聚碳酸酯的高温剪切降解及其稳定化研究

借助傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱等分析手段研究了双酚A聚碳酸酯(BPA-PC)在高温剪切混炼过程中的热降解行为,考察了不同抗氧剂对提高PC热稳定性的作用,探讨了PC的热降解黄变机理.结果表明,亚磷酸酯抗氧剂通过抑制碳酸酯键的断链反应,能有效提高PC的色泽稳定性.受阻酚抗氧剂上的酚羟基不利于碳酸酯键的热稳定,易导致其发生断链反应,但却有助于异亚丙基键的热稳定化.此外,探讨了不同降解产物对PC色泽的影响,对比发现,酮类降解产物上的羰基共轭结构可能是引发PC黄变的主要发色基团.     

天然橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备及耐核辐射性能

采用乳液共混和原位还原法制备了天然橡胶(NR)/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料,研究了γ射线辐照对复合材料力学性能和热稳定性的影响.研究结果表明,RGO以少数几层堆叠片层结构均匀分散于NR基体中.RGO的加入可显著提高NR的力学性能和热稳定性,加入质量分数为0.6%的RGO可使材料拉伸强度由(22±1.4)MPa提升至(25±1.1)MPa,质量损失50%对应的温度(T50)升高6.4℃.经200 k Gy的γ射线辐射后,纯NR的拉伸强度和T50分别下降了75%和4.5℃,而NR/RGO-0.6%复合体系仅分别下降了56%和1.2℃.揭示了RGO提高材料耐辐射性能的机理,由于RGO可捕捉猝灭因辐射产生的自由基,从而减弱了辐射老化降解和交联反应的发生.     

炭黑表面含氧量对HDPE—CB复合物导电性能的影响

通过硝酸氧化处理炭黑（CB）,使其表面含氧量（氧元素与碳元素的摩尔百分比）由1．0％（CB1）提高到7．0％（CB2）。分别以CB1和CB2为填料,以高密度聚乙烯（HDPE）为基体,制备了两种导电复合材料。与碳粒子填充极性聚合物相反,表面含氧量高的CB2填充HDPE复合物的渗流阈值低。采用SEM、动态电渗流效应和Payne效应分析了两种炭黑在HDPE中的分散和凝聚特征。结果表明：CB2在HDPE中分散更不均匀,更容易凝聚形成网络。炭黑在非极性HDPE中凝聚形成导电网络的能力随炭黑表面含氧量的增加而提高。     

聚碳酸酯熔体在氮气环境中的增黏效应及其机理研究

双酚A型聚碳酸酯(PC)在高温加工过程中容易降解, 表现为黄变和黏度逐渐下降. 本文研究结果表明, 某些PC在N₂气保护下有可能出现熔体增黏效应. 借助动态流变实验研究了7种PC的熔体增黏行为, 利用高效液相色谱(HPLC)和核磁共振波谱(NMR)分析了分子结构演变规律. 结果表明, 与光气法PC熔体黏度先下降后缓慢上升不同, 酯交换法PC熔体随着检测时间的延长黏度上升, 熔体强度增大, 出现更严重的剪切变稀现象. 分子结构表征证实, 在无氧条件下PC分子链发生了支化或交联反应, 形成了高分子量凝胶物. 酯交换法PC在高温下的凝胶化速度比光气法PC高, 导致低频区出现较高的剪切黏度. 我们推测, 端羟基含量可能是造成不同PC凝胶化差异的主要因素.     

纳米粒子填充聚合物体系中凝聚结构和渗流转变的分子动力学模拟

通过粗粒化模型,采用分子动力学模拟的方法研究了纳米粒子填充聚合物体系中粒子的凝聚过程.结果表明:纳米粒子和基体粒子间的相互作用决定了团聚体的结构,且作用力越大则团聚体的分形维数越高,当粒子的相互作用强度(εNP)为1.0时,模拟体系中团聚体的分形维数为2.05,与聚酰亚胺炭黑体系透射电镜照片结果一致.对渗流过程的模拟结果表明,相互作用力的增大会导致渗流时间的增加,渗流转变速率减慢,与动态电渗流实验的实测结果相符合.     

细乳液聚合制备接枝纳米粒子及其在聚合物基体中的空间分布调控

采用细乳液聚合制备了不同接枝链长度和密度的聚苯乙烯接枝二氧化硅纳米复合粒子(Si O2-PS).利用傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、示差扫描量热(DSC)、热失重(TGA)与凝胶渗透色谱仪(GPC)考察了Si O2-PS粒子接枝结构特征.采用TEM研究了接枝链聚合度(N)和接枝密度(σ)对Si O2-PS填充PS体系纳米粒子空间分布的影响规律.结果显示,N基本不变,σ越高,纳米粒子越易均匀分散;而接枝链过长易使长链相互缠结,起到反浸润作用,粒子聚集,不利于均匀分散.纳米粒子热力学稳定分散状态仅与N、σ有关,与粒径无关.通过调控N和σ可得到特定的纳米粒子分散形貌.对比考察了Si O2-PS填充聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)体系结果,揭示了接枝链与基体分子链相容性对纳米粒子空间分布的贡献.     

结晶水对硫酸铜与丁腈橡胶之间配位交联反应的影响

利用动态力学分析(DMA)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、平衡溶胀法、力学性能测试等分析手段, 通过研究五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)填充的NBR考察了结晶水对CuSO4与NBR之间配位交联反应的影响. 结果表明, 结晶水的存在可以促进该配位交联反应.     

Preparation of composite magnetic microspheres by reactive blending

A novel method for preparation of polymer-based magnetic microspheres was proposed by utilizing melt reactive blending,which was based on selective location of Fe_3O_4 nanoparticles in PA6 domains of polystyrene(PS)/polyamide 6 (PA6) immiscible blends.The morphology of PA6/Fe_3O_4 composite magnetic microspheres was studied by scanning electronic microscopy(SEM).The composite magnetic microspheres were spherical with a diameter range of 0.5-8μm;the diameter was sharply decreased with a very narrow distri...     

热老化对丁苯胶乳体系机械稳定性的影响

研究了热老化处理对丁苯胶乳体系机械稳定性的影响.发现丁苯胶乳在高温老化过程中,胶粒容易团聚并形成凝胶,老化处理温度越高,凝胶出现时间越短,但是它的机械稳定性却随着老化处理时间的延长和老化处理温度的升高反而不断提高.为了阐明这种异常现象,测试了不同老化处理温度下胶乳的粒子尺寸、剪切作用下的凝胶比率、丁苯分子的结构与分子量分布,以及胶粒的力学强度随老化时间的变化规律,分析了影响机械稳定性的可能因素.结果表明,胶乳体系中丁苯分子在高温老化过程中发生了轻度的交联反应,导致胶乳干膜的300%定伸模量提高.进一步研究还发现,这个定伸模量与胶乳的机械稳定性具有对应关系,胶乳干膜的定伸模量越大,胶乳的机械稳定性越高,因此造成机械稳定性大幅上升的主要原因很可能是热老化交联后刚性较大的胶粒在高速剪切碰撞时难以及时融合.     

脂肪族聚酰胺热膨胀行为的研究

通过热膨胀测试,示差扫描量热分析(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法研究了4种脂肪族聚酰胺玻璃化转变温度(Tg)、结晶行为以及氢键强度对热膨胀行为的影响,探索了影响脂肪族聚酰胺热膨胀的本质.DSC和X射线衍射结果表明,聚酰胺中结晶部分的热膨胀系数要低于无定形部分,但聚酰胺的熔融温度和结晶度对热膨胀的影响不够明确.相比较其它脂肪族聚酰胺,聚酰胺56(PA56)具有较高的玻璃化转变温度和较低的亚甲基/酰胺基(CH2/CONH)比例,表现出较低的热膨胀系数.研究发现,在相同条件下制备的脂肪族聚酰胺体系中,CH2/CONH比例或Tg与热膨胀系数具有明显的线性关系,随着CH2/CONH比例的降低或Tg的升高,热膨胀系数显著减小.FTIR的结果表明,聚酰胺分子链间的氢键密度和氢键强度随温度升高衰减的程度是影响其热膨胀行为的关键因素.