含8-羟基喹啉铝配合物的高分子聚合物的合成与表征

通过甲基丙烯酸甲酯 (MMA)和含有 8 羟基喹啉的单体共聚合成模板聚合物 ,再与二配体的 8 羟基喹啉铝配合物(AlQ2 )配位 ,实现了 8 羟基喹啉铝配合物的高分子化 ,获得了一种高分子量金属配合物发光聚合物 ,并利用元素分析 ,FTIR ,UV ,PL光谱 。

高相对分子质量8-羟基喹啉锂聚合物的制备和性能

高分子电致发光显示器(PLED)是近几年来国际、国内的研究热点,取得了很大的进展,其中高分子化金属配合物是一类很有价值的功能材料。通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(S)和含有8-羟基喹啉的单体共聚合成模板聚合物,再与氢氧化锂作用,实现了8-羟基喹啉锂配合物的高分子化,获得了一种能够溶解在普通的溶剂中的高相对分子质量的含喹啉锂配合物的发光聚合物,并利用元素分析、1H-NMR、FTIR、UV、PL光谱、DSC、TGA、GPC等方法对其结构和性能作了表征。紫外吸收和光致发光(PL)光谱说明合成共聚物的发光来自于Liq基团,引入的可聚合的链段以及共聚物中的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯链段,并没有影响发光波长的改变。亲核溶剂改变8-羟基喹啉金属配合物分子结构,使共聚物光谱明显红移20nm左右。

含两极化合物的交联聚合物的合成与性能

设计了一类两极化合物,既含有电子传输单元,又含有空穴传输单元,采用一般的N-烷基化反应或Ullmann反应。将改性的8-羟基喹啉用作穴传输单元的化合物加入到反应体系中,在催化剂的存在下反应获得一类含有吩噻嗪单元的8-羟基喹啉衍生物。将此配体与含可聚合单元的8-羟基喹啉配体与金属离子共同配位,获得一类两极化合物,即含有空穴传输单元的8-羟基喹啉金属配合物。将该两极化合物通过紫外光固化或热固化共聚交联实现高分子化,得到一类含有新型的发光材料。并利用元素分析、FT-IR、UV、PL光谱等方法对其结构和性能作了表征。循环伏安法被用来研究其氧化还原性质和估算电化学能级。

聚氨酯用环保型催化剂的性能及其动力学

以二月桂酸二丁基锡为参照,研究了异辛酸铋、新癸酸铋、十三烷酸铋、异辛酸锌四种环保型催化剂对异氰酸酯与羟基反应的催化效果、相对选择性及投料顺序的影响,并研究了不同催化剂的反应动力学。结果表明:四种环保型催化剂反应速率不同,存在两个反应阶段。在60℃条件下,第一阶段十三烷酸铋的催化效果更好,第二阶段异辛酸铋的催化效果更好。通过计算不同反应体系的活化能、活化焓和活化熵,揭示了四种环保型催化剂的一些催化性质。

立方笼型倍半硅氧烷稳定的乳液聚合及其Pickering效应

以立方笼型八甲基丙烯酰氧丙基倍半硅氧烷(CMSQ-T8)纳米粒子为稳定剂,苯乙烯(St)为聚合单体,在添加少量有机乳化剂十二烷基磺酸钠(SDS)的条件下制备了稳定的聚苯乙烯/立方笼型倍半硅氧烷(PS/CMSQ-T8)乳液。利用透射电子显微镜、动态光散射仪、傅里叶变化红外光谱分析和热重分析等对乳液微球的粒径和结构进行了表征,并研究了CMSQ-T8含量对微球粒径和乳液稳定性的影响。结果表明,PS/CMSQ-T8乳液粒径均一,乳液胶粒具有明显的核壳结构,且粒径和Zeta电位随CMSQ-T8含量的增多呈先减小后增大的趋势。CMSQ-T8位于PS表面形成壳层,起到稳定乳液的作用,具有Pickering效应,且可能与核壳界面处的苯乙烯发生了共聚而增强乳液的稳定性。

含巯基有机硅改性水性苯丙乳液的制备及性能

以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)和丙烯酸(AA)为反应单体,利用羟基硅油(SO)与3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(MPDMS)制备的含巯基有机硅(PMMS)为改性剂,通过种子乳液聚合的方法,制备了一系列有机硅改性水性苯丙复合乳液。通过红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征PMMS的合成;通过动态光散射(DLS)、热失重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等探究了PMMS含量对水性复合乳液的稳定性、乳胶膜的耐水性、热稳定性以及力学性能的影响。结果表明,当PMMS的含量为6%(质量分数,下同)时,改性乳液分散均匀,稳定性较好;其改性乳胶膜的水接触角从改性前的31.1°增至97.8°;吸水率从改性前的6.53%降至2.96%;其拉伸强度为2.69 MPa,较改性前提高了62.9%;失重5%时的分解温度为307.26℃,较未改性前提高了75.79℃。

液态聚有机硅氧烷高速剪切过程中的雾化抑制剂

液态有机硅在高速涂布过程中容易产生"雾化"现象。采用端乙烯基聚二甲基硅氧烷(PDMS-Vi)和含氢聚硅氧烷催化合成交联的有机硅聚二甲基硅氧烷黏弹性液体,采用FTIR和1HNMR对其进行了表征。讨论了雾化抑制剂结构、PDMS-Vi相对分子质量、交联剂的含氢量及雾化抑制剂的质量分数对雾化抑制剂雾化抑制效率(Afe)的影响,并将这种黏弹性液体作为有机硅高速剪切过程的雾化抑制剂,与商业雾化抑制剂进行了对比。雾化抑制剂的凝胶率受原料物质的量之比n(C==C)∶n(Si-H)影响;当PDMS-Vi相对分子质量从5759增大到33750时,雾化抑制效率从85.9%增加到95.9%;含氢聚硅氧烷的含氢量为5.5 mmol/g时,制备的样品具有更好的雾化抑制效率。这些因素会影响雾化抑制剂的交联网络结构,交联密度低、交联结构整齐会使雾化抑制效率提高。

乙烯基MQ 树脂对有机硅涂层的性能调控

在酸性催化剂的作用下,使用六甲基二硅氧烷、正硅酸乙酯、甲基乙烯基二甲氧基硅烷,通过调整封端剂用量,在脱水缩合下获得了乙烯基含量不同的MQ硅树脂。将合成的乙烯基MQ树脂作为功能添加剂添加到有机硅离型剂中,充分搅拌后,以格拉辛纸作为基材进行涂布操作,结果表明当添加乙烯基含量为2%的MQ树脂,剥离力提高30%~40%,同时其热固化速度快,热固化效率达到最高,End-Onset为3.28℃,有利于提高涂布效率;当添加乙烯基含量为1%的MQ树脂时,轻微脱硅时间提高45.45%,严重脱硅时间提高53.54%,说明其对离型性能具有明显的调控效果。

功能化纳米纤维素复合PLA/PBAT薄膜的制备及性能

以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为改性剂对纤维素纳米纤维(CNF)进行功能化改性,并用聚丙二醇(PPG)对改性后的CNF进行包覆,制备了CNF-PPG纳米粒子。将其作为填料加到聚乳酸(PLA)/聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)聚合物基体中,用溶液浇铸法制备了PLA/PBAT/CNF-PPG复合薄膜。通过FTIR、XPS、SEM、DSC、TG对薄膜进行了表征,探讨了PLA与PBAT的质量比及CNF-PPG纳米粒子的添加量对复合薄膜机械强度、热稳定性、阻隔性能的影响。结果表明,PLA/PBAT薄膜比纯PLA薄膜具有更高的韧性和热稳定性;当m(PLA)∶m(PBAT)=90∶10、CNF-PPG纳米粒子用量(以PLA和PBAT的质量为基准,下同)为10%时,PLA/PBAT/CNF-PPG(90/10/10)复合薄膜的拉伸强度达到(33.38±0.64)MPa,断裂伸长率为39.97%±0.67%;复合薄膜最终降解温度从纯PLA膜的394℃提高到435℃;复合薄膜的水蒸气和氧气透过系数分别为4.98×10^(–14)g·cm/(cm^(2)·s·Pa)和8.86×10^(−14)cm^(3)·cm/(cm^(2)·s·Pa),与纯PLA膜相比,分别降低了33.6%和23.5%。

相转移催化作用下大豆油的环氧化反应的安全特性研究

针对在自制相转移催化剂([(C18H37)2(CH3)2N]3{PO4[W(O)(O2)2]4})作用下大豆油(SBO)的环氧化反应过程的热危险性进行了研究。首先,通过DSC研究了双氧水在本体系中的热力学及稳定特性,结果表明该催化剂能够提升H2O2的热稳定性,强化其氧化能力。其次,采用原位红外技术监测了SBO环氧化反应的全过程,通过建立环氧化反应动力学进一步研究潜在的危害性。动力学的决定系数(0.9886~0.9974)表明SBO环氧化反应为一级反应。计算得到的SBO环氧化反应的表观活化能为15.43 kJ/mol,表明该反应体系对温度敏感,易受到温度变化的影响。另外,ΔG(31.38~32.50 kJ/mol)和ΔH(12.67 kJ/mol)为正值以及ΔS(-56.18 kJ/mol)为负值,表明使用催化剂的SBO环氧化反应是遵循非自发的、吸热的过程。因此,研究结果表明低温反应和间歇进料的方式能够最有效地降低其热失控风险。

长链脂肪醇酯化工艺热安全风险研究与安全工艺优化

以长链脂肪醇和氨基磺酸酯化反应为研究对象,使用反应量热仪(RC1mx)和绝热加速量热仪(ARC)获得工艺一的绝热温升、失控体系可能达到的最高温度等热数据,风险评估工艺一反应风险等级为4级。利用实时原位红外光谱仪(ReactIR)对比了不同加料方式和反应温度,获得改进工艺,改进工艺的反应温度提高至130℃,氨基磺酸一次性改为分四次等量投料。改进工艺的反应风险等级为2级,安全性显著提高,可投入工业化生产。

十二烷基氯化吡啶合成工艺的热危险性研究

利用全自动反应量热仪(RC1mx)、差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC)检测十二烷基氯化吡啶合成反应的反应热、最大反应温度及热稳定性,依据绝热温升(ΔT_(ad))、最大反应速率到达时间为24 h的温度(T_(D24))和失控体系可能达到的最高温度(MTSR)等温度参数对工艺危险性进行评估。结果显示,ΔT_(ad)为276.2 K,T_(D24)为290℃,MTSR为165.6℃。经过研究反应温度和吡啶滴加时间,确认了145℃是合理的反应温度。如果缩短吡啶滴加时间会导致物料累积,影响反应转化率,增加危险性。

丙烯酸十二酯用量对PA乳液防腐性能的影响

在现有核壳乳液聚合法基础上,改进聚合工艺制备具有不同丙烯酸十二酯(LMA)含量的水性丙烯酸乳液,讨论不同LMA含量对涂层性能的影响,并通过盐水浸泡实验、电化学阻抗研究量化涂膜的防腐性能。结果表明,核聚合阶段增加LMA用量有利于提高涂层的防腐性能。配方L16经过长期的3.5%(wt)盐水浸泡后,阻抗值仍有5.04900×10^(6)Ω·cm^(2),L16树脂乳液成膜涂层防腐性能最佳。

含磷固化剂及固化环氧树脂的合成及表征

以4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)、苯甲醛和亚磷酸二乙酯为原料,合成了两种含磷固化剂PM1和PM2,用红外光谱、核磁共振氢谱对PM1和PM2的结构进行了表征。用DDM,PM1,PM2分别固化双酚A型(DGEBA)环氧树脂,得到DGEBA-DDM,DGEBA-PM1,DGEBA-PM2树脂,采用示差扫描量热法、热重分析(TGA)和极限氧指数(LO I)对DGEBA-DDM,DGEBA-PM1,DGEBA-PM2树脂的玻璃化转变温度(Tg)、反应活性、热稳定性和阻燃性能进行了表征。实验结果表明,PM2的反应活性比PM1低;DGEBA-DDM,DGEBA-PM1,DGEBA-PM2树脂的Tg分别为178,112,145℃;TGA结果表明,700℃时DGEBA-PM1和DGEBA-PM2树脂的成炭率分别为29%和35%,而700℃时DGEBA-DDM树脂的成炭率只有19%;DGEBA-PM1和DGEBA-PM2树脂的LO I值由DGEBA-DDM树脂的24%分别增至30%和35%,且阻燃性能大幅度提高。

聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯的光-热固化性能

合成了聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯,树脂分子结构中同时具有光固化基团(双键)和热固化基团(环氧基团)。用FTIR表征了光-热固化过程特征吸收峰的变化。研究了不同的稀释剂、热固化剂对光固化和光-热混杂固化的凝胶率、吸水率、力学性能和热性能的影响,结果表明:光固化膜的凝胶率低于89%,而光-热混杂固化膜的凝胶率在97%左右。在相同稀释剂条件下,与丙烯酸环氧单酯光-热固化体系相比,聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的断裂强度下降,而断裂伸长率由4.9%提高到8.0%。光-热固化膜的热分解温度都在230℃以上。

可高分子化的小分子8-羟基喹啉金属配合物的合成与表征

通过8-羟基喹啉的氯甲基化,预先合成5-氯甲基-8-羟基喹啉,在催化剂无水醋酸钠的作用下,再使之与双官能团的化合物氯乙醇反应,合成具有反应活性点的8-羟基喹啉的衍生物(C lCH2CH2OCH2-Hq),然后与含有A l3+,Zn2+,L i+的金属化合物及8-羟基喹啉经由配位反应,合成了可溶性的具有单反应活性点的小分子8-羟基喹啉金属配合物(这些配合物含有A lQ3,ZnQ2,L iQ基团),这类化合物可以接枝到高聚物上,得到高相对分子质量的含8-羟基喹啉金属配合物的发光材料1。HNMR、FTIR、元素分析确定了小分子8-羟基喹啉金属配合物的组成;紫外吸收光谱(UV)、光致发光光谱(PL)说明小分子8-羟基喹啉金属配合物的发光来自于A lQ3,ZnQ2,L iQ基团。

系列紫外光-热混杂固化树脂的合成及其性能

合成了一系列同时具有光固化基团(双键)和热固化基团(环氧)的聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯。用红外光谱(FT-IR)表征了固化过程特征吸收峰的变化,测试了柔性链段对聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯光-热混杂固化膜的凝胶率、吸水率、力学性能、体积收缩率和热性能的影响。结果表明,在相同稀释剂条件下,与丙烯酸环氧单酯光-热固化膜相比,聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的凝胶率可达97%以上,断裂强度有所下降,但断裂伸长率由4.6%提高到19.5%,体积收缩率由6.07%下降到4.22%,光-热固化膜的热分解温度超过了240℃。

热感应型形状记忆高分子材料

热感性型形状记忆高分子材料(thermostimulative shape memory polymer,TSMP)不仅具有形变量大、赋形容易,形状回复温度便于调节、加工方便等特点,而且种类丰富。按其固定相结构的不同,可分为热塑性TSMP和热固性TSMP。本文从表征方法、记忆机理等方面简述了热感应型形状记忆高分子材料最新的发展,其中重点阐述了近期热感应型形状记忆可降解高分子的形状记忆原理及其应用。

三维有序结构聚苯胺/石墨烯纳米复合材料的制备及其在超级电容器电极中应用

用硼氢化钠(NaBH_4)还原氧化石墨烯得到还原石墨烯(rGO)分散液,rGO分散液与苯胺在酸性条件下原位聚合得到高比表面积三维有序结构的聚苯胺/石墨烯纳米复合材料。由场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对其表面形貌和结构进行表征。结果表明:复合材料的比表面积高达136.9 m^2/g,高于纯聚苯胺的比表面积(32.71 m^2/g);直径10~20 nm的聚苯胺纳米棒均匀地垂直生长在石墨烯表面。在0.5 A/g的电流密度下,复合材料比电容达到358 F/g,大于石墨烯和聚苯胺的比电容;当充放电电流密度由0.5 A/g增加到10 A/g时,电容保留率达74.3%,表现出增强的倍率性能;在10 A/g高电流密度下,经过500次的充放电循环后容量保持率达到83.7%。

液晶弹性体的研究进展

综述了液晶弹性体,主要是侧链液晶弹性体、主链液晶弹性体的合成方法,液晶弹性体的热弹性、光弹性、压电性、机械力场下的取向性、溶胀行为以及形变中内能与熵的作用等物理性质,介绍了其在人工肌肉、纳米机械、人工智能、形状记忆等方面的潜在应用前景及最新研究成果。