耐高温水刺擦拭材料的开发及性能研究

为开发新型耐高温水刺擦拭非织造材料,制备了纯PI、纯PPS、纯PPSO和5∶5的PI/PPS、PI/PPSO共5种耐高温水刺擦拭材料,并测试了材料的力学性能、柔软性、阻燃性、耐磨性、吸水吸油性等。结果表明:PI水刺非织造材料抗弯刚度达6.620 mN·cm,与PPSO复合后改善至3.365 mN·cm;PPS水刺非织造材料的吸水率不足400%,与PI复合后吸水率提升至600.8%,达到了合格品标准要求。PPSO水刺非织造材料与PI纤网复合后纵横向断裂强力分别提高15.1%、39.8%,纵横向续燃时间分别由23.5 s、20.5 s降至1.15 s、1.00 s。5种试样的吸油率均大于1000%,磨损率差异不大。认为:开发的试样可用作飞行器发动机、高温制造工业等场景的耐高温擦拭材料,可拓宽3种纤维在民用领域的相关应用。

基于表面增强拉曼光谱技术测定聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚的迁移量

目的基于Ag纳米粒子(Ag nanoparticles,AgNPs)的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术,建立测定聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚迁移量的方法。方法参照GB 31604.1—2015、GB 5009.156—2016,对聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚的迁移行为进行研究,将获得的迁移液经0.22μm滤膜过滤后,与AgNPs混合,然后进行SERS测试,并采用高效液相色谱法(High performance liquid chromatography,HPLC)进行验证。结果所制备的AgNPs分布均匀、重现性好,针对4,4′-联苯二酚的最低检测质量浓度可达1 mg/L。在质量浓度范围1~50 mg/L内,1278 cm−1处的峰强度与4,4′-联苯二酚的浓度具有良好的线性关系,相关系数为0.9904。在聚亚苯基砜奶瓶中4,4′-联苯二酚的回收率为88.6%~92.8%,相对偏差为4.02%~6.50%,且与HPLC方法的结果基本一致。结论该方法具有快速、准确、操作简单等优点,可为食品接触材料及制品中的4,4′-联苯二酚检测提供技术参考。

低温等离子体接枝亲水改性聚苯硫醚织物

为改善聚苯硫醚(PPS)织物的亲水性,采用介质阻挡放电等离子体引发苯乙烯磺酸钠(SSS)在PPS织物上接枝聚合。考察了低温等离子体放电功率、处理时间以及苯乙烯磺酸钠质量分数对接枝后PPS织物水通量的影响。利用响应面优化试验得到最佳接枝条件为等离子体放电功率5.2 W,处理时间122 s,乙烯磺酸钠质量分数12%,此条件下PPS织物水通量最大达到15 897.62 L/(m^(2)·h),相比原织物提高了103.5%。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法对织物形貌和结构进行表征,结果表明,苯乙烯磺酸钠被成功接枝到PPS织物表面,对织物的水通量有较大改善,且改性织物经过5次清洗后仍能保持较好的性能。

羊毛/聚苯硫醚砜纤维混纺面料的开发

为了开发兼具阻燃性能和舒适性能的面料,选用新型本征阻燃聚苯硫醚砜(PPSO)纤维与羊毛纤维混纺,开发了羊毛/PPSO(50/50)半精纺面料,探讨了其纺纱和织造的生产工艺并分析了生产过程中需要注意的问题。经过测试,成品面料的常规服用性能可满足市场需求,阻燃性能可达到B级阻燃服的要求,能够满足民用、工业用、军警用等阻燃防护和服用性能的要求,可为高档阻燃面料的开发提供参考。

磺化聚苯醚-磷酸锆质子交换复合膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法将磺化聚苯醚(SPPO)与磷酸锆(ZrP)复合得到质子交换膜,重点考察了ZrP含量对复合膜含水率、溶胀度和质子电导率的影响,采用红外光谱和交流阻抗法表征SPPO-ZrP复合膜的微观结构和质子电导率。结果表明,SPPO-ZrP复合膜含水率和溶胀度都随着ZrP质量分数增加而逐渐减小,当ZrP质量分数为20%时,膜的含水率和溶胀度分别达到18%和2.1%。通过交流阻抗法对质子传导性能的表征结果显示,随ZrP质量分数增加复合膜质子电导率逐渐增大,ZrP质量分数20%的SPPO-ZrP复合膜质子电导率在室温下达到1.6×10-2S/cm。

吸湿性PPS共混母粒的制备及性能研究

采用纳米SiO2、间苯二甲酸-5-磺酸钠(5-SSIPA)与聚苯硫醚(PPS)共混,利用双螺杆挤出机制备纳米SiO2/5-SSIPA/PPS共混母粒,采用差示扫描量热仪和扫描电子显微镜研究了纯PPS,SiO2/PPS,5-SSIPA/PPS以及SiO2/5-SSIPA/PPS母粒的吸湿性、热性能和分散性。结果表明:SiO2/5-SSIPA的协同作用较单独添加SiO2和5-SSIPA提高PPS母粒的吸湿性更为显著;随着SiO2/5-SSIPA含量的增加,PPS母粒的吸湿性提高,SiO2/5-SSIPA质量分数为9%时,PPS母粒的含水率达2.7%;SiO2/5-SSIP质量分数为6%时,共混体系的分散性最好;SiO2/5-SSIPA的添加改变了PPS母粒的熔融和结晶行为;在制备吸湿性PPS母粒时,添加纳米SiO2/5-SSIPA按质量比3/5混合,SiO2/5-SSIPA质量分数6%为宜。

磺化聚苯硫醚性能研究

报道了水溶性磺化聚苯硫醚的制备方法,用红外光谱、光电子能谱和化学分析等方法对其进行结构表征,1203cm^(-1)处的强吸收峰归属于碘酸根中的S=0伸缩振动,1564cm^(-1)处的吸收峰归属于苯环骨架的伸缩振动,聚合物中的硫醚基团和碘酸根中的S_的结合能分别为162.9eV和167.7eV,碱滴定结果表明有85％的苯环被磺化,负载在活性碳上的磺化聚苯硫醚-铑配合物催化剂可催化十一烯酸甲酯的氯甲酰化反应。

加工条件对芳纶纤维增强PPS/PEK-C性能的影响

研究了短芳纶纤维增强PPS/PEK-C复合材料的力学性能。主要讨论了混合工艺。

高比表面多孔结构的γ-Al_2O_3为载体的新型催化剂的开发初探

以桃胶与硫酸铝铵为原料,通过调节反应体系的配料比和煅烧工艺,可调控多孔γ-Al2O3的表面积、孔容、孔径大小及尺寸分布。以高比表面的γ-Al2O3为载体制备的磺化聚苯硫醚铑配合物为催化剂,在80℃和不同的压力条件下及不同的溶剂中,对α,ω-十一烯甲酯的氢甲酰化反应进行了研究。反应产物除α,ω-十二醛酯外,无加氢副产物发生,从电子因素和空间位阻等方面对正/异构比和该催化过程进行了分析。

磺化聚苯硫醚—铑配合物催化的氢甲酰化

光电子能谱对水溶性碘化聚苯硫醚—铑配合物催化剂的测定结果表明,其中铑的价态为Rh^1,以链节/金属摩尔比为5的该配合物为催化剂,在互不相溶的水/有机溶剂二相介质中对十一烯酸甲酯的氯甲酰化反应进行了初步研究,考察了不同的温度、压力、pH值等反应条件对氢甲酰化反应的影响,在P_(H3)为1～3MPa内,随着氢分压的增大,产物的转化率和正异构比都随之增加,水相最佳反应pH值为8。

磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性

借助X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析及机械拉伸等测试技术研究了磺化聚苯硫醚砜膜的微观结构及耐候稳定性能。结果表明,XRD图谱及FTIR图谱证实了膜的微观结构;根据TG分析计算得到的磺化聚苯硫醚砜膜的磺化度为52%,与给定的磺化度(50%)基本吻合;此外,磺化聚苯硫醚砜膜还表现出了很好的热稳定性及力学稳定性,膜中硫醚键缓慢氧化成砜基可能是热稳定性和力学稳定性得以改善的微观结构原因。

新型两性聚苯硫醚的合成

本文通过后期磺化、溴化反应及溴与三甲基胺(或二甲基胺)发生取代反应而获得聚两性电解质———季铵化聚苯硫醚(聚合物4)和叔铵化聚苯硫醚(聚合物5)。用酸碱滴定和莫尔法分别测定磺化度和溴化度,并利用红外光谱、紫外-可见光谱表征了合成产物的结构。结果表明:在最佳磺化条件下,即反应时间4 h、反应温度105℃、PPS与发烟硫酸比1∶15(g/mL),相应的磺化度为47.6%;在最佳溴化条件下,即反应时间4 h、反应温度40℃、FeCl3加量4%,相应的溴化度为28.20%;聚两性电解质分子链上的季铵基团和叔铵基团取代了溴。由红外光谱和紫外-可见光谱分析结果可以推定,本文对聚苯硫醚的改性是成功的,即最终合成了两性聚苯硫醚。

磺化聚苯醚-磷酸锆质子交换复合膜的制备与性能研究

开发价格低廉且性能优异的质子交换膜是目前燃料电池研究的热点。采用溶胶-凝胶法将磺化聚苯醚(SP-PO)与磷酸锆(ZrP)复合得到质子交换膜,重点考察了ZrP含量对复合膜含水率、溶胀度和质子电导率的影响,采用红外光谱和交流阻抗法表征SPPO-ZrP复合膜的微观结构和质子电导率。结果表明SPPO与ZrP产生相互作用使SPPO结构发生变化。SPPO-ZrP复合膜含水率和溶胀度都随着ZrP质量分数增加而逐渐减小,当ZrP质量分数为20%时,膜的含水率和溶胀度分别达到18%和2.1%。通过交流阻抗法对质子传导性能的表征结果显示,随ZrP质量分数增加复合膜质子电导率逐渐增大,ZrP质量分数20%的SPPO-ZrP复合膜质子电导率在室温下达到1.6×10-2S/cm。

后处理对水电解槽制氢用PPS纤维隔膜性能的影响

对聚苯硫醚(PPS)长丝制成的水电解槽制氢用隔膜进行热轧和磺化后处理,并对处理前后隔膜的厚度、气密性、断裂强度和吸碱性能进行测试比较。结果表明,PPS纤维隔膜通过后处理,其整体性能得到提高。热轧处理可使隔膜厚度减小,隔膜的气密性和尺寸稳定性提高,产生的毛羽减少;磺化处理可使隔膜的吸碱性能提高,隔膜的10 min碱液吸上高度由磺化前的52 mm提高到磺化后的57 mm,但隔膜的经纬向断裂强度均有不同程度的下降,需进一步优化磺化工艺。

磺化聚苯硫醚材料高效率催化果糖合成5-羟甲基糠醛

在生物质转化为5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程中,为了高效率合成5-HMF以及消除原位水解,提出以磺化聚苯硫醚(SPPS)无纺布作为催化剂催化果糖合成5-HMF,考察反应温度、反应时间、磺化聚苯硫醚形态及不同磺化度等因素对产率的影响。结果表明:即使在较温和的催化环境下,催化剂SPPS无纺布也具有较高的反应催化活性,而且在催化反应过程中5-HMF没有发生水解;在90℃、130min时,以磺化度为14.7%的SPPS无纺布作为催化剂催化果糖合成5-HMF的产率高达100%,即使提高反应温度、延长反应时间,5-HMF的产率也没有下降;SPPS无纺布重复使用6次后活性无明显降低,5-HMF的产率仍然可以达到98.40%。

PPS基强酸离子交换纤维的制备及对Cr(Ⅲ)的吸附性能

通过聚苯硫醚(PPS)纤维的烷基化交联与磺化反应制得一种强酸离子交换纤维新材料。以此为基础,利用元素分析、红外光谱、原子吸收及化学滴定等手段对其物理化学结构与性能进行分析和表征,考察不同因素对交联与磺化反应的影响及纤维对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附、解吸与再生性能。研究表明,适度交联可有效提高离子交换纤维的化学稳定性,由此制得的PPS基强酸纤维交换容量可达2.634 mmol/g;纤维对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附容量高达59.43 mg/g,经6次吸附洗脱循环后吸附性能亦无明显变化,可望在工业含铬废水处理等工艺中获实际应用。

电导滴定法测定磺化聚苯醚的磺化度

用电导滴定法测定所制备的磺化聚苯醚的磺化度（被磺化结构单元的百分数），以元素分析及核磁共振分析法验证了电导滴定结果。深入探讨了几种类型滴定曲线。

聚苯硫醚纤维与聚醚砜纤维的结构与性能

分别以聚拳硫醚（PDS）、聚醚砜（PES）切片为原料，在一位4头的熔融纺丝实验机上，制备了PPS及PES纤维，并对两者结构与性能的差异进行比较。结果表明：PPS和PES的初生纤维都具有光滑的表面，PES的流动性能比PPS差，表观黏度也比PPS要大；PPS纤维的玻璃化转变温度为90—100℃，结晶温度为130．09℃，熔融温度为279．56℃，初始热分解温度为500℃，半寿温度为625℃；PES纤维的玻璃化转变温度为225cc，初始热分解温度为460℃，半寿温度为600℃，没有结晶温度和熔融温度；PPS纤维为半结晶聚合物，结晶速率为0．045s^-1，而PES纤维属于无定形或极低结晶度材料；PES纤维和PPS纤维都具有优异的热稳定性和阻燃性，都非常适合应用在阻燃及耐高温场合。

热重分析聚亚苯基砜奶瓶的原位加速老化

目的 建立一种聚亚苯基砜(polyphenylene sulfone,PPSU)奶瓶热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)原位加速老化及奶瓶使用寿命的评估方法 .方法采用热重分析仪对PPSU奶瓶在500,510,520,530和540℃恒温条件下进行原位加速老化实验,计算出样品在5%,10%,15%失重情况下所需老化时间,然后通过Arrhenius方程建立温度和老化时间之间的关系,最终估算PPSU奶瓶样品的实际使用寿命.结果 以失重5%作为失效条件计算PPSU奶瓶的使用寿命,其使用时限约为319 d.结论 该方法适合对PPSU奶瓶的使用寿命进行快速评估.

聚苯硫醚砜纤维和聚芳砜纤维的制备及其性能研究

以2.0 dtex、51mm的聚苯硫醚(PPS)纤维为原料,以双氧水为氧化剂、冰乙酸为催化剂,对PPS纤维进行氧化改性处理,通过改变氧化反应温度和反应时间等工艺条件,制备聚苯硫醚砜(PPSO)纤维和聚芳砜(PASO)纤维,并对改性纤维的结构形貌及性能进行表征。结果表明:在双氧水:蒸馏水:冰乙酸质量比为50:25:25、氧化反应时间为5 h的条件下,当氧化反应温度为25~60℃时得到PPSO纤维,当氧化反应温度升高至80℃时得到PASO纤维;氧化改性过程中,伴随着硫(S)原子流失和聚芳烃的生成,改性纤维中出现大量氧(O)元素,证明PPS纤维被成功氧化改性;氧化处理对纤维的表面形貌影响不大,但纤维力学性能降低;经硝酸溶液浸泡处理后,PPS纤维强度保持率为79.8%,而PASO纤维强度保持率提高到112.2%, PPSO纤维强度保持率高达138.1%,说明氧化改性后的PPS纤维抗氧化能力明显提高。