三元共聚高介电性能聚酰亚胺的制备与性能研究

目前,能源领域不断发展,对电容器要求不断提高,兼具高温性能和高储能的电容器已成为研究热点。其中高储能密度即要求其具备高介电常数和低介电损耗。特种工程材料聚酰亚胺(PI)因其耐高温性能而备受人们青睐,但其较低储能密度制约其应用。为更好地利用聚酰亚胺的耐高温性能,从其合成原料的多样性出发,寻找优异合成路线,该研究以制备高介电常数与低介电损耗聚酰亚胺(PI),研究同分异构体2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(a-BPDA)和3,3',4,4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)对聚酰亚胺介电性能的影响为目标,以a-BPDA、s-BPDA、3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、4,4'-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜(m-BAPS)为原料,通过三元共聚制备了PI薄膜,从而验证方案可行性。在此基础上调配原料比例,探究最佳性能时各种原料配比。并运用傅里叶红外光谱(FTIR)分析、X射线衍射(XRD)分析、热性能分析和介电性能分析对薄膜进行表征。实验结果表明:a-BPDA、s-BPDA、BTDA和m-BAPS可成功合成聚酰亚胺薄膜;合成的薄膜仍可以保持较高的热学性能,其中a-BPDA和s-BPDA分别将聚酰亚胺的玻璃化转变温度最高提升至245.8℃和239.1℃。s-BPDA与a-BPDA对聚酰亚胺的介电性能产生不同影响,当s-BPDA与BTDA物质的量比为3∶2时,在1000Hz下sPI介电常数为4.25,介电损耗为0.0029,当a-BPDA与BTDA物质的量比为3∶2时,aPI介电常数为3.49,介电损耗为0.0023;综合对比下,s-BPDA对于聚酰亚胺的热学性能和介电性能改善效果更加明显。

Copolymer-1对多发性硬化作用的研究进展

本文就氨基酸聚合物Copolyner-1对多发性硬化的作用、作用机制以及临床应用、不良反应几个方面进行了综述。

纤维低聚糖接枝弹性体的合成及其性能研究

以纤维低聚糖(OC)、半纤维素衍生物丙烯酸四氢呋喃酯(TA)和木质素衍生物丙烯酸丁香醛酯(SA)为原料,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)制备了具有不同力学性能的纤维低聚糖接枝弹性体,即纤维低聚糖-接枝-聚(丙烯酸丁香醛酯-无规-丙烯酸四氢呋喃酯)(OC-g-P(SA-r-TA))。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)、差示扫描量热(DSC)分析、热重(TG)分析和力学性能测试对其结构组成、热稳定性、玻璃化转变温度和力学性能进行分析。研究结果表明:OC-g-P(SA-r-TA)具有较好的热稳定性,由于接枝了P(SA-r-TA)侧链,其初始热分解温度和最大热分解温度均显著高于原始的OC。通过改变SA/TA的投料比和OC的含量可以调节纤维低聚糖接枝弹性体的玻璃化转变温度(T_(g)),进而实现对其断裂强度、断裂伸长率、弹性回复率以及能量耗散能力的调控。

均聚和共聚聚丙烯腈基原丝在预氧化过程中结构变化规律对比研究

采用相同工艺条件对均聚和共聚聚丙烯腈(PAN)基原丝进行梯度预氧化处理,通过有机元素分析、X射线衍射、傅里叶红外光谱、光学显微镜分析两种原丝在预氧化过程中微观结构的变化规律。详细探讨了共聚单体的引入对原丝和预氧丝结构的影响,以期为碳纤维实际生产提供一定的理论基础。研究结果表明,共聚单体的引入影响了PAN分子链的规整度,降低了原丝的结晶度,增大了晶间距和晶粒尺寸,使原丝的晶体结构在预氧化过程中更容易被破坏,可以使原丝的预氧化反应变得缓和,从而使更多的PAN分子链形成稳定的交联结构,同时可以减弱皮芯结构,改善纤维的匀质性。

1,4-环己烷二甲醇改性PBAT共聚酯的合成及性能

为提高降解塑料聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯(PBAT)的力学性能、热性能及加工性能,在PBAT的分子链中引入1,4-环己烷二甲醇(CHDM)单体,采用熔融缩聚法,制备了一系列不同CHDM含量的新型聚对苯二甲酸-co-己二酸环己烷二甲酯/对苯二甲酸-co-己二酸丁二酯(PBCAT)。采用傅里叶变换红外光谱仪、液固两用核磁共振仪对共聚酯进行结构表征;利用乌氏黏度计、万能电子拉伸机、差示扫描量热仪、维卡软化点测试机、接触角测量仪分别测试了共聚酯的黏均分子量、力学性能、热性能和亲水性。结果表明,随着CHDM物质的量的增加,PBCAT共聚酯的熔点和结晶温度均呈现先降低后升高的趋势,熔点由136℃降至114℃,然后升至123℃,结晶温度由90℃降至46℃,然后升至61℃,结晶度下降。当PBCAT共聚酯的黏均分子量可达126 075 g/mol,水接触角均小于90°,材料具有良好的亲水性能。当CHDM物质的量占醇总量的25%时,PBCAT共聚酯综合性能最好,拉伸强度为20.74 MPa,与PBAT相比,提升了17%,且该共聚酯结晶度小,熔融温度较PBAT降低了7.4℃,维卡软化点达到127.4℃。

纤维素基共聚型聚羧酸减水剂的合成及其性能

以天然纤维为原料,采用接枝醚化-烯丙基氯双键改性-水溶液自由聚合路线制备纤维素基共聚型聚羧酸减水剂(HEPCEs),通过傅里叶变换红外光谱、凝胶渗透色谱对产品HEPCEs进行分子结构分析,通过净浆流动度、经时变化流动度测试对HEPCEs减水性能进行评价,并同时进行了分子粒径、zeta电位以及吸附层厚度的测试,探究HEPCEs对水泥净浆的作用机理。结果表明,纤维素基共聚型聚羧酸减水剂中改性纤维素聚醚(DBHECs)适宜替代量为5%~10%,过多替代会出现支链缠绕并阻碍羧酸基团锚固,适量替代的纤维素结构引入可以在保持较好吸附性能的同时进一步提升减水剂的性能,超过商用高效减水剂标准,并表现出一定的缓释作用。

聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)多功能润滑油添加剂的合成

以桐油(TO)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用Schlenk装置合成了聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)(PTOM)共聚物。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚物的结构,利用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定了共聚物的相对分子质量及其多分散性指数,利用热重分析仪(TGA)测定了共聚物的热稳定性,并对共聚物的降凝、增黏和抗磨性能进行了评价。结果表明:当桐油与甲基丙烯酸甲酯质量比为1.5∶8.5、引发剂用量为1.0%(在单体中的质量分数)、反应温度为80℃、反应时间为6 h时,共聚物的收率较高(44.99%),其重均相对分子质量为28289。润滑油馏分(350~395℃)中添加质量分数0.8%的共聚物时,可将其凝点(T_(SP))降低6℃,将磨斑直径降低0.314 mm;添加质量分数0.5%的共聚物时,可将其黏度指数(VI)提高69。所合成的聚(桐油-甲基丙烯酸甲酯)可作为一种具有良好降凝、增黏和抗磨性能的多功能润滑油添加剂。

三元共聚苯并咪唑型聚酰亚胺薄膜的合成及性能

随着柔性显示技术的快速发展,高性能透明聚酰亚胺的需求日益增大。然而,如何兼顾高透明、耐高温与高力学强度仍是当前聚酰亚胺研究的重要课题。本文以2-(4-氨基苯基)-5氨基苯并咪唑(APBIA)为改性单体,与2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(HFBAPP)和4,4′-联苯醚二酐(ODPA)进行共聚,通过调控APBIA和HFBAPP两种二胺单体的物质的量比,制备出一系列苯并咪唑型含氟透明聚酰亚胺薄膜(APBIA/HFBAPP/ODPA),并对其结构及性能进行表征。结果表明,当二胺单体中APBIA的物质的量占比在50%以下时,可获得完整的PI薄膜,在苯并咪唑基团和含氟基团的协同作用下,这些薄膜表现出良好的综合性能,紫外-可见光范围内的透光率最高可达90.16%,玻璃化转变温度最高可达277.2℃,5%和10%的热失重温度最高分别可达495和520℃,拉伸强度最高可达184.8 MPa。其中,当APBIA与HFBAPP的物质的量比为3∶7时,薄膜的综合性能最为均衡,其玻璃化转变温度为268.9℃,5%和10%的热失重温度分别为477和512℃,紫外-可见光最高透过率为88.92%,拉伸强度为184.8 MPa。

含双温敏单体的耐220℃高温降失水剂

针对目前油井水泥降失水剂高温条件下耐温性差的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、双温敏单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)与N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAA)为原料,通过水溶液自由基聚合法制备了一种耐高温降失水剂(LHF-1L)。以失水量为评价指标,对合成条件进行了优选,同时对LHF-1L进行了结构表征和性能评价。结果表明,在AM、SSS、DMAA、DEAA物质的量比为4∶6∶2∶0.5,引发剂为单体总质量0.75%的过硫酸钾(KPS)溶液,反应物溶液pH值为7,反应温度为65℃,反应时间为4 h的条件下制得的LHF-1L的降滤失性能最佳。在220℃、7%加量下的失水量为42 mL。FT-IR、TG和GPC测试结果表明,4个单体均成功参与聚合并生成目标产物。当温度达到273℃后,LHF-1L才出现明显的热损失,其多分散系数为1.396,数均分子量为171 351 g/mol。此外,LHF-1L对水泥浆流动度和水泥石抗压强度发展的影响较小。在220℃下,在水泥浆中加入7%LHF-1L后的失水量仍能控制在50 mL以内。在150℃、94.4 MPa下,LHF-1L不会使水泥浆急剧增稠和超缓凝,稠化曲线正常,未发生异常胶凝现象。采用双温敏单体制备LHF-1L,增强了其在高温下的温敏疏水缔合作用,从而提高了高温降滤失性能,可以满足高温条件下的固井技术需求。

无规共聚透明聚丙烯的研发

研究了不同成核剂种类和用量对无规共聚聚丙烯(PP)RP210M透明性的影响。通过优化复合助剂配方,成功工业化生产了无规共聚透明PP产品(PP-E800),综合性能好于对标产品。

不同阻燃剂对尼龙材料加工改性的研究进展

尼龙具有优异的力学性能以及耐腐蚀、耐油性、耐热性等优点,可广泛应用于军工、深海等高端领域。但尼龙材料具有可燃性,在燃烧过程中会产生大量的烟雾、有毒气体和熔体滴落,对人类的生命和财产造成损害。总结了阻燃尼龙基体的加工方式和卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等常用传统阻燃剂改性尼龙材料的技术发展、应用和困境,分析不同种类阻燃剂对尼龙性能的影响机制,并重点论述了生物基阻燃剂及碳基阻燃剂2种先进尼龙阻燃改性方法的优势、发展及潜在应用。

延长油田低渗油藏分层注水缓蚀阻垢剂的制备及性能研究

本文以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸钠(MAH-Na)、乙烯吡咯烷酮(NVP)及自合成的季铵化咪唑啉(QIM)为单体,采用偶二异丁眯盐酸盐(V50)紫外光引发体系合成了四元共聚缓蚀阻垢剂。通过正交实验筛选出最佳单体配比为18∶6∶3.5∶2.5,结合静态结垢实验、动态腐蚀实验以及分子量测试得出最佳合成条件为:V50加量为0.6wt%、反应时间为8h、单体浓度为35wt%,此最佳条件合成的缓蚀阻垢剂的缓蚀率达86.1%,CaCO_(3)阻垢率达91.2%,CaSO_(4)阻垢率达96.1%,BaSO_(4)阻垢率达73.2%,各项性能优于市场采购的单一功能缓蚀剂与阻垢剂。

含三氟甲基二胺单体对聚酰亚胺薄膜性能的影响

以2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷(HFBAPP)两种含三氟甲基的二胺单体与4,4'-联苯醚二酐(ODPA)进行三元共聚,通过改变两种二胺单体的物质的量比,制备了6种含三氟甲基的透明聚酰亚胺(PI)薄膜,研究了TFMB和HFBAPP两种单体对PI薄膜的结构、热性能、力学性能和光学性能的影响。结果表明,所得的PI薄膜已经完全热亚胺化并引入了含氟基团,具有较好的热性能,玻璃化转变温度为230.5~245.2℃,5%热失重温度为480.9~503.7℃,10%热失重温度517.3~534.0℃,当TFMB和HFBAPP的物质的量比为8∶2时,薄膜的热性能表现最佳;TFMB的加入可以提高薄膜的拉伸强度,当TFMB和HFBAPP的物质的量比为6∶4时,薄膜的拉伸强度达到最大(95.26 MPa),断裂伸长率为4.40%;所得薄膜的光学性能表现良好,紫外-可见光范围内的最大透过率均在86.47%以上,当TFMB和HFBAPP的物质的量比为5∶5时,薄膜的光学性能最优,450 nm处的透过率为87.28%,紫外-可见光范围内的最大透过率为91.34%。以上结果表明,在HFBAPP中适量引入TFMB有利于提高PI薄膜的性能。

乙烯与乙烯基三乙氧基硅烷共聚物的制备与表征

采用一系列结构不同的α-二亚胺镍催化剂,在倍半乙基氯化铝(EASC)作用下,以配位共聚的方法制备乙烯和乙烯基三乙氧基硅烷(VTEoS)共聚物。研究了VTEoS的浓度、催化剂用量、n(Al)/n(Ni)、乙烯压力、聚合时间、溶剂以及催化剂结构对共聚反应的影响,得到了最优化的聚合条件。通过核磁共振(NMR)、哀减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、热失重分析(TGA)、焙烧法、聚合物膜的接触角测试等方法分别表征了聚合物的结构、热稳定性、硅质量分数和聚合物膜的表面性能。结果表明,以C4为催化剂,二氯甲烷为溶剂时,共聚活性(以1 mol Ni计)最高达9.10×10^(5) g/(mol·h),共聚物中硅的质量分数为0.74%~3.39%。含硅单体的引入,能够提高聚合物的热稳定性和疏水性能。

N⁃苯基马来酰亚胺共聚物的合成及对PVC树脂耐热改性效果研究

通过种子乳液聚合结合半连续加料方式,成功聚合出分子结构一致且与聚氯乙烯(PVC)树脂具有良好相容性的聚(N‐苯基马来酰亚胺‐苯乙烯‐丙烯腈)(PNSA)共聚物胶乳,将其与PVC树脂直接复合制备PNSA/PVC复合材料,并对PNAS耐热改性的效果进行评价。结果表明,PNSA纳米胶乳颗粒粒径在155.3~251.5 nm之间,粒径分布均一;PNSA共聚物分子组成呈无规结构,分子结构一致,差示扫描量热曲线呈现单一的玻璃化转变温度(T_(g)),且与PVC树脂具有极佳的相容性;PNSA含量由0升高至50%(质量比,下同)时,复合材料的T_(g)由84.8℃提高到107.2℃,提高了22.4℃,维卡软化温度由71.2℃提高到91.9℃,提高了20.7℃;除耐热性改善以外,复合材料的力学性能也有一定程度的提高,本文的研究有利于PVC应用领域的进一步拓展。

木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的结构与性能

为消除传统人造板的甲醛释放对人体健康和环境造成的危害,将木薯淀粉(CS)降解后与丙烯酰胺(AM)接枝共聚,制备木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物(CS-AAGC)胶黏剂,并对其外观、黏度、固含量等基本性能进行测定。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振碳谱(13C NMR)及X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行分析,采用差式扫描量热分析(DSC)及扫描电镜(SEM)分析其固化性能,探究木薯淀粉与丙烯酰胺(AM)的物质的量比对木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物胶黏剂胶合强度的影响。结果表明:合成的木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物胶黏剂外观为乳白色均一液体,随着丙烯酰胺添加量的增加,共聚物的黏度也随之增加;丙烯酰胺上的双键与淀粉中的羟基发生了反应;当n(淀粉基本单元)∶n(AM)=1∶5时,相应的木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的胶合性能相对最好,以其制备的胶合板干状剪切强度为1.46 MPa、(23±2)℃冷水浸泡24 h后的剪切强度为0.87 MPa、(63±1)℃热水浸泡3 h后的剪切强度为0.84 MPa,符合GB/T 9846—2015《普通胶合板》对Ⅱ类胶合板的要求。

二胺型苯并噁嗪改性双酚A环氧树脂及其玻璃纤维复合材料性能研究

为了延长环氧树脂漆的适用期,提高其耐热性,使用苯并噁嗪树脂对其进行共混改性。以溶液共混方式制备了环氧树脂漆(EP)与苯并噁嗪树脂(BZ)的共混树脂体系(E/B-x),讨论了BZ的加入对共混树脂的黏度、流变特性、凝胶化活化能、固化行为、表面特性及玻布增强复合材料的耐热性、力学性能的影响。结果表明:BZ的加入使共混树脂的黏度明显降低,凝胶温度及凝胶活化能增加,迟滞了EP的固化反应,延长了其适用期;少量BZ的加入不会改变EP的玻璃化转变温度(Tg),当BZ加入量达到40份时,与EP复合材料相比,E/B-40复合材料的干态和湿态Tg分别提高了12.6%和11.7%;随BZ加入量的增加,复合材料的弯曲强度先下降后上升,E/B-40复合材料的弯曲强度和弯曲模量可达569 MPa和27.9 GPa,与EP复合材料相当。

浸渍剂沥青的共聚合法制备与表征

为实现煤沥青的清洁、高附加值利用,以精制软沥青(RP)为原料,中低温煤焦油沥青(MLP)为添加剂,采用共聚合法制备出一种高品质浸渍剂沥青。通过单因素法确定了最佳的反应温度、反应时间以及MLP添加量。利用工业分析、元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)等手段,对五种不同MLP添加量的共聚合沥青的基本性质、结构参数和热解特性进行详细分析;并使用黏度计分析了产品浸渍剂沥青的黏度性质。结果表明:当MLP添加质量分数为20%时,在350℃下共聚合2 h得到的产物浸渍剂沥青,其软化点(SP)为85℃、甲苯不溶物(TI)质量分数为21.75%、喹啉不溶物(QI)质量分数为0.25%,结焦值(CV)为48.32%,挥发分(V)为65.38%。此外,该浸渍剂沥青的芳香性指数(I_(ar))和支链化指数(CH_(3)/CH_(2))分别为0.656 8、0.599 9,热稳定性良好,并具有较低的浸渍温度。

耐紫外老化PBO纤维改性技术研究进展

聚对苯撑苯并双唑(PBO)纤维是继Kevlar纤维之后的新一代高性能有机纤维,具有高强度、高模量、高耐热性和高阻燃性等优点。但紫外光照射下PBO纤维机械强度急剧下降,制约了其进一步应用和发展。概述了PBO纤维的合成方法,通过PBO纤维晶体结构与分子链结构分析,阐述了紫外老化降解机理,综述了近年来表面涂覆法、化学共聚法以及新型配位键改性法的研究进展,对比分析了3种PBO纤维改性方法的优缺点,并展望了其未来发展方向。

棉短绒纤维素/聚丙烯酰胺复合水凝胶的合成及絮凝性能研究

以棉短绒(MCC)为原料､丙烯酰胺(Acrylamide,AM)为单体､过硫酸铵(Ammonium persulfate,APS)为引发剂､N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(N,N′-Methylenebisacrylamide)为交联剂,采用水溶液聚合的方式共聚制备水凝胶绿色絮凝材料。考察了体系共聚时间､共聚温度､APS投加量和单体质量比对接枝率的影响。利用红外光谱(FT-IR)､X射线衍射(XRD)､热重分析(TG)､扫描电镜(SEM)和Zeta电位等对所制备的材料进行表征,并考察其对高岭土模拟废水的絮凝效果。结果表明,当AM与MCC质量比为5∶1､引发剂投加质量为0.06 g､反应温度为50℃､反应时间为3 h时,可制得较高接枝率的产品,且其对pH为3､7､11高岭土悬浊液(300 mg/L)的浊度去除率分别达到98.6%､97.6%和98.3%,表现出良好的絮凝性能。