磷酸盐聚酯型水性聚氨酯/纳米SiO2的合成与性能

以2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)、新戊二醇(NPG)为原料,制得数均相对分子质量为1500并含有磷酸基团的聚酯多元醇。将其与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应,经1,4-丁二醇(BDO)扩链后得到水性聚氨酯,再以KH550为偶联剂,加入纳米SiO2,合成了纳米改性的磷酸型水性聚氨酯(PWPU)。通过红外光谱(FI-IR)、热重分析(TGA)对PWPU的结构和热稳定性进行了研究,使用透射电子显微镜(TEM)对乳液的形貌进行了观察。通过TEM发现,大量粒径在110 nm左右的化合物合成,并与红外光谱联合分析得出,SiO2通过化学键与PWPU相连接。热重分析、残炭量分析和拉伸测试表明,经过纳米SiO2改性的PWPU其阻燃性、热稳定性以及力学性能均有明显的提升,具有很好的应用前景。     

磁性SiO2/PSt中空复合微球的细乳液法制备及表征

采用双原位细乳液聚合工艺,将疏水改性的磁性纳米粒子(MNP)加入到细乳液反应体系的油相中,利用增长的聚合物和单体TEOS之间的相分离原理,实现了聚合物的生成和TEOS的水解缩合同步进行,一步获得了磁性SiO2/PSt中空复合微球.通过红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重差热分析(TGA/DSC)和振动磁强计(VSM)对中空复合微球进行了表征.结果表明,制备的SiO2/PSt中空复合微球的尺寸范围为300～600 nm,当加入磁性纳米粒子后,得到的磁性SiO2/PSt中空微球保持了原来的中空结构,中空复合微球内腔的大小可以通过改变单体TEOS的加入量来控制.SiO2/PSt中空微球对磁性纳米粒子的包封率达到了86%.磁性SiO2/PSt中空复合微球具有超顺磁性,饱和磁强度值为14.7 emu/g.     

有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的制备

将磺酸型聚酯多元醇、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI)和三羟甲基丙烷(TMP)在无有机溶剂参与的情况下进行预缩聚,以硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）作为改性剂,加入双官能团单体甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA),得到含乙烯基和有机硅封端的聚氨酯作为种子乳液,然后与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)混合单体共聚,合成了有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。 红外光谱的表征确定了有机硅改性磺酸型聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的化学结构;透射电子显微镜观察证实了此复合乳液具有明显的核壳结构;热重分析表明,经有机硅和丙烯酸酯改性后,胶膜的最大热失重温度提高了20 ℃,X射线衍射分析表明胶膜的结晶度降低,有利于提高膜的韧性。 力学性能测试及吸水率测试结果表明,当有机硅含量为1.9%时,胶膜的拉伸强度最高达到25.03 MPa,断裂伸长率为328%,此时膜的吸水率最低。     

非球形聚合物粒子的合成研究

粒子的形状影响其功能性,非球形粒子作为构建单元不仅可以体现材料本身的内在性能,而且其新颖的粒子堆积类型,改善了材料性能,赋予材料更多的应用潜能。非球形粒子可用于改善材料的光学性能,用作生物材料的自组装构造单元,悬浮液流变性能的调控,制备皮克林乳液和复合材料的设计。本文综述了种子聚合法、高分子溶液混合法、机械拉伸法、微粒聚集法、微流体法和模板法等合成非球形粒子的方法,论述了非球形粒子在Pickering乳化剂,光子晶体和有序多孔材料等领域的潜在应用,并展望了可能的发展趋势。     

软段含离子的含氟水性聚氨酯的制备

以单羟基氟碳链一元醇为有机氟改性剂,将含氟基团引入聚氨酯主链中,通过分子设计的方法制备出软段含有离子基团的有机氟阴离子型水性聚氨酯。 比较了传统水性聚氨酯、硬段含氟的水性聚氨酯和软段含氟的水性聚氨酯在合成方法、耐水性、 热稳定性以及结晶性方面的差异;实验证明了软段含氟聚氨酯的水性聚氨酯的性能最为优良。 通过红外光谱的表征确定了氟化聚氨酯的结构,并证明了含氟基团的引入对聚氨酯软硬段间氢键作用的影响;水接触角由73°增加至107°,吸水溶胀率降低了66%,胶膜耐水性提高;热重分析结果表明,含氟聚氨酯的最大热失重温度提高了30 ℃,热稳定性增加;广角X射线衍射结果表明,胶膜的结晶度增加,结晶形式发生了微小程度的转变;扫描电子显微镜结果证明存在不均匀的多相结构。