PABA疏水缔合水溶性共聚物溶液的合成与性能研究

本文根据高分子的分子设计原理，合成了带苯基的疏水单体N－苯基对正丁基丙烯酰胺（BBAM）。采用自由基胶束共聚的方法制备了水溶性丙烯胺／N－苯基对正丁基丙烯酰胺（BBAM）疏水缔合型共聚物（PABA）。研究了共聚物溶液的性能及影响因素。结果表明，随共聚物溶液浓度的增加，在临界缔合浓度以上，分子间缔合大量形成，水溶液表现粘度迅速增加，表现出明显的疏水缔合行为，与HPAM相比有优异的抗盐性。     

微波聚合制备单分散、超细聚甲基丙烯酸甲酯微球

在微波辐照下,通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)的无乳化剂乳液聚合,制备出粒径单分散、超细聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球。微波显著缩短聚合诱导期,加快聚合反应,其部分原因是微波加快引发剂过硫酸钾(KPS)的分解。实验证明微波辐照下KPS的表观分解活化能(ED)由128.3kJ/mol降低到106.0kJ/mol。单体浓度是影响PMMA乳液粒子尺寸的主要因素,在[MMA]小于0.3mol/L时,平均粒径随单体浓度提高而线形增加;[MMA]为0.3～1.0mol/L时,平均粒径稳定在约200nm;之后随单体浓度进一步增加,乳液稳定性变差。引发剂浓度增加对平均粒径影响较小,但增大引发剂浓度可显著降低粒径分散度。选取[MMA]为0.23～0.3mol/L、[KPS]为3×10-3～6×10-3mol/L可以得到粒径200nm的单分散微球。以丙酮/水(体积比1/3)为反应介质,可制备出数均粒径45nm的PMMA纳米粒子。在体系中加入3.5×10-3mol/L的Cu2+,可制备出数均粒径67nm、单分散的PMMA纳米粒子。     

反应原料组成对单分散苯乙烯微球粒径及其分布的影响

采用分散聚合工艺制备微米级单分散聚苯乙烯微球，并对分散聚合反应的内部影响因素(分散稳定剂、助稳定剂、单体、引发剂)进行了研究．结果表明，随着分散稳定剂和助稳定剂用量的增加，聚苯乙烯微球的粒径减小；随着单体和引发剂用量的增加，聚苯乙烯微球的粒径增大．分散稳定剂和单体用量是影响聚苯乙烯微球粒径分布的两个主要内部因素．     

一种带疏水长链的水溶性偶氮引发剂的合成及端基疏水聚合物疏水缔合效应研究

以偶氮二异丁腈、十二胺为主要原料,通过Pinner反应制备了一种两端各带有12个碳烷基链的水溶性偶氮引发剂——2,2'-偶氮二异丁基十二脒盐酸盐AIBL.采用核磁氢谱、元素分析及液相色谱对AIBL进行了结构及纯度表征,采用TGA、DSC和紫外分光光度计研究了其热分解现象和热分解动力学,采用表面张力仪对其表面活性进行了测定.结果表明,所合成的引发剂AIBL具有预想的结构和较高的纯度,其热分解反应属于一级反应,热分解活化能为134.80 k J/mol,70℃下水中的半衰期约为4 h;AIBL在水溶液中具有表面活性,其临界胶束浓度为0.13 g/L,对应的表面张力为33.57 m N/m.以丙烯酰胺为单体、AIBL为引发剂制备了水溶性端基疏水聚合物SPAM.采用溴化法研究其转化率,应用乌氏黏度法、零切黏度法以及荧光探针对其缔合作用进行了研究.结果表明,AIBL具有良好的引发丙烯酰胺聚合的能力;相对于不带疏水长链的引发剂所合成的聚合物PAM,SPAM具有明显的疏水缔合效应,这说明AIBL成功地将疏水长链引入到聚合物的端基中,从而形成端基疏水聚合物.     

化学合成半乳糖基纤维素

本文研究了一种在酸性条件下合成半乳糖基纤维素的化学方法,探讨了反应时间、纤维素与半乳糖的投料比对共聚物中半乳糖摩尔取代度(MS)的影响。在酸性条件下,纤维素与半乳糖共聚时,少量的半乳糖接枝到纤维素上形成水不溶物,即半乳糖基纤维素;而其余的半乳糖与纤维素降解的少量葡聚糖片段共聚形成水溶物。反应时间从50 min延长到120 min,水不溶物的半乳糖MS基本保持0.12不变;而反应时间为150 min时,水不溶物的半乳糖MS降低为0.073;水溶物主要是由半乳糖组成,葡萄糖含量少。增加半乳糖用量,水不溶物的半乳糖MS增加最后保持0.094不变;随着反应物中半乳糖含量的增加,水溶物的半乳糖MS也是先增加,后保持基本保持15不变。     

具有高散射能力的聚碳酸酯复合材料的制备与性能研究

以双酚A型聚碳酸酯(PC)为基体、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)为散射体,通过熔融共混方法制备了同时具备高透光率和高雾度的高散射聚碳酸酯光散射片,研究了SAN含量对光散射片微观结构和光散射性能的影响,发现透光率和雾度同时随着散射体含量增加而提高的现象.研究结果表明,当SAN含量低于30%时,分散相为球形颗粒,颗粒的平均粒径随着SAN含量的增加而增加,而颗粒的数量浓度则随之减小,这使得其透光率和雾度均随着SAN含量的增加而增加,当SAN含量为30%时,透光率和雾度达到最大值,分别为89.1%和91.7%.并结合Mie散射理论解释说明了透光率和雾度同时随着散射体含量的增加而提高的现象.但当SAN含量的进一步增加,分散相颗粒尺寸已远大于光波的波长,不再适用于Mie散射理论,且部分不再呈球形颗粒,使得PC片的透光率和雾度略有降低.     

多官能度噁唑烷的合成及其改性聚氨酯材料

合成了2,2-二甲基-N-羟乙基-1,3-噁唑烷(OX),并以其为结构单元合成了2种多官能度的噁唑烷化合物——丙二酸二-2,2-二甲基-N-羟乙基-1,3-噁唑烷酯(OX1)和1,1,5,5-戊烷端四甲酸四-2,2-二甲基-N-羟乙基-1,3-噁唑烷酯(OX2).采用13C核磁共振谱、质谱、元素分析和傅里叶变换红外光谱对产物结构进行表征,并探索了产物用于单组份湿固化聚氨酯(SPU)体系的潜固化剂性能.研究了固化体系的表观性能、力学性能和热性能.结果表明:纯湿固化SPU发泡且膨胀,拉伸强度为3.2 MPa,断裂伸长率为364%;而SPU-OX2固化体系的拉伸强度达27.2 MPa,是纯SPU固化体系拉伸强度(3.2 MPa)的9倍;SPU-OX2固化体系断裂伸长率达457%,是纯SPU固化体系断裂伸长率(364%)的1.26倍.聚氨酯中加入噁唑烷OX1和OX2为潜固化剂,不仅较好改善了聚氨酯的表观性能,而且增加了聚氨酯预聚体的力学性能和热稳定性.     

聚乙烯醇/明胶/纳米羟基磷灰石复合材料热塑加工性能研究

结合固相剪切碾磨技术(S3M),以胶原纤维(Col)在熔融挤出过程中原位降解成明胶(Gel),通过Gel与聚乙烯醇(PVA)分子间形成氢键复合增塑PVA,改善聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石(PVA/n-HA)复合材料的热塑加工性能.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)和高压毛细管流变仪等研究了复合材料的结构与热塑加工性能.结果表明,通过S3M技术实现了n-HA在PVA基体中的均匀分散;FTIR表明Gel与PVA间形成了氢键作用和部分接枝反应;Gel和PVA分子间的氢键作用使PVA/Gel/n-HA复合材料的初始分解温度提高到287.6℃,改善了PVA的热稳定性,PVA的结晶度由纯PVA的58.2%降低到复合材料中的24.5%,使其熔点降低至130.5℃,拓宽了PVA/n-HA复合材料的加工范围,获得超过140 K的热塑加工窗口.Gel有效降低了PVA/nHA复合材料表观黏度,改善了PVA/n-HA复合材料的热塑加工性能.     

超高分子量聚乙烯烧结制品的链缠结调控及其对性能影响

利用新的单中心Ziegler-Natta(Z-N)催化剂,通过干预分子链的生长与聚集行为,可获得低缠结的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)初生树脂.本研究利用这类低缠结UHMWPE,通过设置不同的烧结温度(Ts)来改变熔体缠结状态,并探讨了链缠结程度对烧结制品结构与性能的影响.实验结果表明TS=220℃下,UHMWPE样品发生显著的复缠,造成高缠结度;而Ts=170℃下,初始低缠结状态能够得以充分保留,从而获得了缠结度具有明显差别的不同样品.示差扫描量热法(DSC)测试表明,在Ts=170℃下,低缠结度有利于在随后等温及冷却结晶过程中生成高熔点(最高达141℃)晶体与高的结晶度(最高达65%).力学测试表明低缠结度制品的综合力学性能显著提升,其中屈服强度提高72%,拉伸断裂强度提升139%,弹性模量提升162%以及断裂伸长率提升36%,实现了同时增强增韧.这就提供了一种从调节链缠结温度实现UHMWPE烧结制品高性能化的新思路.