橡胶活性官能团对增韧环氧树脂动态力学性能的影响

用动态扭摆法测试聚丙烯酸丁酯橡胶增韧环氧树脂的动态力学行为,研究在环氧树脂低固化度和高固化度时,橡胶活性官能团种类(环氧基官能团与羧基官能团)和数量(官能度)对其影响。研究体系中橡胶玻璃化转变温度(Tg)的移动大小,与橡胶和基体树脂健合程度之间的关系。     

巯基-烯光点击反应辅助合成多官能度蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯

研究巯基-烯光点击反应辅助合成多官能度蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯。首先通过光引发的巯基-烯点击反应,于蓖麻油分子上引入巯基乙醇,形成多羟基化合物,然后加入丙烯酸羟丙酯与异佛尔酮二异氰酸酯,以物质的量为1:1反应得到端异氰酸酯丙烯酸酯,最终得到蓖麻油基聚氨酯丙烯酸酯。通过调节羟基含量可以得到不同官能度的丙烯酸酯。采用红外光谱、核磁氢谱、热重分析等手段表征其结构和性能,并测试了合成的聚氨酯丙烯酸脂的吸水率、附着力等性能,同时考察了它的热稳定性。结果表明, 在紫外光照射下,巯基和不饱和双键之间发生了加成反应;该聚合物的固化膜性能得到提高,尤其是硬度和热稳定性。由本文快速合成方法得到的树脂性能良好,具有较好的应用前景,扩大了巯基-烯光点击反应在高性能UV固化材料方面的应用范围。     

丁腈羟平均官能度对固化反应及固化物性能的影响

以过氧化氢为引发剂,加入巯基乙醇或丙烯酸羟乙酯,合成了四种不同官能度的端羟基丁二烯-丙烯腈共聚物。以异佛尔酮二异氰酸酯为固化剂,N,N'-二羟丙基苯胺为链延伸剂,制得一系列多嵌段聚氨酯弹性体,研究了平均官能度对固化反应速度及固化物力学性能、动态力学性能、热性能和耐油性能的影响规律。     

固化反应产物网络结构的表征

本文论证了在交联点为三分枝的固化反应中,每一对未反应的基团使固化产物有效链损失数目为常数3。ΣA_(ai)—ΣB_(bj) 型固化反应的交联密度是官能团密度、有效数均官能度、配料比、固化体系凝胶分数、A(或B)基凝胶相反应程度、A_(ai)(或B_(bj))链节凝胶分数的函数。后两个不能直接测定的参数,可通过测定固化反应体系溶胶分数及溶胶相 A 基和 B 基的反应程度而获得。     

超支化聚硅氧烷的紫外光固化行为及固化动力学研究

采用等温差示光量热技术(DPC)研究了超支化聚硅氧烷的紫外光固化行为及固化动力学. 探索了引发剂浓度、 光强度、 聚合温度和环境气氛对固化行为的影响规律. 研究结果表明, 增加光引发剂浓度和光强度及提高环境温度均可提高其固化速率和双键最终转化率. 在空气中固化时存在氧阻聚现象, 增大光强度可以显著缩短诱导期. 运用带扩散因子的自催化固化动力学模型研究了其光固化动力学, 计算出特定条件下的光固化动力学参数, 反应总级数约为6—7, 表观活化能为9.95 kJ/mol. 通过超支化聚合物与两种结构类似的低官能度单体光固化行为的对比, 研究了超支化聚合物固化行为与其分子结构的关系, 发现由于超支化大分子的独特结构, 在固化初始阶段便产生凝胶, 因此双键的最终转化率偏低.     

羟基聚丁二烯羟值测定新方法

本文建立了两个相关的∑Aa_i-B_2型凝胶化反应方程,含试样官能团数和重均官能度两个未知数.解联立方程,得到一元二次方程.通过测定该方程的系数,间接测得试样官能团数和重均官能度.该方法用于H_2O_2引发的羟基聚丁二烯羟值测定。其结果比目前国内外通用的经典酰化法高一倍以上.证明新的羟值数据是正确的.     

凝胶化理论的新概念——一种新的划环方法

本文用分子作为划环单位,与Flory等用官能团作为划环单位不同,得到∑A_(ai)与∑_(bj)型分子间反应凝胶生成的临界条件,用数均官能度或分子的数量分数,不用重均官能度或官能团的数量分数表示,更与Flory的实验结果一致.从理论分析,化学反应是分子反应,用分子比用官能团作为划环单位更合理.     

多官能度炔烃与叠氮化物的固化研究

采用差热扫描量热仪 (DSC)研究了不同分子量的端叠氮基聚乙二醇 (ATPEG)与N ,N ,N′,N′ 四炔丙基乙二胺及 1 ,1 ,1 三 (炔丙氧甲基 )丙烷的固化反应动力学 ,并利用FT IR跟踪了固化反应过程中特征基团的变化 .结果表明 ,ATPEG与N ,N ,N′,N′ 四炔丙基乙二胺固化反应的峰温及反应活化能均高于与 1 ,1 ,1 三 (炔丙氧甲基 )丙烷的固化反应 .增加ATPEG的分子量 ,升高了与多官能度炔烃的固化峰温 ,却降低了固化反应的活化能 .而采用扩链剂仅降低固化反应活化能 .     

AB_g型超支化聚合反应中的环化效应

研究了ABg型超支化聚合反应中的环化效应,给出高分子代数生长的微分动力学方程,并通过环化反应的内在特征确定了环化反应与分子间反应的速率常数.进而利用Monte Carlo模拟方法得到了树状高分子和含环高分子的数量、环的尺寸分布以及高分子数均和重均分子量等,讨论了环化效应对聚合体系平均特征的影响.结果表明,环化效应取决于单体体积分数、溶剂效应和官能度之间的协同作用,其中单体的体积分数在环化反应中起着主导作用,而溶剂效应和官能度之间则相互竞争.     

官能化度对环氧树脂类偶氮聚合物光致取向的影响

利用光诱导双折射和偏振红外光谱法研究了偶氮官能化度对环氧树脂类偶氮聚合物BP-AZ-CA的光致取向行为的影响,重点研究了偶氮官能化度对偶氮生色团和聚合物主链的光致取向速度及饱和取向程度的影响规律.结果表明,随着偶氮官能化度的增加,偶氮生色团和聚合物主链的光致取向速度均降低,但二者的饱和取向程度增加.体系中氢键相互作用的增强是导致BP-AZ-CA的光致取向行为随偶氮官能化度增加而变化的原因之一.     

苯并噁嗪单体的分子设计及其合成研究进展

聚苯并噁嗪是近二三十年发展起来的一类新型热固性树脂.其重复单元是含氮、氧杂环结构的化合物,高温下可在无催化剂的情况下发生开环反应形成聚合物.聚苯并噁嗪具备熔体黏度低、易加工、成型收缩率接近零以及固化过程无挥发性物质产生等独特的优点,同时还保持了传统酚醛树脂优良的热稳定性、电绝缘性和机械性能.苯并噁嗪单体最大的优点在于其分子设计的灵活性,通过设计反应底物或者控制固化工艺可合成各种具有特定结构和性质的苯并噁嗪单体和树脂.主要从单官能度、双官能度、多官能度三方面概述了几种苯并噁嗪单体的类型及其合成方法.     

环基高分子缩聚体系的统计特征

针对由RBf型环形高分子和ABg型单体构成的环基高分子缩聚体系,从环基高分子的尺寸分布导出相应的高分子矩,进而给出环基高分子的数均分子量和重均分子量以及多分散指数等物理量.在此基础上,集中探讨了两类反应物的摩尔比、环形高分子的官能度及聚合度(分子量)对环基(环基链状和环基支化)高分子性质的影响.鉴于环形高分子对环基高分子相关特征的贡献可以发生主次转变,进而根据其数均分子量得到发生转变的反应程度.结果表明,环基高分子的多分散指数随着环形高分子官能度的增加而单调降低,但与反应物的摩尔比无关,而表征环形高分子贡献发生逆转的反应程度则与其官能度、聚合度及反应物的摩尔比密切相关.相关研究可为阐明环基高分子缩聚反应体系的统计特征提供有益的线索.     

升温与等温法非模型动力学研究环氧树脂固化反应

基于DSC数据,采用以Vyazovkin积分法为基础的升温法非模型动力学和等温法非模型动力学对双酚A型环氧树脂E51/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)体系及多官能度环氧树脂AG80/DDS体系的固化过程进行了研究,并结合玻璃化转变温度的变化和原位红外测试技术,对比分析了升温与等温条件下的固化反应规律.结果表明,与传统的模型拟合法相比,非模型动力学更适合定量预测树脂固化反应过程,并能为固化过程中反应机理变化的研究提供重要依据;等温法非模型动力学能够更好地预测两种树脂体系在不同恒温条件下的固化反应历程,并且升温法与等温法非模型动力学所得到的反应活化能-固化度之间的变化关系不同,表明不同温度条件下树脂的反应机理不同,这与升温和恒温条件下玻璃化效应及环氧官能团的变化规律相吻合.     

单体慢加入技术对超支化聚合物分子参数的影响

详细分析了单体慢加入到多官能度核分子中制备超支化聚合物的动力学过程,以单体转化率为参数导出了产物的聚合度分布函数、平均聚合度、多分散性指标和支化度等分子参数的解析式,计算结果与文献报道的实验数据十分一致.分子参数依赖于核的官能度(f)、核分数(α)和单体转化率(x),这为通过聚合反应条件来进行分子结构的设计提供了理论依据.与一步聚合方法的产物相比,单体慢加入技术能够改进产物的分子量分布,提高其支化度.     

含硅乙烯基醚单体的合成及光聚合反应

本文采用含氯硅烷或硅氧烷与含羟基的单乙烯基醚的取代反应合成了8种含硅乙烯基醚单体,并研究了它们的物理化学性质和光聚合反应过程. 该合成反应过程简单、产率高,是合成含硅乙烯基醚单体的有效方法. 性质研究表明6种单体黏度合适,6种单体热稳定性好;光聚合反应研究表明,随着引发剂浓度（< 2.4wt %时）增加,单体聚合反应速率随之增大. 双官能度的单体在聚合速率和诱导期上表现整体优于单官能度单体. 含硅乙烯基醚单体的固化速率非常快,可以通过增加产酸剂浓度或光强来提高双键转化率.     

环氧丙烷-四氢呋喃共聚醚醇的官能度分布

应用液-固硅胶柱层析法,以石油醚-乙酸乙酯-异丙醇不同配比为逐段梯度淋洗剂,将环氧丙烷-四氢呋喃共聚醚醇按官能度进行分离。各级份的数均分子量(M_n)和羟基当量(M_E)分别用气相渗透压法(VPO)和红外光谱法测定。根据各级份的官能度(f_n=M_n/M_E),通过计算可得到共聚醚醇的官能度分布,即零、一、二和三官能度组份的相对含量。计算的各种平均官能度与其它方法的测定值相接近。评价了柱层析法的测定准确性和重复性,证明本文提出的方法对测定共聚醚醇官能度分布是有效、可靠的。     

紫外光固化巯基-乙烯基硅氮烷共聚物热解研究

采用TGA-MS,FTIR和TGA-DTA等分析手段,研究了多元巯基化合物-乙烯基硅氮烷预聚物组成的紫外光固化体系制备的聚合物陶瓷前驱体共聚物在氮气中的热解机理和动力学.结果表明,裂解主要发生在280~430℃,430~560℃和560℃以上3个阶段,明确了各阶段主要发生的化学反应,发现硫元素主要是以H2S和SO2逸出.采用Vachuska-Voboril和Friedman法对不同巯基官能度和不同巯基化合物用量的共聚物热解动力学参数计算表明,增加巯基化合物官能度,第一阶段的热解反应活化能和反应级数相应增大;改变巯基化合物用量使得初始的热解活化能降低,并导致最终陶瓷收率降低.巯基与乙烯基摩尔比分别为2∶1和1∶3的共聚物的热解表观活化能(0.05≤α≤0.65时)分别为175~195 kJ/mol和95~118 kJ/mol.     

氨基甲酸酯乙烯基醚类化合物光聚合性能研究

本文合成了一种双官能度的氨基甲酸酯乙烯基醚和一种三官能度的氨基甲酸酯乙烯基醚,并用实时傅立叶红外光谱分别监测了单官能度、双官能度和三官能度的乙烯基醚化合物在三芳基六氟锑酸锍鎓盐阳离子光引发剂(PAG-201)引发下的光聚合情况,对其光聚合动力学性能进行了比较,研究了引发剂PAG-201的浓度对双官能度单体光聚合的影响.结果表明,随着官能度的增加,乙烯基醚化合物的转化率和聚合速率降低.此外,对它们的聚合产物进行的热失重分析表明,随着官能度的增加,聚合产物的热稳定性增加.本文的结果对于研究开发基于氨基甲酸酯乙烯基醚单体的阳离子聚合体系具有较好的指导意义.     

二氧化碳与环氧化物的调节共聚合反应速率

在二氧化碳和环氧化物共聚时加入特定的调节剂，生成有规定的分子量和端基官能度的产物．这种调节聚合的本质是调节剂所含活泼氢与活性中心之间的链转移反应．根据建议的历程，提出了调节共聚速率方程，计算结果与实验一致．     

分批投料模式下加核自缩合乙烯基体系的Monte Carlo模拟

通过Monte Carlo 模拟方法对加核自缩合乙烯基体系在分批投料模式下的聚合行为进行研究, 考察了引发核的加入时间及分批投料方式对超支化高分子的重均分子量及多分散指数的影响. 研究结果表明, 不同的分批投料方式对超支化高分子的重均分子量和多分散性具有显著的调控作用. 通过调整投料方式、 投料次数、 引发核官能度和转化率等因素, 可以得到分子量较高且多分散性较好的超支化高分子.