TiO_2/PTFE改性氟碳防污闪涂层材料的研究

采用表面改性后的金红石型纳米Ti O2与PTFE作为复合填料,将其与氟碳树脂(FEVE)结合,制备具有防污闪性能的纳米复合氟碳杂化材料,用压缩空气喷涂法将其涂覆在玻璃绝缘子基底表面形成氟碳防污闪涂层。采用红外光谱对改性后的纳米Ti O2进行表征分析,用扫描电镜、X线光电子能谱、接触角测量仪等观察和测试氟碳杂化涂层材料表面的微观结构及疏水性。研究结果表明:在Ti O2/PTFE改性复合氟碳防污闪涂层材料近表面区域上,Ti O2和PTFE之间通过化学键合作用形成具有类似乳突状的微/纳二元粗糙结构,对水静态接触角高达120°以上。涂层材料具有优良的耐水、耐化学试剂性、耐盐雾、耐漏电起痕及电蚀损性能,体积电阻率为2.5×1010?·m,击穿场强为21.1 k V/mm,耐漏电起痕级数为2.5级,最大电蚀深度为1.20~2.74 mm。     

微交联氟碳丙烯酸酯乳液的制备

以有机氟碳单体、丙烯酸酯等为共聚单体,引入交联剂制备微交联氟碳丙烯酸酯乳液。探讨交联剂、乳化剂、引发剂、氟单体等对乳液的影响。红外光谱分析结果表明氟碳单体已键接到聚合物主链上。在单体中加入交联剂二乙烯基苯(DVB),使用R-A/R-D复配乳化剂,n(R-A)︰n(R-D)=0.5,w(引发剂)=0.4%,w(氟单体)=20%时制备的乳液性能较好,转化率达到98.31%,凝聚物量0.42%,乳胶膜接触角达到77°,吸水率仅为8.89%。     

两亲接枝共聚物PS-g-PEO膜的制备及其表面浸润性

采用模板法制备具有微纳米复合结构的聚苯乙烯接枝聚氧乙烯(PS-g-PEO)共聚物膜.将其与滴涂法制备的平滑膜进行比较,考察PEO含量、表面形貌对共聚物膜表面浸润性的影响.将制备的膜进行退火及水浸泡处理后测其接触角变化.结果表明:退火和水浸泡处理可使共聚物膜表面浸润性发生可逆改变,退火后共聚物膜表面接触角增大,水浸泡后接触角减小.其中退火后的PEO含量为40.9%的共聚物平滑膜进行水浸泡处理后,膜表面接触角由65.1°减小到53.3°,而对应的共聚物粗糙膜表面接触角由150.0°减小到60.9°,实现了超疏水到亲水的转变.不同处理条件下PEO链段聚集状态不同,退火及水浸泡处理使PEO链段发生翻转,导致膜表面浸润性发生可逆改变.     

含氟磷酰胺类化合物的合成及其性能

以螺环二磷酰氯1与烯丙胺为原料制备了二烯丙基磷酰胺2.在偶氮二异丁腈(AIBN)引发下,二烯丙基磷酰胺2与全氟己基碘反应得到含双氟烷基链的化合物3和含单氟烷基链的化合物4,并通过三丁基锡氢还原分别得到了含有全氟己基的磷酰胺TM1和TM2,其结构通过核磁共振谱(1 H NMR、13C NMR、19F NMR、31P NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、高分辨质谱(HRMS)等分析进行了表征和确认.对磷酰胺TM1和TM2在棉织物表面的性能研究显示,含双氟烷基链的化合物TM1具有较好的拒油性能,对三级油的接触角最高可达136°,但此化合物没有显示出明显的拒水性能;而含单氟烷基链的化合物TM2则显示出一定的拒水性能,对水的接触角最高可达147°,对三级油的接触角也达到了134°.同时,这两个化合物都具有一定阻燃性能,均使得整理后棉织物的极限氧指数(LOI)值从18.5%提高到了24.0%.     

超临界二氧化碳中预辐照聚丙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的研究

甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）具有双基团,在基质表面聚合成链后仍存在环氧基,可作为合成各种功能材料的媒介。本文利用^60Coγ射线对聚丙烯（PP）预辐照,在超临界二氧化碳（SC-CO2）中进行接枝聚合,制备了PP接枝GMA聚合物PP-g-GMA。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、粒度分析、接触角测试等分析方法对接枝产物进行了表征,测定了接枝聚合物表面的环氧基含量,考察了辐照自由基存放时间对接枝的影响。FT-IR、DSC、SEM、AFM、粒度分析表明接枝物为PP-g-GMA共聚物,接枝链覆盖在PP表面,接枝后PP聚合物熔融焓明显减少;接触角测试分析表明接枝产物亲水性得到改善;接枝聚合物表面富含环氧基,为4.01 mmol/g;实验结果表明：随着存放时间的延长,辐照产生的陷落自由基向烷基过氧化氢及烷基过氧化物转化,可有效控制均聚物的生成。     

超临界二氧化碳中预辐照聚丙烯枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的研究

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)具有双基团,在基质表面聚合成链后仍存在环氧基,可作为合成各种功能材料的媒介.本文利用60Co γ射线对聚丙烯(PP)预辐照,在超临界二氧化碳(SC-CO2)中进行接枝聚合,制备了PP接枝GMA聚合物PP-g-GMA.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、粒度分析、接触角测试等分析方法对接枝产物进行了表征,测定了接枝聚合物表面的环氧基含量,考察了辐照自由基存放时间对接枝的影响.FT-IR、DSC、SEM、AFM、粒度分析表明接枝物为PP-g-GMA共聚物,接枝链覆盖在PP表面,接枝后PP聚合物熔融焓明显减少;接触角测试分析表明接枝产物亲水性得到改善;接枝聚合物表面富含环氧基,为4.01 mmol/g;实验结果表明:随着存放时间的延长,辐照产生的陷落自由基向烷基过氧化氢及烷基过氧化物转化,可有效控制均聚物的生成.     

含氟单体对丙烯酸酯多元共聚体系表面改性行为研究

以全氟辛基(N-乙基-N-丙烯酸乙酯基)磺酰胺(QG-F814)为改性剂,以溶液聚合的方法制备含氟丙烯酸树脂.通过测定水在聚合物薄膜表面的接触角的方法研究了含氟单体QG-F814对甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁脂(BA)、苯乙烯(ST)、α-甲基丙烯酸(MAA)四元共聚物表面性能的影响.研究表明,在共聚过程中适当时间加入少量(5wt.%)含氟单体就可以使共聚物表面获得很好的疏水性,使聚合物表面对水的接触角从80°增大到108°以上.     

常温常压等离子体氟碳纳米颗粒膜表征

通过介质阻挡放电在大气压条件下进行等离子体聚合,获得了氟碳聚合物薄膜。并用红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜以及静滴接触角界面张力测量仪等测试方法研究了膜的化学结构、表面物理形态与放电条件之间的关系。实验结果表明,聚合物膜是一种由纳米颗粒堆积而成的多孔膜。通过选择控制放电的功率、时间以及单体的流量,可以得到含FC或FCO官能团的聚合物膜。经该聚合物涂层后的棉织物具有超级拒水拒油性能,比表面能可降为2.429×10-2J/m2,而且透湿指数为0.9997,涂层后织物透湿性几乎没有变化。     

紫外光引发的玉米淀粉在软材料表面的改性

以玉米淀粉作为改性剂、二苯甲酮（BP）做光引发剂对聚合物材料表面进行紫外光偶合反应,用X-射线电子能谱(XPS)、水接触角(CA)和扫描电子显微镜(SEM)对改性后的聚合物表面进行了结构和性能表征。结果表明,玉米淀粉被固定到CPP膜表面的最佳条件为0.03g/L玉米淀粉、1.0g/L BP、12.0mW/cm²光强和8min光照时间。玉米淀粉改性后的CPP膜的接触角可由105.0°变为66.3°。随着玉米淀粉的初始浓度的增加,改性CPP膜的表面水接触角先随之下降然后略有上升;延长光照时间和增加光强均会使玉米淀粉改性的CPP膜的表面水接触角随之下降。玉米淀粉改性后的CPP膜的表面形成了一定规则形状的颗粒结构。     

新型含氟丙烯酸酯聚合物乳液的合成与性能

以环氧丙烯酸酯聚合物乳液为原料,间三氟甲基苯胺为改性剂,制备了含氟丙烯酸酯聚合物乳液,考察了环氧丙烯酸酯聚合物乳液与间三氟甲基苯胺的反应条件,并对反应产物的结构和性能进行了研究.结果表明:含氟丙烯酸酯聚合物乳液涂膜的吸水率由11.5%降低到8.5%,对水接触角由73°提高到78°,而且涂膜的拉伸强度从3MPa增加到8MPa,100%模量由0.57MPa提高到2.87MPa,邵氏A型硬度由54增加到81,但断裂伸长率由610%下降到300%.     

环氧改性氟碳纳米复合船舶涂料的研制

通过环氧树脂对氟聚合物进行改性,分析了氟聚合物、环氧树脂、固化剂、助剂2,4,6-三（二甲基氨甲基）苯酚（DMP-30）、二月桂酸二丁基锡（DBTSL）等对改性氟碳涂料性能的影响,利用IR之光谱研究了环氧改性氟树脂-聚氨酯体系中-NCO的反应．通过原位聚合方法引入纳米TiO2,提高了舰船涂料的力学性能和耐盐雾性能．由环氧改性氟树脂、N-3390固化剂、纳米二氧化钛组成的氟碳涂料具有良好的物理机械性能和耐盐雾性能,表面能较低,可用于舰船的防污防腐．     

可交换酯键的密度对环氧类玻璃高分子动态性能的影响

类玻璃高分子(vitrimer)是一种具有可逆交换动态键的新型高分子材料,同时具备热固性聚合物的稳定性与热塑性聚合物的可塑性,有效调控其动态性能是难点。通过改变固化剂链段长度制备了一系列具有不同可交换酯键密度的环氧vitrimer,分别研究了酯键密度对环氧vitrimer基础性能和动态性能的影响。结果表明,酯键密度的增加使得环氧vitrimer的玻璃化转变温度从16℃增至47℃,且并未对材料的弹性模量产生负面影响,提高酯键密度,有效加速了环氧vitrimer的应力松弛行为,同时明显降低了环氧vitrimer的拓扑冻结转变温度,说明在保证环氧vitrimer基础性能的同时可大幅度提升其动态性能。     

棉纤维/季铵盐接枝共聚物的合成及抗菌性能研究

采用硝酸铈铵为引发剂,在棉纤维表面引发甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)接枝聚合,并使接枝的DMAEMA季铵化,以赋予棉纤维良好的抗菌性能。实验对影响DMAEMA接枝率的关键因素进行了细致研究,发现,当φ(DMAEMA)为10%,引发剂浓度为20 mmol/L,pH为1～1.5时,在45℃反应5 h后,得到较好的接枝效果。同时发现,溶剂类型对棉纤维/DMAEMA接枝共聚物的季铵化反应影响很大,丙酮对季铵化最为有利。接枝率的提高可加强棉纤维/季铵盐接枝共聚物的抗菌性能;与单独采用溴代正丁烷为季铵化试剂相比,先后采用溴代正丁烷和溴代十二烷作为季铵化试剂,所得材料的抗菌性能更为优良,说明长链季铵盐聚合物与短链季铵盐聚合物间存在协同抗菌作用。     

模板法制备耐久性疏水环氧涂层

选用综合性能优异的环氧树脂为基体,通过复型氯化钠辅助刻蚀的有机硅树脂模板,制备了疏水性环氧涂层.研究了氯化钠浓度、喷涂次数对涂层微结构和润湿性能的影响.结果表明:随着氯化钠质量分数和喷涂次数的增加,环氧涂层表面逐渐形成了阶梯状的多级粗糙结构,疏水性明显提高,表面接触角从未改性前的80.2°提高至130.0°;涂层具有优...     

润湿性对低渗透油层采收率影响的实验研究

为了探索润湿性对低渗透油层采收率的影响,利用不同的化学处理液对人造及天然岩心进行处理后制备了润湿性不同的实验用岩心,并在室内进行了驱油实验.实验结果表明:对人造和天然低渗透岩心,接触角分别为67.17°和69.77°～72.60°(弱水湿)时水驱采收率最高;接触角分别为100.78°和81.68°～85.48°(中间润湿)时聚表二元驱(400 mg/L的聚合物+0.1%质量浓度的Bs13活性剂)提高采收率幅度最高.润湿性对低渗透岩心水驱采收率比对二元驱的影响大;不同渗透率岩心水驱采收率最大值所对应的接触角值有区别,润湿性对中高渗岩心水驱采收率影响大,对低渗岩心影响小.     

一种可光聚合的氧杂环丁烷基硅烷偶联剂的合成与性能研究

以3-羟甲基-3-乙基-氧杂环丁烷、烯丙基溴和三乙氧基硅烷为主要原料合成了一种氧杂环丁烷基硅烷偶联剂,即三乙氧基-（3-乙基-3-丙基甲氧基氧杂环丁烷）硅烷（ETPO）,研究了ETPO的光聚合活性及其对3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯（E4221）环氧阳离子光聚合体系的光聚合动力学,光固化膜的拉伸性能、表面性能及附着力的影响。结果表明,ETPO可以促进E4221体系光聚合转化率的提高,改善固化膜的拉伸性能、附着力和表面拒水性;含有ETPO的E4221固化膜的拉伸强度可达到15.9 MPa,断裂伸长率达到21.4%,在PVC上的附着力最高可为5B,最大表面水接触角为85.3°。     

水性抗菌耐污氟碳涂料的研究

以水性氟碳涂料为基础涂料,添加nano-TiO2/Ag复合型抗菌剂,在金属表面获得了一种抗菌、耐污涂层。详细地研究了复合抗菌剂用量对涂层杀菌率、接触角、耐污性能的影响,确定抗菌剂的含量为3%时,涂层具有良好的耐污、抗菌综合性能。通过对涂层表面形貌的微观表征,证实添加抗菌剂后,涂层表面均匀分布了一层纳米颗粒,使得涂层具有良好的耐污、抗菌性能。通过性能检测,表明制备的水性抗菌、耐污氟碳涂料,具有良好的理化性能,可以用于金属表面的装饰和防护。     

含有全氟聚醚链的甲基丙烯酸酯聚合物的合成及其在棉织物上的应用

以甲基丙烯酰氧基苯甲酸、甲基丙烯酰氯与二聚及三聚全氟聚醚醇为原料合成了含氟丙烯酸酯单体3a和3b,同时还以甲基丙烯酰氯与二聚及三聚全氟聚醚醇为原料合成了含氟丙烯酸酯单体4a和4b作为对照.采用乳液聚合的方法,将含氟丙烯酸酯单体与丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟乙酯共聚分别制备了共聚物乳液PFA 1,PFA 2,PFA 3和PFA 4.研究结果显示,含有三聚全氟聚醚侧链和苯环间隔基团的聚合物PFA 2具有良好的拒水、拒油性能,经其整理后的棉织物表面对水的接触角为146°,对正十二烷的接触角达到120°.     

改性环氧丙烯酸树脂/SiO2超疏水涂层的制备

为了制备一种超疏水涂层,先用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)与羟基硅油(PDMS)反应合成了中间体H-PDMS,再让H-PDMS和环氧丙烯酸树酯(EA)反应,得到PDMS改性的环氧丙烯酸树脂(PEA),之后与疏水型nmSiO_2共混涂膜,UV固化可制备出一种超疏水涂层。采用红外光谱、接触角测量仪、场发射扫描电子显微镜、百格测试仪等表征了接枝材料的化学结构,涂层的疏水性、附着力等。结果表明:硅烷链段成功地接枝到EA的侧链上,当H-PDMS添加量为80wt%,nm SiO_2添加量为30wt%时,制备的涂层表面具有明显的微纳二级粗糙结构,接触角可达155°,滚动角小于3°,且在铝片上具有优异的附着力和自清洁性能。     

激光热致相变核-壳微胶囊的合成与性能

以甲基丙烯酸甲酯作为主要的核单体，甲基丙烯酸缩水甘油酯作为壳单体，叔胺盐作为壳的改性剂，合成了平均粒径为55nm具有激光热致相变性能的核壳微胶囊。用红外光谱对其结构进行了表征；用透射电镜观察了微胶囊形貌；用示差量热分析法、热重分析法测定了热性能、接触角仪测定了相变前后的亲水性，探讨了对相变效果的影响因素。核聚合物的玻璃化转变温度为56.2℃，壳聚合物的玻璃化转变温度为85.3℃；该微胶囊感激光后发生相变，接触角由初始的20°变为93°。