP–1共混体系的扫描电子显微镜照片,确定采用三辊研磨式分散方法制备该共混体系。以EP/液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)共混体系为对比,探讨了不同含量的CSP–1对EP黏度、韧性、模量及耐热性的影响。结果表明,CSP–1的质量分数低于10%时,体系黏度增加范围小于10 Pa·s,对于体系的加工和固化性能无明显影响。当增韧剂质量分数为5%时,EP/CSP–1体系的临界应力强度因子和临界应变能释放率分别比EP/CTBN体系提高了20.45%和42.95%,而弯曲弹性模量下降率仅为EP/CTBN体系下降率的一半,与CTBN的加入导致EP玻璃化转变温度(Tg)下降的现象相比,加入CSP–1的EP Tg几乎不变。以上表明CSP–1作为EP的增韧剂在韧性、模量和耐热性上比CTBN更有优势。

钛镍黄包覆空心玻璃微珠复合颜料的制备及其热反射性能

将钛镍黄球磨后配制成微纳粒径的颜料浆，与空心玻璃微珠混合后在600℃烧结，制备了作为彩色热反射材料的核壳型结构的钛镍黄包覆空心玻璃微珠。用激光粒度分析仪检测了水浆中颜料的粒度分布。用扫描电镜、能谱仪和x射线衍射仪表征了包覆玻璃微珠的形貌、元素组成和微观结构。在相同条件下分别以该包覆玻璃微珠、纯颜料、颜料一玻璃微珠机械混合物与有机硅树脂制备成涂层，用紫外／可见／近红外分光光度计和傅里叶变换红外光谱仪考察了它们的热反射性能并进行对比。结果显示，由包覆玻璃微珠所制涂层的整体太阳光反射性能明显最好，涂层在8～14gm红外波段的吸收比超过90％，预示该复合颜料有较高的红外辐射率，可作为一种良好的彩色凉颜料使用。

核-壳粒子和液体橡胶增韧环氧胶粘剂的研究

采用丙烯酸酯核-壳粒子和液体橡胶分别增韧改性环氧树脂胶粘剂,探讨了2种增韧体系对冲击强度和粘接强度的影响。研究发现,核-壳粒子在用量较少的情况下可获得比液体橡胶更优异的冲击强度和粘接强度,剥离强度达到10 kN/m以上。通过SEM观察改性环氧树脂断裂表面的微观形貌,并通过TEM进一步观察核-壳粒子增韧环氧树脂的分散状态,探讨微观形态与冲击强度和粘接强度之间的关系。

核壳橡胶增韧环氧/玻璃纤维复合材料层压板性能的研究

以核壳橡胶作为环氧树脂增韧剂,制备了一种高温固化环氧基体与玻璃纤维预浸料。结果表明,核壳橡胶用量为5phr时不影响环氧树脂对玻璃纤维的浸渍能力,此时核壳橡胶增韧后环氧/玻璃纤维层压板获得了较好的增韧效果,冲击强度达到278.1kJ/m2,比增韧前提高了20.0%;Ι型层间断裂韧性提高明显,达到982.0J/m2,比增韧前提高了35.4%;径向拉伸强度达到749.5MPa,比增韧前提高了16.5%,拉伸模量没有明显变化;SEM结果表明核壳橡胶增韧基体树脂的破坏断面为典型的韧性破坏,且树脂与玻璃纤维浸润性好、粘接力强。

核壳橡胶粒子改性沥青的高温贮存稳定性

主要采用乳液接枝聚合技术,合成核壳结构的聚丁二烯橡胶粒子接枝苯乙烯及少量沥青壳层结构的聚合物,共混改性基质沥青.通过考察核壳橡胶粒子改性沥青高温离析上下层的软化点及差值,DSC分析,以及内部分散形态结构,得到了高温贮存稳定的改性沥青.此时,改性沥青的软化点明显提高,离析差不超过1℃;沥青与核壳橡胶粒子发生作用使能产生吸热峰的组分向低温发生偏移,且峰值减小;橡胶相以区域网络结构均匀分散.

聚苯胺包覆玻璃鳞片复合物的制备与表征

采用化学聚合和乳液聚合两种方法制备聚苯胺包覆玻璃鳞片复合物。通过XRD、红外光谱、SEM、表面接触角测试、电导率测试、EIS等手段对复合材料的结构、形貌和性能进行了表征。结果表明:不同方法制备的聚苯胺包覆玻璃鳞片复合材料在结构、微观形貌和电导率上有较大差别,其中乳液法制备的复合材料,聚苯胺在玻璃鳞片载体上能够生长成较长的纤维,具有较高的结晶度,电导率高达2.281 S/cm。最后以之为导电填料,制备环氧防腐导电涂料,经研究表明其具有优异的导静电、防腐性能和机械性能。

外墙涂料树脂种类与涂膜耐沾污性关系研究

围绕乳液的玻璃化转变温度Tg及自交联、紫外交联、核壳技术的特性,研究了它们对建筑外墙涂料耐沾污性的影响,探查了同一单体类型树脂涂膜的耐沾污性、表面自由能随外墙涂料乳液特性的变化情况.结果表明,苯丙、纯丙类涂膜表面自由能色散分量随乳液Tg的升高而增大,与其耐沾污性随Tg升高而变化相呼应;硅丙涂膜表面自由能色散分量比Tg值与其相近的苯丙或纯苯涂膜高,与其耐沾污性能相呼应.