超临界CO2在微孔聚合物制备中的应用

微孔聚合物是80年代初发明的一种新型材料,在90年代由于超临界CO2的使用而得到了很大发展,并被誉为“二十一世纪的新型材料”。本文介绍了微孔聚合物的基本制备方法、结构特点和性能,以及研究现状。特别介绍了在微孔聚合物制备中应用超临界CO2的优点,详细介绍了分步快速升温法、快速降压法和连续法的基本过程和研究成果,并对微孔聚合物的进一步发展进行了展望。     

用超临界CO_2制备微孔聚苯乙烯/热致液晶聚合物原位复合材料

微孔聚合物是80年代初发明的一种新型多孔材料,其特征为:泡孔直径1～10 μm,泡孔密度109～1012cells/cm3,相对密度0.05～0.95.具有缺口冲击强度高、韧性高、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低和导热系数低等优异性能.同时,制备微孔聚合物使用无公害、易回收的CO2和N2替代对臭氧层有害的氯氟烃(氟利昂)和易燃的碳氢化合物等作为发泡剂,是一种新型绿色材料[1].在微孔聚合物中使用超临界流体是90年代初提出的新方法[2～4],可缩短加工时间,同时制得泡孔直径更小、泡孔密度更大的微孔材料.目前研究中,对聚合物多相体系的研究报道很少,只有HIPS[5]、PE/iPP[6]和PVC/木纤维复合材料[7]等少数体系的报道,而聚合物多相体系的研究是材料科学的主要研究领域.可以预见,加入少量第二组分的共混物为基体的微孔材料可以达到更为优异的性能.本工作选择聚苯乙烯与热致液晶聚合物的原位复合材料为研究对象,采用超临界CO2快速降压法[3]制备微孔材料.在前期工作中,报道了该材料是一种综合了液晶聚合物的高强度和聚苯乙烯微孔材料轻质、高抗冲、保温隔音性能的具有仿生结构的新型复合材料[8].本文在此基础上,进一步研究热致液晶聚合物的加入对微孔结构的影响以及界面相容剂在微孔成型中的作用.     

超临界CO2协助三单体接枝改性聚丙烯

利用超临界二氧化碳(SC CO2)作为单体的溶剂和聚丙烯的溶胀剂, 通过自由基接枝聚合合成了聚丙烯与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯以及马来酸酐的接枝产物PP-g-(AA-MMA-MAH). 在单体的选择上采取软、硬单体复配的方式来调节链的柔韧性. 考察了溶胀条件、接枝条件以及单体配比对接枝反应的影响, 研究结果表明, PP和单体以及引发剂在7.74 MPa、47 ℃下溶胀5 h后, 75 ℃下反应3 h时接枝率为4.31%, 接枝效率可达71.83%. 产品表征说明单体均匀地接枝到聚丙烯颗粒上; 改性后聚丙烯水润湿角降低, 亲水性能得到明显改善; 接枝单体的引入提高了PP的热稳定性.     

聚丙烯与马来酸酐在超临界CO2中的接枝聚合

聚丙烯(PP)以其强度高、耐热性好、密度小、易加工和价廉等特点成为重要的通用塑料。但由于非极性的分子结构,其亲水性、染色性、抗静电性、粘接性和印刷性并不理想,难以与极性聚合物和填料共混、复合。PP通过接枝引入极性基团是最常用的化学改性方法。常用的接枝单体有马来     

超临界CO2协助多单体接枝改性聚丙烯

利用超临界CO2作为溶胀剂和携带剂,使小分子单体马来酸酐和苯乙烯单体(MAH与St)及引发剂过氧化苯甲酰(BPO)插嵌进入聚丙烯(PP)基质中,然后在100℃条件下反应4 h得到接枝产物。研究了不同超临界CO2条件及引发剂浓度对接枝率的影响,固定超临界流体压力,改变温度,42℃为最佳温度,接枝率达到2.2%;固定温度,改变压力,10 MPa为最佳条件,接枝率为2.3%。对样品的FT-IR和SEM分析表明,共单体确实接枝到了PP分子链上,而DSC分析表明,随着接枝率的提高,材料的熔点(Tm)及表观结晶度(Ca)下降。这可能是接枝破坏了PP链结构的规整性,同时扩大了分子链间的距离所致。     

超临界CO_2技术制备微孔聚合物中的基本问题

微发泡聚合物材料以环境友好的超临界CO2为发泡剂,具有优异的材料性能.本文对本课题组的研究工作做了归纳总结,对聚合物微发泡中CO2的传质、微发泡过程中泡孔结构参数的变化以及多相/多组分聚合物体系的微发泡行为等内容做了针对性的综述.结合对聚合物微发泡过程理论模拟研究工作的评述,展望了超临界CO2微发泡技术未来的发展方向.     

共溶剂对超临界CO2注入技术制备聚丙烯/SiO2纳米复合材料的影响

采用超临界CO2注入技术制备聚合物-无机纳米粒子复合材料, 以乙醇作为共溶剂, 在超临界CO2中将正硅酸乙酯(TEOS)注入到聚丙烯(PP)中, 重点研究共溶剂乙醇对TEOS在PP中注入率的影响. 实验结果表明注入率随着共溶剂加入先增加后减小. 同时研究了在共溶剂的存在下其他实验条件对注入率的影响. 并采用卢瑟福背散射能谱法(RBS)分析了聚丙烯/SiO2纳米复合材料的注入元素深度分布, 发现Si元素在PP中的浓度分布不均匀, 随着深度的增加而减小.     

竹纤维改性聚丙烯超临界CO2发泡性能的研究

为了提高竹纤维的分散性,借鉴打浆造纸法制备得到了已表面处理的竹纤维和聚丙烯纤维的复合材料,并在扫描电镜下对复合材料样品的断面进行了表征.结果表明,打浆造纸法这种工艺很好地解决了竹纤维在聚丙烯中的分散,得到了竹纤维分布均匀的竹纤维/聚丙烯复合材料;并以竹纤维含量为25％的复合材料作为超临界CO2发泡的研究对象,根据异相成...     

用超临界CO_2制备环烯烃共聚物共混物微孔材料

微孔聚合物是80年代初发明的一种新型多孔材料，其特征为泡孔直径1～10μm，泡孔密度10^9～10^1^2cells/cm^3，相对密度0．05～0．95．具有缺口冲击强度高、韧性高、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低和导热系数低等优异性能．同时，制备微孔聚合物使用无公害、易回收的CO2     

聚丙烯与马来酸酐和苯乙烯在超临界CO2中的双组分接枝

聚丙烯与马来酸酐和苯乙烯在超临界CO2中的双组分接枝     

Generation of Microcellular Biodegradable Polycaprolactone Foams in Supercritical Carbon Dioxide

Present now the application of microcellular polymeric materials in biomedical field is growing rapidly, as that of guided tissue regeneration and cell transplantation. As far as guided tissue regeneration is concerned, porous implants are used as size selective membrane to promote the growth of a special tissue in a healing site. Ideally, the implant should be inherently biocompatible,have well-defined cell size and be resorbable with appropriate biodegradation rates.Poly(a-caprolactone) (PCL) is a kind of materials suit for the demands above. PCL is biocompatible and biodegradable aliphatic polyester which is nontoxic for living organisms and bioresorbable after a period of implantation. Because of its unique combination of biocompatibility, permeability and biodegradability, PCL and some of its copolymer with lactides and glycolide have been widely applied in medicine as artificial skin, artificial bone and containers for sustained drug release.Goel and Beckman have reported a new method to generate microcellular poly(methy l methacrylate) foams in which the samples are saturated with CO2 under a series of supercritical (SC)conditions, and then the system is rapidly depressurized to atmospheric pressure at constant temperature. Unlike traditional methods, it reduces glass-transition temperature (Tg) of the mixture to below the experimental temperature rather than directly heat the system above Tg. In this process of nucleation, no phase separation occurs as well as no phase boundary meets, so the cellular structure of the foam can be retained better.In this work, we have generated PCL foams by using supercritical CO2. Because of the low glass transition temperature (Tg = -60 ℃) of PCL far below the ice point, the experimental temperature in our study is much higher than Tg, which is different from the studies by others before. A series of variable factors on the foam structure as saturation temperature, saturation pressure, saturation time and depressurization time were studied. The experimental results indicate higher saturation temperature produce reduced bulk densities while holding other variable experimental conditions,and different saturation pressure produce different nucleation process. In addition, saturation time has profound effect on the structure of the product. XRD result shows that the foamed PCL is more inclined to degrade than the original PCL for the reason of its lower crystallinity.     

超临界二氧化碳介质中的有机反应

本文主要介绍了超临界近5年来超临界二氧化碳中的有机反应研究的最新进展,包括加氢反应、氧化反应、羰基化反应、碳碳键形成反应、酯化反应和酶催化反应的研究现状;同时,还介绍了超临界二氧化碳作为反应底物用于合成碳酸酯和氨基甲酸酯的研究进展;并对未来的发展进行了展望。     

超临界CO2中的高分子合成研究进展

本文介绍以超临界CO₂流体为介质的高分子合成的研究进展。说明可在超临界二氧化碳中实施氟代单体的自由基溶液聚合、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的分散聚合、丙烯酸的沉淀聚合、丙烯酰胺的反相乳液聚合以及异丁基乙烯基醚的阳离子聚合等多种聚合反应。这显示出超临界CO₂是一种对环境无污染且价廉的替代溶剂。     

聚乙二醇在超临界二氧化碳介质中的结晶行为

利用DSC和偏光显微镜研究了聚乙二醇在超临界CO2 中的结晶情况 ,超临界条件下得到的晶粒小而均匀 ,DSC测试还表明超临界CO2 可提高聚乙二醇的熔眯和溶解焓。     

超临界二氧化碳介质中钯催化的一些交叉偶联反应的研究

构建新的C—C键, 在有机合成中占有非常重要的地位; 超临界二氧化碳, 作为环境友好的有机反应介质, 已引起人们的广泛关注. 综述了近年来超临界二氧化碳介质中钯催化的C—C键形成反应的研究进展, 包括Heck, Suzuki, Stille和Sonogashira反应等.     

Some Organic Reactions in Supercritical Carbon Dioxide

Organic reactions in supercritical carbon dioxide (scCO2) have facilitated great progress in recent years . ScCO2, as an environmentally friendly reaction medium, may be a substitute for 1 volatile and toxic organic solvents and show some special advantages. Firstly, CO2 is inexpensive, nonflammable, nontoxic and chemical inert under many conditions. Secondly, scCO2 possesses hybrid properties of both liquid and gas, to the advantage of some reactions involving gaseous reagents. Control o…     

Diiodination of Alkynes in supercritical Carbon dioxide

A general,green and efficient method for the synthesis of transdiiodoalkenes in CO2(sc) has been developed.Trans-diiodoalkenes were obtained stereospecifically in quantitative yields via diiodination of both electron-rich and electron-deficient alkynes in the presence of KI,Ce(SO4)2 and water in supercritical carbon dioxide [CO2(sc)]at 40℃.     

超临界二氧化碳中含氟聚合物的合成

超临界二氧化碳是廉价、低毒、不易燃、易回收、环境友好的惰性聚合介质,是传统有机溶剂的替代品。尤其是有望成为含氟单体的聚合溶剂,以替代目前使用的氟氯烃。本文详细地介绍了近年来以超临界二氧化碳为介质的氟烷基丙烯酸酯类单体和氟烯烃类单体的聚合反应研究,其中涉及氟烷基丙烯酸酯类单体的均聚和共聚,可熔融加工的四氟乙烯聚合物,离子交换树脂,偏氟乙烯的均聚和共聚合等。研究表明在超临界二氧化碳中的含氟单体的聚合反应有其它溶剂体系无法比拟的优点。     

超临界二氧化碳中布洛芬响应因子的研究

应用高压紫外检测器在线测定了布洛芬在超临界二氧化碳中的响应因子。 考察了温度、压力和CO2密度等参数对它的影响。在温度298-333K、压力9-17MPa范围内超临界CO2中布洛芬的响应因子随CO2密度的增加而线性递减。建立了布洛芬在超临界CO2中响应因子的经验计算式(回归系数r=0．97)，其理论计算结果与实验数据吻合良好，最大误差≤10％。     

超临界二氧化碳介质中钯催化末端炔烃羰基化反应的影响因素

在超临界二氧化碳介质的钯催化末端炔烃羰基化反应中 ,研究了助溶剂、压力和温度等因素对反应的影响。发现末端炔烃羰基化反应生成炔酸酯的最佳条件为 :醇 3～ 4mL ,CO2 压力 7.5MPa和温度 4 0℃。