SiO2大分子单体与苯乙烯共聚制备PS/SiO2纳米复合材料

利用过量的2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)对SiO₂纳米粒子表面进行修饰合成出表面含—NCO基团的功能化SiO₂(SiO₂-TDI), 功能化SiO₂与丙烯酸羟丙酯(HPA)反应将表面－NCO转化为可聚合乙烯基合成大分子单体(SiO₂-HPA). 用传统自由基共聚方法利用苯乙烯(St)与SiO₂大分子单体共聚制备PS/SiO₂纳米复合材料. 系统研究了单体投料比及聚合时间对共聚反应的影响. 此外, 利用红外光谱(FTIR), DSC和TGA 等实验手段对纳米复合材料进行了表征分析. 结果表明: 共聚产物为一交联结构, SiO₂纳米粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用; 复合材料玻璃化转变温度(T_g)明显地高于其均聚物玻璃化转变温度, 随着纳米SiO₂含量的增加, 复合材料玻璃化温度升高.     

负离子合成POSS端基官能化聚苯乙烯

以苯乙烯为单体、氯丙基七异丁基多面体低聚倍半硅氧烷(chloropropyllsobutyl POSS,POSS-Cl)为封端剂、正丁基锂(n-Bu Li)为引发剂、环己烷为溶剂、四氢呋喃(THF)为结构调节剂,采用阴离子聚合技术,合成了POSS端基官能化聚苯乙烯(PS-POSS).采用核磁共振仪(1~H-NMR、~(13)C-NMR)和凝胶渗透色谱仪(GPC)对PS-POSS的结构和分子量分布进行了表征,证明了POSS与聚苯环乙烯锂(PSLi)发生了封端反应生成PSPOSS;封端后分子量分布略有加宽,特别是相比传统有机封端剂,没有二聚等副产物生成.考察了引发剂种类、结构调节剂用量、POSS用量、PS分子量、封端反应温度和时间等因素对PS-POSS封端效率的影响.结果表明,在THF/n-BuLi摩尔比大于5、POSS/n-BuLi摩尔比等于1.1、反应温度为60℃、反应时间为30 min时,封端效率最高,达到80%以上;而随着PS数均分子量增加,封端效率逐渐降低.     

纳米Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆SiO2纳米膜的研究

采用溶胶-凝胶法在纳米Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆SiO₂纳米膜. 通过酸溶分析、透射电子显微镜、FT-IR、XRD、TG和DSC分析, 证实了在Mg-Al层状双氢氧化物表面包覆了一层连续致密的、厚约5 nm的SiO₂纳米膜. 根据Al 2p, Mg 2p, Si 2s及O 1s的电子结合能的变化, 可推知在纳米Mg-Al层状双氢氧化物和SiO₂纳米膜表面形成了Mg-O-Si和Al-O-Si键, 并据此分析了形成SiO₂包覆膜的机理. 经热分析表明, SiO₂包覆的纳米LDHs和纳米LDHs两者在40~700℃之间失重过程大致相同, 均出现了三个较为明显的质量损失阶段, 至700℃时包覆量越大的质量损失越少. 纳米LDHs在244.67和430.13℃有两个明显的吸热峰, 吸热值分别达412.28和336.30 J/g; 而包覆纳米LDHs只在243.60℃处出现一个较明显的吸热峰, 其吸热值为221.25 J/g.     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的自组装行为

聚合物／层状硅酸盐（PLS）纳米复合材料由于具有常规复合材料所没有的结构、形态以有较常规聚合物基复合材料更优异的物理力学性能等而引起人们的关注^[1],但以往文献^[1-3]主要报道PLS纳米复合材料的制备与性能表征,对于熔融加工过程中粘土粒子吸高分子的取向和结构研究很少。作者等^[4-6]发现了剥离型聚苯乙烯（PS）／蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构,并采用广角X射线衍射法（WAXD）、透射电镜法（TEM）和红外二向色性法对其形成机理进行了研究。结果表明,该有序结构的主要来源是分散在PS基体中的蒙脱土初级粒子（Primary particles）内部片层的规整排列以及沿平行于样品表面方面的平面取向,PS的苯环平面平行剪切流动方向取向,而烷项链未见明显取向。本文报道该纳米复合材料的剪切诱导有序结构在升温过程中出现的自组装行为,并用原位升温X射线衍射法和红外二向色性法对蒙脱土初级粒子的规整度以及PS的苯环和烷基链在升温过程中的取向行为进行了研究,在此基础上提出了可能的形成机理。     

端羟基化聚苯乙烯的表面性质

利用Wilhelmy片技术和躺滴法研究了端羟基化聚苯乙烯的表面性质.结果表明,端羟基化对聚苯乙烯在空气面的接触角基本没有影响(89°),而在玻璃面的接触角则大大降低(66°),其降低幅度与分子量及分子量分布有关.这与动态接触角的测定结果基本一致,而且宽分子量分布的端羟基化聚苯乙烯的前进接触角(θa)随着温度的升高而降低,于40℃时达到最低值.而窄分子量分布样品的动态接触角基本不变.样品与不同温度水接触后表面接触角的变化也基本相似.DMA研究结果表明,样品损耗模量、储能模量和tanδ从40℃开始发生突变,刚好与接触角最低值的温度相对应.这是由于宽分子量分布样品中的较低分子量组分在表面聚集,导致表面分子具有较高的活动能力.接触角随温度的变化趋势可能是聚合物表面分子运动能力增加和结晶程度变化等因素综合作用的结果.     

阳离子修饰纳米Pt的合成及其在Nafion膜上的自组装行为研究

以季铵阳离子聚合物为修饰离子、乙醇为还原剂,在水溶液中合成了具有稳定电位的阳离子修饰纳米Pt颗粒,还原过程采用UV-vis光谱监控,粒子形貌采用TEM表征.结果表明,合成体系在45 min左右还原完毕,颗粒粒径约为4.5 nm,呈多晶态结构,粒径分布狭窄,具有良好的分散性.采用Zeta电位测定仪分析了不同pH条件下粒子的电位,选择了合适的组装pH值并运用静电自组装的方法把Pt颗粒成功地组装到Nafion膜表面.同时对该自组装体系的影响因素进行了一些理论分析,并以此对组装过程的动力学性质和组装膜电化学特性进行了解释.     

静电自组装制备交联聚苯乙烯纳米微球/石墨烯杂化填料(PS@rGO)及其在丁苯橡胶中的应用研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为乳化剂,合成了交联聚苯乙烯纳米微球(PS)阳离子乳液;通过静电自组装以及原位还原制得了交联聚苯乙烯纳米微球/石墨烯杂化填料(PS@rGO);将杂化填料与丁苯橡胶共混,制备了SBR/PS@rGO纳米复合材料.X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和热重分析(TGA)证实了PS@rGO中rGO有效地得到还原并与PS存在着很强的π-π相互作用;扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,PS@rGO中PS纳米微球的粒径约为60~70 nm,并均匀地吸附在r GO表面,有效地阻止了r GO堆叠.SBR/PS@rGO纳米复合材料硫化性能研究表明,PS@rGO能大大缩短胶料的正硫化时间,增大交联密度;SEM,RPA和Mooney-Rivlin模拟等证明了,杂化填料在SBR基体中分散均匀,并搭接形成了更完善的填料网络结构,具有较强的界面相互作用,使得复合材料的力学性能和耐磨性能有较大的提高,很好地实现了补强.与添加同等30份的沉淀法SiO_2相比,SBR/PS@rGO纳米复合材料不仅具有更优异的机械性能,而且具有更低的密度,有望在轮胎等橡胶制品中应用,以降低驱动能耗、节省能源.     

用ATRP方法制备聚苯乙烯/纳米二氧化硅杂化粒子

采用过量的甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)对SiO₂纳米粒子表面进行修饰, 将原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂引入到SiO₂粒子表面合成大分子引发剂, 采用ATRP技术将聚苯乙烯(PS)大分子链接枝到SiO₂表面制备出以纳米二氧化硅为核, 聚苯乙烯为壳的PS/SiO₂杂化粒子. 利用红外光谱(FTIR)、核磁共振谱( NMR)、凝胶色谱(GPC)等实验手段对杂化粒子及表面接枝聚苯乙烯进行了表征分析.     

静电纺丝技术制备聚苯乙烯/石墨烯复合纳米纤维

通过静电纺丝技术制备了聚苯乙烯/石墨烯复合纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、粉末X-射线衍射和激光拉曼光谱等技术对所制备的纤维膜结构和组成进行表征,并通过电化学法考察该复合纳米纤维膜的电活性。结果表明,石墨烯已掺杂到聚苯乙烯纤维中。与聚苯乙烯纤维膜相比,聚苯乙烯/石墨烯复合纳米纤维膜导电性能增强,表明本实验成功实现了对聚苯乙烯纤维的改性。     

端基结构对超支化聚合物静电吸附自组装行为的影响

研究了3种具有相同骨架结构、不同端基的超支化聚合物与线型聚阳离子(PDAC)的静电吸附自组装.结果表明,超支化聚合物的组装过程与线型弱酸聚合物相似,都受溶液pH值与无机盐浓度的影响,但影响程度随端基结构不同而变化.此外,对以超支化聚合物为最外层的不同自组装膜的表面形貌及接触角进行了表征,其表面形貌及亲水性随端基结构的不同而不同.     

聚苯乙烯修饰碳纳米管表面的研究

利用原子转移自由基聚合方法合成了端基具有一个卤素的聚苯乙烯, 并通过叠氮化反应得到端基为叠氮基团的聚苯乙烯. 利用叠氮基与单壁或复壁碳纳米管的反应， 将聚苯乙烯接到碳纳米管的表面上, 实现了碳纳米管的化学修饰. 通过FTIR, XPS, TEM, UV和Raman光谱等技术证明了聚苯乙烯以共价键形式结合到碳纳米管表面上. 利用TGA估算出连接在碳纳米管上的聚苯乙烯的含量, 并推测出复壁碳纳米管中较多的结构缺陷更有利于聚合物的接枝.     

SiO2交联剂交联MMA聚合制备PMMA/SiO2纳米复合材料

用SiO2交联剂(SiO2HPA)交联甲基丙烯酸甲酯(MMA)自由基聚合制备PMMA SiO2纳米复合材料。采用两步法将可聚合乙烯基单体以化学键的形式键接到SiO2表面合成SiO2交联剂,首先利用过量的甲苯2,4二异氰酸酯(TDI)对SiO2纳米粒子表面进行化学修饰合成出表面带有高反应活性NCO基团的功能化SiO2粒子(SiO2TDI),SiO2TDI与丙烯酸羟丙酯(HPA)反应合成SiO2交联剂。系统研究了MMA单体与SiO2交联剂投料比及聚合时间对聚合反应的影响。此外,利用红外光谱(FT IR)、DSC、TGA、可见光光谱仪等实验手段对纳米复合材料进行了表征分析。结果表明,纳米SiO2粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用,复合材料玻璃化转变温度(Tg)明显地高于其纯PMMA的玻璃化转变温度,随着纳米SiO2粒子含量的增加,复合材料玻璃化温度升高,而透明度明显降低。     

二氧化硅纳米与微米颗粒作为固定化酶载体的生物效应

分别将二氧化硅纳米颗粒(SiNPs)与微米颗粒(SiMPs)作为固定化载体, 选择多聚酶牛肝过氧化氢酶(CAT)和单体酶辣根过氧化物酶(HRP)作为酶模型, 通过考察酶固定化后在酶活回收率、热稳定性、 酶促反应最适温度以及酶在水-有机溶剂混合体系中催化能力的变化, 对载体与酶所产生的生物效应差异进行了系统研究. 酶活回收率结果表明, SiNPs显示出比SiMPs优越的对酶无选择性的高生物亲和性, 而SiMPs则能使固定于其上的酶热稳定性大幅度提高, 且二者都能使固定化酶在有机相中的稳定性得到明显增强. 但酶促反应最适温度的变化结果表明, 对不同类型的酶所产生的生物效应则表现出无规律性.     

丙烯酸酯单体修饰二氧化硅纳米粒子的制备

采用两步法将可聚合的乙烯基单体键接到S iO2纳米粒子表面合成了大分子单体.首先利用过量的甲苯-2,4-二异氰酸酯(TD I)对S iO2粒子表面进行化学修饰合成出表面带有高反应活性-NCO基团的功能化S iO2粒子(S iO2-TD I),再利用S iO2-TD I与丙烯酸羟丙酯(HPA)反应将碳-碳双键引入到S iO2粒子表面.系统考察了反应条件对TD I与S iO2反应的影响.此外,利用红外光谱和透射电镜对大分子单体进行表征,结果表明S iO2大分子单体能均匀地分散在甲苯中,没有发生明显团聚.     

纳米氧化硅表面阴离子接枝聚合苯乙烯

通过正丁基锂(BL)引发甲基丙烯酰氧丙基纳米氧化硅(MAMSN)与苯乙烯共聚,制备了聚苯乙烯表面接枝纳米氧化硅(PS—g—Silica),并考察了正丁基锂加入量对苯乙烯转化率(C)、接枝率(PG)以及聚苯乙烯分子量(Mn)的影响。实验结果表明,阴离子聚合可以获得比自由基聚合更大的分子量和更高的转化率以及接枝率。     

基于Ugi多组分反应的海藻酸酰胺衍生物改性二氧化硅纳米粒子的制备

采用海藻酸酰胺衍生物通过Ugi多组分反应制备了新颖的聚合物-二氧化硅(Oct-Alg-Si O_2)纳米粒子.通过氢核磁共振波谱(~1H NMR)和X射线光电子能谱(XPS)对Oct-Alg-Si O_2的结构和表面元素组分进行了表征.采用透射电子显微镜(TEM)、Zeta电位和激光粒度分析仪对Oct-Alg-Si O_2的形貌、粒径和胶体性能进行了探索.结果表明,海藻酸酰胺衍生物共价接枝到氨基二氧化硅(Si O_2-NH_2)纳米粒子的表面,提高了其平均直径,调控了其Zeta电位,在水介质中能够表现出良好的分散稳定性.以10%的液体石蜡为油相,采用Oct-Alg-Si O_2制备了Pickering乳液.在油水界面能够形成液滴粒径为5.7μm的稳定Pickering乳液.随着水相p H值的增大,乳液体积分数增大,稳定性增强.细胞相容性实验结果表明,Oct-Alg-Si O_2纳米粒子具有极好的生物相容性.     

磺酰化修饰聚苯乙烯的合成及芳香烃萃取性能简

利用自由基聚合反应合成了低分子量聚苯乙烯,经过端基氧化和磺酰化反应,制备出一系列极性砜基修饰的低分子量聚苯乙烯. 通过红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(NMR)、差示扫描量热分析(DSC)以及热重分析(TGA)等手段对聚合物的结构和性能进行了表征,并通过混合烃萃取分离实验对其芳香烃选择性进行了测试. 结果表明,随着磺化比例的增加,甲苯的选择系数和分布系数均显著提高,表明极性修饰聚苯乙烯对多种芳香烃/链烷烃混合物均具有明显的芳香烃选择性.     

极性修饰的聚苯乙烯吸附树脂的结构和性能

在苯乙烯－二乙烯苯共聚体系中加入甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸，丙烯腈和乙酸烯丙酯等等三单体，对吸附树脂表面进行修饰，用物理技术和化学方法表征了合成树脂的结构，测定了它们对甜菊甙的吸附量。结果表明，第三单体的极性和用量等因素对树脂的孔结构和吸附量有较大的影响。     

生物荧光氧化硅纳米颗粒的研制与应用

运用OP-10(壬基酚聚氧乙烯醚)/环己烷/氨水微乳液自组装体系合成了罗丹明B嵌入的荧光氧化硅纳米颗粒.通过电镜检测、光谱分析以及荧光猝灭试验研究了荧光颗粒的特性.将荧光纳米颗粒与培养细胞共培育后,通过激光扫描共聚焦显微镜和流式细胞仪研究了不同时间点细胞内荧光信号和荧光强度.结果表明,合成的荧光氧化硅纳米颗粒粒径小（约20 nm）,分布均匀,形态规则,表面光滑圆润,发光性质稳定.它可被体外培养细胞有效摄入,并可在培养细胞中检测到较强的荧光信号和较高的荧光强度.这提示生物荧光氧化硅纳米颗粒在细胞生物学、超微化学与免疫检测等领域将具有重要应用前景.     

研究简报聚苯乙烯接枝TiO2有机无机杂化超疏水涂层的制备

采用自由基聚合的方法,在经乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)修饰的纳米TiO2表面上接枝聚苯乙烯(PS),而后制得PS-g-TiO2有机无机纳米杂化超疏水薄膜。利用场发射扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对PS-g-TiO2进行了形貌和结构表征,并探讨了VTEOS修饰对TiO2纳米粉体表面浸润性能的影响。测试结果表明,纳米TiO2经VTEOS改性后所制备的PS-g-TiO2薄膜和仅用硅烷偶联剂修饰的TiO2薄膜都具有良好的超疏水性能,水滴在薄膜上的最大静态接触角分别为160°和154°,滑动角分别为3°和4°。