新型二元含氟共聚乳液的制备

以甲基丙烯酸-β-(全氟烷氧基酰基)乙脂均聚物、甲基丙烯酸甲酯为主要原料,制备固相质量分数为23%,乳胶粒子粒径为76¹00 nm的一系列稳定的二元含氟共聚物乳液,并对聚合物结构进行红外光谱表征,讨论单体配比对聚合物玻璃化转变温度、热稳定性及乳胶膜对水接触角的影响。结果表明,随着含氟单体用量的增加,聚合物的玻璃化转变温度降低;新型含氟共聚物较原含氟均聚物有较好的热稳定性;随着含氟单体的增加,乳胶膜对水的接触角增大。     

碱溶性树脂复合丙烯酸酯乳液的性能研究

采用单体浓度梯度滴加法合成了不同种类碱溶性树脂复合丙烯酸酯乳液。利用差式扫描量热法(DSC)测量复合乳液涂膜的玻璃化转变温度(Tg),并通过Tg分析了碱溶性树脂和丙烯酸乳液(PA)的相容性;热重分析(TGA)测量了复合聚合物涂膜热稳定性;对涂膜的抗回粘性、光泽度和硬度进行了测量;采用透射电镜观察了乳胶粒子结构和漆膜结构。结果表明:(1)树脂Soluryl-120可以有效提高涂膜的热稳定性,并且树脂Soluryl-120复合丙烯酸复合乳液所制涂膜硬度可以达到2H;树脂SMA-1000对复合涂膜光泽度的改善最为明显,较高Tg树脂Soluryl-820的加入对复合乳液涂膜的抗回粘性改善最好。(2)单体、丙烯酸酯乳液(PA)与碱溶性树脂中存在的不饱和双键发生接枝共聚反应,使得碱溶性树脂能和PA部分相容。(3)乳胶粒子为明显核壳结构。     

苯丙乳液应用性能的影响因素

以苯乙烯(St)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)为主要单体采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺合成了苯丙乳液。用激光粒度仪测试了乳胶粒粒径大小及粒度分布, 用差示扫描量热法(DSC)测试了共聚物的玻璃化转变温度, 用流变仪测量了乳液的流变性能, 研究了单体配比、交联剂用量以及乳化剂用量对乳胶粒粒径、乳液的稳定性、流变性、粘结性能的影响。结果表明: 合成的苯丙乳液为假塑型流体; 乳液的粘度随着2-EHA/St配比、交联剂用量和乳化剂用量的增加而升高; 乳液的稳定性随着乳化剂用量的增大而提高, 随着交联剂用量的增大而降低; 乳液胶膜的粘结性随着交联剂用量以及2-EHA/St配比的增大而增强; 乳胶粒的粒径随着乳化剂用量的增加而变小, 随着交联剂用量的增加而变大。     

聚氨酯-全氟烷基丙烯酸酯复合乳胶膜性能研究

制备稳定的全氟烷基丙烯酸酯改性阳离子聚氨酯复合乳液,并通过红外和核磁共振氢谱对其结构进行表征。重点研究功能性单体全氟烷基丙烯酸酯(FA)用量及阳离子扩链剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)用量对复合乳胶膜性能的影响。力学性能分析表明,FA用量对乳胶膜拉伸强度影响比较复杂;随MDEA用量增大,乳胶膜拉伸强度增大。表面自由能分析表明随FA、MDEA用量增大,乳胶膜表面自由能降低。乳胶膜表面扫描电镜表明含氟乳胶膜表面光滑洁净,表面EDS能谱分析表明,随着FA及MDEA用量增大,氟原子更容易向膜表面迁移;乳胶膜断面扫描电镜表明随着FA及MDEA用量增大,乳胶膜断面呈规整的分层结构。     

核-壳型有机硅/丙烯酸酯共聚复合乳液的合成与表征

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯等为单体,过硫酸铵为引发剂,通过种子乳液聚合法合成了具有“硬核”“软壳”结构的微相复合高分子乳液.透射电镜观察证实了此乳胶粒子的形态特征,表征了共聚物的玻璃化转变温度及薄膜的拉伸强度和吸水率.结果表明,所合成乳液的乳胶粒子具有预期的核-壳型结构,成膜物的玻璃化转变温度为13.6 ℃,其拉伸强度和耐水性比常规乳液聚合物有明显的提高.     

含氟丙烯酸酯共聚物乳胶膜性能的研究

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,阳离子单体甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DM)及含氟单体2-(N-甲基全氟辛烷基磺酰基)乙基丙烯酸酯(FM)为功能性单体,采用无皂乳液聚合制备出稳定的阳离子含氟丙烯酸酯共聚物乳液.检测含氟丙烯酸酯共聚物乳液的成膜性以及乳胶膜的相关性能.研究表明,硬软单体配比为1:1～1:1.5范围内,乳胶膜的成膜性能较好;引发剂用量增加,乳胶膜的耐水性降低;含氟单体量增加,乳胶膜的耐水性、耐溶剂性随之增强,乳胶膜的拉伸强度随之增大,断裂伸长率随之减小.通过液体在乳胶膜表面接触角大小的变化,表明热处理有利于含氟共聚物中的含氟链段在乳胶膜表面富集;随着含氟单体量的增加,乳胶膜表面自由能下降.     

织物涂层用含氟硅油改性聚氨酯水分散体的合成与表征

为合成高性能织物涂层剂,以聚四氢呋喃醚、聚乙二醇、端氨基含氟硅油为混合软段,合成了有机硅改性的水性聚氨酯(WFSPU)。用红外光谱、核磁共振谱表征了改性聚氨酯的化学组成;通过纳米粒度测定及Zeta电位分析考察了乳液的稳定性;通过差热扫描量热、正电子湮灭谱及静态拉伸试验分别研究了WFSPU膜的热性能、自由体积空洞及力学性能。研究结果表明,当含氟硅油用量(质量分数)<10%时,可以制得稳定的乳液,聚氨酯膜的软段玻璃化转变温度约为-78℃。当含氟硅油质量分数为6%时,WFSPU膜的拉伸模量最高,达到47.33 MPa,断裂伸长率为663.49%。     

三氟氯乙烯-醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯含氟乳液的合成

以三氟氯乙烯、醋酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯为主要原料,制备固相质量分数约为33%,乳胶粒子粒径为151～205 nm的一系列稳定的三元含氟共聚物乳液,并对聚合物结构进行红外光谱表征,通过透射电镜观察乳胶粒子的形态,讨论乳化剂全氟辛酸铵用量、引发剂过硫酸钾用量及反应温度对共聚胶乳粒径的影响和单体配比对乳液最低成膜温度和聚合物玻璃化温度的影响。结果表明,随着全氟辛酸铵用量和过硫酸钾用量增大和反应温度升高,乳液中乳胶粒子的粒径变小;随着过硫酸钾、全氟辛酸铵用量增加,乳胶粒子数量逐渐增加;随着叔碳酸乙烯酯用量的增加,乳液最低成膜温度和聚合物玻璃化温度都变小。     

含氟丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

含氟丙烯酸酯性能优异,目前以丙烯酸六氟丁酯(HFBM)单体合成水性含氟丙烯酸酯乳液的报道较少。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)为主要单体,HFBM为功能单体,采用预乳化工艺合成了含氟丙烯酸酯复合乳液,优化了乳液合成条件(复合乳化剂配比、引发剂用量、含氟单体用量),并用红外光谱和热重分析研究了优化条件合成乳液的结构和其所成乳胶膜的热稳定性。结果表明:复合乳化剂中m(十二烷基硫酸钠)∶m(曲拉通X-100)=3∶2,引发剂(过硫酸钾)用量为1.0%,含氟单体用量为9%时,合成的含氟丙烯酸酯复合乳液性能最好,具有较大的单体转化率和较小的凝胶率,乳胶膜有较大的拉伸强度;HFBM被成功地引入聚合物链段结构中,并使聚合物的热稳定性大幅提高。     

丙烯酸酯/纳米SiO_2复合细乳液的制备与表征

使用纳米SiO2粉体与丙烯酸酯单体通过细乳液聚合制备出丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液。采用红外光谱法(FT-IR),透射电子显微镜(TEM),拉力试验机以及热分析仪等对复合乳液及其胶膜的结构、形貌、耐热性及力学性能进行了表征。研究了纳米SiO2的用量对复合乳液及其胶膜性能的影响。结果表明:丙烯酸酯/纳米SiO2复合乳液粒子具有核壳结构;纳米SiO2粒子的加入,提高了乳胶膜的热稳定性和力学性能;当SiO2用量为5%(质量分数)时,胶膜的透光性能较好。     

UV固化的水性含氟聚氨酯的制备与表征

合成了一种含短氟碳链的扩链剂(HFIP-IPDI-TMP),并将其应用于水性光固化体系,制备了UV固化水性含氟聚氨酯(UV-WFPU)乳液。利用红外光谱和核磁共振氢谱对HFIP-IPDI-TMP的结构进行了表征,研究了氟含量对UVWFPU乳液粒径、乳液的力学稳定性及乳胶膜的动态力学性能、水接触角、表面形貌和力学性能的影响。结果表明,HFIP-IPDI-TMP的引入有效提高了UV-WFPU膜的疏水性和拉伸强度,氟元素的引入提高了UV-WFPU膜表面的粗糙程度。随着HFIP-IPDI-TMP用量的提高,乳液粒径、玻璃化转变温度和tanδmax逐渐增大,断裂伸长率下降。当有机氟含氟量为3.5%时,UV-WFPU3的疏水性能最佳,胶膜的水接触角为96°,此时的乳液粒径为52.3nm,固化物的拉伸强度为12.31MPa,断裂伸长率为213%。     

P（St-BA-AA）三元共聚物纳米微孔乳胶粒子的制备

以P(St-BA)二元共聚物乳胶作种子乳液,采用乳液聚合法制备得到P(St-BA-AA)三元共聚物乳胶体系.通过分步调节碱和酸度,并在高温条件(90 ℃)下进行酸碱处理,首次制得P(St-BA-AA)三元共聚物纳米微孔乳胶粒子.通过TEM、SEM观察其形态与表面形态,确认微孔结构在乳胶粒子内部形成.依据成孔机理,确认本体系的最佳酸碱处理温度应该高于其玻璃化转变温度Tg.     

核壳型含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液的微波辐射制备与表征

采用多步种子乳液聚合法,在微波辐射下,以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸六氟丁酯为原料制备了具有核壳结构的含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液.利用FT-IR、DSC、TG、TEM表征了共聚物的结构、乳胶膜的热稳定性、乳胶粒子的形态.考察了共聚物乳液的表面张力及稳定性.结果表明,所得到的乳胶粒子具有明显的核壳结构,氟硅单体的加入降低了共聚物乳液的表面张力,显著提高了乳胶膜的热稳定性.与常规加热相比,微波辐射聚合能够得到更好的核壳结构乳胶粒,且乳液具有更好的耐寒和离心稳定性.     

水性室温自交联聚丙烯酸酯乳液的制备及性能

以双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸(AA)为共聚单体,采用预乳化和半连续种子乳液聚合工艺合成了水性室温自交联聚丙烯酸酯乳液(AACPA)。作为对比,合成了相应的常规聚丙烯酸酯乳液(CPA)。对两种乳液的粒径大小及分布、形态结构,两种乳胶膜的玻璃化转变温度(Tg)及力学性能等进行了系统的研究和对比。红外光谱(FT-IR)分析表明,室温下交联剂与功能单体双丙酮丙烯酰胺发生了交联反应;透射电镜(TEM)和动态激光光散射(DLS)表明,两种乳胶粒子均呈球状,但AACPA乳胶粒子的粒径更小,分布更窄。此外,相比于未交联的CPA膜,AACPA乳胶膜具有更高的Tg及更优异的力学性能。     

丙烯酸酯乳液及其胶膜的制备和性能表征

采用预乳化半连续自生种子乳液聚合的方法以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和苯乙烯(St)为主链,丙烯酸(AA)为功能单体共聚制备丙烯酸酯乳液。研究了预乳化时的相比、种子乳液的含量、反应保温时间、硬单体St与MMA的比例、功能单体用量以及软硬单体比例等对乳液性能的影响。研究结果表明,预乳化油水比为1.8∶1、种子乳液质量为预乳化液的1/3、m(St)/m(MMA)=1∶5.5、AA占单体总量为3%时能得到稳定性好、粒径较小且分布较窄、胶膜吸水率低的乳液。通过拉伸测试、差示扫描量热、红外光谱及凝胶渗透色谱等方法,本实验发现随着软硬单体配比增加,乳胶膜的拉伸强度和玻璃化转变温度(Tg)逐渐下降,断裂伸长率逐渐提高。最终得到了粒径分布在114 nm~290 nm之间,相对分子质量分布指数为1.679的目标产物。     

NO-VOC弹性苯丙乳液的共混研究

通过种子乳液聚合的方法合成了不同玻璃化转变温度(Tg)聚合物乳液,然后将不同T_g的乳液按照不同比例进行混拼,得到不同理论T_g值的共混乳液。对共混乳液的Tg、断裂伸长率、拉伸强度、铅笔硬度、抗冲击性、最低成膜温度(MFFT)、单体残余量(VOC)含量进行测试,并观察了乳胶粒子的形态。结果表明:软硬比45/55共混乳液的力学性能良好,断裂伸长率很高,为640%,乳胶粒径90nm左右,乳液中单体的残留量为0。     

肼单体对聚氨酯-聚丙烯酸酯乳胶膜固化动力学及降解动力学的影响

采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(PUA),以甲基丙烯酸乙酰氧基(AAEM)为酮单体,己二酰肼、碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼为肼单体对其进行交联改性,得到不同酮肼交联型的PUA乳液。通过非等温差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究了不同肼单体对聚氨酯-丙烯酸酯胶膜的固化动力学及降解动力学的影响,采用T~β外推法确定了固化工艺温度,根据Kissinger-Ozawa和Crane方程计算出不同PUA乳胶膜的固化反应表观活化能,反应级数和频率因子,并采用Kissinger法对乳胶膜的热降解动力学进行了分析。结果表明4种肼单体所制的PUA乳胶膜中,选取草酸二酰肼所制的乳胶膜的固化反应表观活化能最高,为3.153 k J/mol,反应级数为1.148,碰撞因子为57.943,而选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的固化反应表观活化能最低,为1.639 k J/mol,反应级数为1.317,碰撞因子为1.917;选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最佳,而选取己二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最差。     

阳离子硅橡胶乳液的制备和表征

以十八烷基三甲基氯化铵和异构十三醇聚氧乙烯醚为复合乳化剂,KOH为催化剂,八甲基环四硅氧烷(D4)为单体,四乙氧基硅烷(TEOS)为交联剂,采用乳液开环聚合法制备了阳离子硅橡胶乳液。通过红外光谱表征了硅橡胶的结构,考察了复合乳化剂用量、催化剂用量和交联剂用量对乳液粒径影响,并以热重分析测试了硅橡胶的热稳定性能。结果表明,随着复合乳化剂用量的增加,乳液的粒径变小,粒径分布变窄。KOH的用量在不同范围内对乳液粒径及其分布的影响不同,当w(KOH)<0.24%时,随w(KOH)增大,乳液粒径变小,粒径分布变窄;当w(KOH)>0.24%时,乳液粒径反而变大。随着TEOS的用量增加,乳胶粒的粒径增大,D4的转化率增大,硅橡胶的热稳定性能提高。     

核壳型苯丙乳液的冻融稳定性

采用半连续乳液聚合法,引入可聚合乳化剂,制备了软核硬壳、硬核软壳以及均相共聚共3种具有不同粒子结构形态的苯丙乳液。考察了乳化剂类型和配比、聚合物玻璃化转变温度(Tg)、乳胶粒子结构形态及含羧基功能单体用量对乳液冻融稳定性的影响,并提出了乳液冻融稳定的机理,阐明了上述因素的作用原理。结果表明,引入可聚合乳化剂、功能单体的羧基化改性均有利于乳液冻融稳定性的提高;与硬核软壳和均相共聚2种粒子结构相比,软核硬壳更有利于改善乳液的冻融稳定性,且壳层Tg越高,对应乳液的冻融稳定性越好。     

高阻隔性皂化的EVA热性能的研究

用DTA和TG法,研究皂化的EVA树脂的熔点、玻璃化转变温度及热稳定性等热性能,并观测杂质和吸湿对树脂热性能的影响。结果表明,树脂的皂化度大到一定程度后,才显示出明显的熔点,且熔点随其皂化度的增大呈直线性提高。树脂的玻璃化转变温度与其皂化度的关系不大,热稳定性随其皂化度的提高而变差。杂质和吸湿使树脂的热稳定性下降。吸湿对不同皂化度的树脂的熔点、热稳定性影响程度不同。