无卤阻燃丙烯腈共聚物的制备及性能

以K₂S₂O₈-NaHSO₃ 氧化还原体系为引发剂, 采用水相沉淀自由基聚合法合成丙烯腈(AN)-醋酸乙烯酯(VAc)无规共聚物[P(AN-co-VAc)], 然后在KOH水溶液中进行P(AN-co-VAc)中VAc单元的选择性水解, 再与磷酸和尿素进行磷酰化反应, 制备无卤阻燃丙烯腈共聚物. 用核磁共振氢谱(¹H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对聚合物结构及热性能进行表征, 用凝胶渗透色谱(GPC)测定了P(AN-co-VAc)的分子量及其分布, 并利用FTIR和扫描电子显微镜(SEM)对无卤阻燃丙烯腈共聚物的炭残渣进行分析. 结果表明, VAc与AN发生共聚反应, 制得了P(AN-co-VAc), 随着KOH水溶液pH值的增大, P(AN-co-VAc)中VAc单元迅速水解; DSC分析结果表明, 随着共聚物中VAc单元含量的增大, 共聚物的环化放热分解峰值温度(T_p)增大, 当VAc单元的质量分数为25%时, T_p最大值高达328 ℃, 而阻燃丙烯腈共聚物的T_p高达340 ℃; TGA分析结果表明, 阻燃共聚物在800 ℃时的炭残渣量高达55%以上, 远高于P(AN-co-VAc)的41%, 具有良好的成炭性; 炭残渣的FTIR及SEM结果表明, 阻燃丙烯腈共聚物的阻燃属于凝聚相阻燃.     

三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇配比、协效剂组及表面改性对聚丙烯基木塑复合材料的膨胀阻燃影响

通过极限氧指数(LOI)、线性燃烧速率(LBR)、热重分析和锥形量热分析等技术手段研究膨胀型阻燃剂(IFRs)中三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)的质量比、组成为m(MgO):m(可膨胀石墨,EG):m(SiO₂)=1:5:5的协效剂组(MgO/EG/SiO₂)和硅烷偶联剂(KH550)对聚丙烯基木塑复合材料(WPC)阻燃性能的影响。 结果表明,当IFRs中m(MPP):m(PER)=23:2(IFRs-M1)、质量分数为25%时的阻燃性能最佳,膨胀阻燃复合材料WPC/IFRs-M1的LOI和LBR分别为27.1%和3.89 mm/min,较未添加的WPC分别提高48.1%和下降89.79%,燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO₂释放量分别降低了76.2%、50.1%、6.9%和65.4%,600 ℃时的残炭率提高了498.3%。 协效剂组和KH550表面处理均可进一步改善WPC/IFRs-M1的阻燃性能,均对IFRs-M1具有良好的阻燃增效作用。 相比于WPC/IFRs-M1,同时用这两种阻燃增效手段的WPC/IFRs-M1/MgO/EG/SiO₂/KH550,其LOI提高了3.7%,LBR降低了20.3%;材料的热稳定性明显提高,热失重降低;燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO₂释放量分别降低了36.5%、37.6%、57.5%和33.33%,600 ℃时的残炭率提高了84.02%,显示出二者更好的协同效应。     

杂多酸/聚乙烯醇复合膜的制备及光催化性能研究

合成了过渡金属取代的硅钨酸盐K₆SiM(H₂O)W₁₁O₃₉(M=Co、Ni、Cu,简称为SiMW₁₁),利用硅钨酸(H₄SiW₁₂O₄₀·nH₂O,简称为SiW₁₂)与SiMW₁₁做母体,分别将它们负载于聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)上,制成一系列杂多酸/聚乙烯醇复合膜光催化剂,利用IR、SEM进行了表征.以高压汞灯为光源,分别研究了SiW₁₂/PVA、SiCoW11/PVA、SiNiW₁₁/PVA、SiCuW₁₁/PVA复合膜对有机染料甲基橙的光催化脱色,它们都具有很高的催化活性,60 min内对甲基橙的脱色率均可达到90%以上,其中SiW₁₂/PVA复合膜效果最好,12 min内脱色率达100%.提高SiW₁₂负载量可有效提高膜的光催化活性,当SiW₁₂与PVA质量比为1:1时催化活性最高.     

催化K2S2O8氧化亚甲基蓝固体基质室温磷光法测定痕量Bi(Ⅲ)

基于Bi(Ⅲ)能催化K₂S₂O₈氧化亚甲基蓝(MB)的反应,使MB的室温磷光（RTP）强度剧烈猝灭,且Bi(Ⅲ)的含量与体系的?IP成线性关系,据此可建立Bi(Ⅲ)催化K₂S₂O₈氧化R固体基质室温磷光法(SS RTP)测定痕量Bi(Ⅲ)的新方法。方法的线性范围为0.040~1.0 ×10-15 g/mL,工作曲线的回归方程?I_P=2.336+27.26×10–15C_Bi3+(g/mL),n=6,相关系数r=0.9980,检出限（LD）为1.9 ×10–15 g/mL,RSD为2.1%。方法灵敏、简便、快速、选择性与重现性好,用于水样品中痕量Bi(Ⅲ)的测定,结果满意。同时,讨论了催化K₂S₂O₈氧化MB SSRTP测定痕量Bi(Ⅲ)的反应机理。     

PVA接枝离子液体聚合物电解质的制备及性能!

以聚乙烯醇(PVA)、N-乙烯基咪唑(VyIm)和四氟硼酸(HBF4)为自由基接枝共聚反应的主要原料,合成了含离子液体结构的聚乙烯醇接枝N-乙烯基咪唑四氟硼酸盐(PVA-g-VyImBF4),并引入磷钨酸(PTA)和聚乙二醇(400)咪唑四氟硼酸盐离子液体(PEG400IMBF4)提高了聚合物的实用性能.采用溶液浇铸法制备了聚乙烯醇接枝N-乙烯基咪唑四氟硼酸盐/磷钨酸/离子液体聚合物电解质复合膜(PVA-g-VyImBF4/PTA/PEG400IMBF4).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗及循环伏安等测试方法对聚合物电解质进行了表征.结果表明,当m(PVA-g-VyImBF4)∶m(PTA)∶m(PEG400IMBF4)=4∶2∶1.8时,所制备的聚合物电解质的室温电导率可达到3.267×10-3S/cm;电化学稳定窗口为4.4 V,具有良好的热稳定性和优良的实用性能.     

硫酸锰存在下亚硫酸氢钠引发丙烯酰胺水溶液聚合反应的研究

K₂S₂O₈-NaHSO₃是目前工业生产上广泛使用的丙烯酰胺(AM)聚合引发体系。该体系优点很多,但缺点是 O₂ 的存在会明显延长聚合诱导期和使聚合产物分子量下降,而且残存的K₂S₂O₈会导致聚合物降解。单独使用NaHSO₃也能引发AM聚合,但 O₂ 的阻聚作用仍未消除。本文通过加催化剂,组成一个有自己特色的AM聚合引发体系。     

Ca2+离子掺杂对γ-Ce2S3合成温度及热稳定性的影响

以CeCl₃·7H₂O、CaCl₂·2H₂O和C₂H₂O₄·2H₂O为原料,在制备钙铈氧化物前驱体基础上,再以Ar气为载气、CS₂为硫源对钙铈氧化物前驱体进行硫化合成Ca²⁺掺杂的γ-Ce₂S₃色料。 通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)及差热-热重分析(TG-DTA)等技术手段表征了色料的结构和性能。 结果表明,Ca²⁺掺杂能够明显降低γ-Ce₂S₃的合成温度,当n(Ca²⁺):n(Ce³⁺)≥0.16时,在900 ℃硫化150 min即可获得纯相的γ-Ce₂S₃,与不掺杂时合成γ-Ce₂S₃的温度相比降低了300 ℃左右。 同时,Ca²⁺掺杂能够提升γ-Ce₂S₃的抗氧化能力,当n(Ca²⁺):n(Ce³⁺)=0.64时,氧化放热峰的温度由不掺杂时的490.6 ℃提高至541.0 ℃。     

预辐照聚乙烯醇纤维与N,N’-亚甲基双丙烯酸酰胺的接枝、交联

在缓冲溶液和亚铁离子存在下 ,辐照后的聚乙烯醇 ( PVA)纤维和 N ,N -亚甲基双丙烯酸酰胺 ( N ,N -MBAA)发生接枝、交联反应 .研究了单体浓度、单体和聚合物质量比、亚铁离子浓度、p H值、温度、时间对接枝率的影响 .结果表明 ,适合于提高 PVA纤维的耐热软化点的接枝率为 1 5 %～ 2 0 % ,较佳的工艺条件为 :亚铁离子浓度为 0 .0 0 1 mol/L ,单体浓度大于 2 .5 g/d L,单体和聚合物的质量比 ( m ( N ,N -MBAA) /m( PVA) )大于 0 .4 ,p H值 3.4 ,接枝温度 80℃ ,接枝反应时间 1 5～ 30 min.     

磺酸基卟啉的电化学发光研究及应用

以四(4-磺酸基苯基)卟啉（TSPP）为发光体,过硫酸钾（K₂S₂O₈）为共反应剂,构建了一个新的电化学发光（ECL）体系. 在扫描范围为0~-1.5V时,该体系出现两个阴极ECL峰,分别为TSPP的还原峰（-0.8V）和K₂S₂O₈ 的还原峰 (-1.2V). 亚甲基蓝能有效猝灭四(4-磺酸基苯基)卟啉的电化学发光,根据猝灭效率与亚甲基蓝浓度的线性关系,建立了一种测定亚甲基蓝含量的新方法.     

四氧化三铁纳米粒子表面接枝聚L-谷氨酸苄酯多孔微载体的构建和性能

在氨基化改性的四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米粒子表面引发N-羧酸酐L-谷氨酸苄酯(BLG-NCA)开环聚合, 制得四氧化三铁/聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)复合材料(Fe₃O₄-g-PBLG). 改变单体和引发剂比例可以调控Fe₃O₄-g-PBLG的接枝率, 采用热失重分析(TGA)测得实际接枝率分别为66.36%, 79.66%和89.52%. 通过双乳液挥发法制备磁性Fe₃O₄-g-PBLG多孔微载体, 其中接枝率为89.52%的微载体密度为1.034 g/mL, 孔隙率为92.57%, 粒径为200~300 μm, 孔径为40~50 μm, 保水率为370%~400%. 同时Fe₃O₄-g-PBLG微载体具有超顺磁性, 在外加磁场作用下可排布成任意形状, 对治疗复杂结构的骨缺损具有显著优势. 因此Fe₃O₄-g-PBLG多孔微载体在骨组织工程领域具有潜在应用价值.     

新型P－N－Si无卤阻燃剂的合成及其在棉纤维中的应用

以二氯磷酸苯酯(1)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(2)为原料,合成了一种新型的P－N－Si三元无卤阻燃剂--苯氧基-双-(三乙氧基硅丙基)磷酰胺(3),其结构经¹H NMR, ³¹P NMR和FT-IR表征。研究了溶剂,反应温度,反应时间,投料比r［n(2) : n(1)］和缚酸剂对3产率的影响。结果表明:在最佳合成条件［THF为溶剂,三乙胺为缚酸剂,1 8 mmol, r=2.4,于40 ℃反应6 h］下, 3的产率为88.2%。利用TGA测试了3的阻燃性能。结果表明：3的初始分解温度为150 ℃, 600 ℃残炭为14.6%。3在棉纤维(c)中的添加量为15%(质量百分数,即c-3¹⁵)时,600 ℃残炭为33.4%,高于c(7.6%)。     

三聚氰胺三聚硫氰酸盐的合成

以三聚氰胺和三聚硫氰酸为原料合成了一种新型含硫三聚氰胺基阻燃剂——三聚氰胺三聚硫氰酸盐(MSA),其结构和热性能经1H NMR,13C NMR,FT-IR,元素分析和TGA表征。确定了合成MSA的最优工艺条件为:去离子水为溶剂,三聚硫氰酸和三聚氰胺摩尔比为1∶1,反应时间为3 h。TGA分析表明:MSA失重5%时,温度为308.8℃,600℃时分解基本完全,残碳率为0.86%。     

较高等规度丙烯腈成纤聚合物的合成

以无水氯化镁为添加剂,考察了不同条件下的丙烯腈聚合反应,研究了溶剂种类、聚合温度和氯化镁与丙烯腈的摩尔配比对聚合反应及聚合物等规度的影响,并确定了最佳反应条件,正己烷为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚合温度为60℃,氯化镁与丙烯腈的摩尔比为2∶1.在此条件下,研究了单体浓度和引发剂浓度对丙烯腈(AN)均聚合、丙烯腈/衣康酸(AN/IA)二元共聚合和丙烯腈/衣康酸/丙烯酸甲酯(AN/IA/MA)三元共聚合反应的影响,并获得了较高等规度(三单元组全同分数30.2%～55.9%)的丙烯腈均聚物和共聚物.不同等规度的丙烯腈聚合物的热分析(DSC及TGA)表明,随着聚合物等规度的提高,聚合物的环化放热峰值温度向高温区移动,而且随着聚合物等规度的提高,环化放热峰变宽.随着聚合物等规度的提高,聚合物的热稳定性变差,热失重增加,碳收率降低.     

接枝型偕胺肟树脂/SiO_2功能复合微粒的制备

用偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对微米级硅胶进行了表面化学改性,采用溶液聚合法,在改性硅胶微粒表面接枝丙烯腈(AN),制备了接枝微粒PAN/SiO2。用盐酸羟胺对接枝PAN进行偕胺肟(AO)化转变,制得了接枝有偕胺肟树脂(PAO)的复合型功能微粒PAO/SiO2。采用红外光谱(FT-IR)、热失重(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等测试技术,对接枝微粒PAN/SiO2以及功能微粒PAO/SiO2进行了表征,考察了制备条件对AN的接枝聚合过程及对PAN的偕胺肟化转变过程的影响规律。结果表明,适宜的接枝聚合条件为:引发剂质量分数为1.5%,反应温度为75℃。接枝聚合5h可制得接枝度为0.14g/g的接枝微粒PAN/SiO2。受偕胺肟基团空间位阻的影响,PAN的偕胺肟化转变反应不能进行彻底,适宜的PAN/SiO2偕胺肟化转变反应条件为:介质pH值为6～7,温度70℃,反应时间4h。所制得的功能微粒PAO/SiO2腈基转化率约为78%。     

纤维素纳米纤维接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的制备与表征

将具有温度响应的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)接枝到电纺纤维素纳米纤维膜上,制备温度响应型纤维素接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm-g-Cell)纳米纤维水凝胶。 研究接枝单体(N)与纤维素(c)的质量比、反应温度、反应时间和引发剂浓度对产物接枝率、溶胀性和形貌的影响。 结果表明,最佳聚合反应条件为m(N):m(c)=15:1、反应温度40 ℃、反应时间3 h、引发剂浓度为10 mmol/L,得到PNIPAm-g-Cell接枝率和溶胀率分别为35%和31%。 与PNIPAm相比,PNIPAm-g-Cell水凝胶的低临界相转变温度(LCST)显著升高,说明亲水性纤维素的引入改变了体系的亲疏水平衡。 去溶胀动力学测试表明,0.5 min内接枝率为25%和35%的水凝胶保水率分别降低至93%和61%。 说明接枝率越高PNIPAm-g-Cell水凝胶对温度的响应速度越快,对温度越敏感。     

化学-物理法制备聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合水凝胶及其性能

采用化学 物理交联法制备了聚乙烯醇/壳聚糖/纳米羟基磷灰石（PVA/CS/n-HA）复合水凝胶材料。 通过对比其含水率、拉伸强度、红外光谱和TG谱图,探讨了PVA含量及戊二醛加入量对材料性能的影响。 结果表明,m(PVA)∶m（CS+n-HA）=5∶1,戊二醛质量分数为2%时,复合水凝胶材料具有较好的综合性能：含水率为82.0%、拉伸强度为2.14 MPa、断裂伸长率为343.26%;同步热分析表明,25~140 ℃,仅存在水分的蒸发,直至360 ℃材料才发生分解,说明材料的热稳定性良好;红外分析表明,CS与戊二醛发生了交联反应。     

聚磷酸酯阻燃剂复配聚磷酸铵对环氧树脂阻燃性能的影响

合成了一种9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)的衍生物——聚苯氧基磷酸-2-10-氢-9-氧杂-磷杂菲基对苯二酚酯(POPP), 以间苯二胺(m-PDA)为固化剂, 环氧树脂(EP)为基料, POPP为阻燃剂, 复配聚磷酸铵(APP), 制备了不同磷含量的阻燃环氧树脂. 利用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL94)实验表征了环氧树脂的阻燃性能; 以热重分析、 锥型量热和扫描电镜分析了阻燃环氧树脂的热性能和表面形态. 研究结果表明, 阻燃剂总加入量(质量分数)为5%时即可达到UL94 V-0级, 同时LOI值为27.7%; 当总加入量为15%, 即w_POPP=5%, w_APP=10 %时, 其LOI值可达到33.8%. 随着磷含量的增加, 阻燃环氧树脂的初始降解温度略有降低, 但高温下的残炭率明显增加. POPP/APP的加入在很大程度上降低了环氧树脂的热释放速率、 有效燃烧热、 烟释放量和有毒气体释放量. 阻燃环氧树脂在高温下形成比较稳定的致密膨胀炭层, 为底层的环氧树脂主体隔绝了分解产物及热量和氧气交换, 增强了高温下的热稳定性.     

氧化淀粉基高吸水性树脂的制备及表征

以过硫酸铵为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备氧化淀粉―丙烯酸―丙烯酰胺高吸水性树脂,并采用红外光谱、X射线衍射等手段对产品的结构进行表征。通过单因素实验优化其制备工艺,最佳工艺条件为:氧化淀粉基体用量为50%,丙烯酸/丙烯酰胺质量比为4∶1,丙烯酸中和度为70%,引发剂过硫酸铵用量为0.5%,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酸胺用量为0.15%,反应温度为80℃,反应时间为3 h。此条件下,氧化淀粉基高吸水性树脂的吸水率达到972.4 g/g。     

新型无卤硅-氮成炭剂的合成及其热稳定性

以三聚氯氰和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,经取代反应制得2-氯-4,6-二(3-三乙氧基硅烷-1-丙氨基)-1,3,5-三嗪(3); 3与二乙烯三胺(4)反应合成了一种新型的无卤高含硅量的成炭剂(5),其结构和性能经¹H NMR, FT-IR和TGA表征。考察了物料比、缚酸剂、反应时间、反应溶剂和反应温度对5收率的影响。实验结果表明:最佳反应条件为：甲苯为溶剂,三乙胺为缚酸剂, n(3): n(4)= 3.3 : 1,于100 ℃反应11 h,收率62.7%; 5的初始分解温度为197 ℃, 700 ℃时残炭为36.7%。