氟代聚丙烯酸酯改性聚氨酯复合乳液的制备及其疏水性

为了提高聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的耐水性和耐溶剂性,将聚氨酯溶液作为反应介质,以丙烯酸十二氟庚酯(FA)和丙烯酸羟丙酯为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,在溶液中进行聚丙烯酸酯自由基聚合,然后用N-甲基二乙醇胺进行亲水基扩链,通过溶液聚合相转化法制得新型阳离子氟代聚丙烯酸酯改性聚氨酯复合乳液。通过红外光谱、透射电镜、光电子能谱仪和接触角测定仪分别对复合乳液的结构、乳胶粒形态、膜表面的化学元素组成及疏水性进行了研究。结果表明,含氟链段成功接入了大分子链中,乳液形成稳定的核-壳结构,在膜材料表面形成了主要由含氟丙烯酸酯链段组成的界面,FA的引入可使复合乳液胶膜与水的接触角(PUA膜与水的接触角)由65°提高至98°。     

丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液的制备及性能研究

采用物理共混和核-壳聚合法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PU/PA,PUA)乳液,并对不同改性方法制得的乳液进行了研究。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等研究了丙烯酸酯改性聚氨酯乳液及涂膜的结构与性能。结果表明具有核-壳结构的PUA乳液涂膜耐水性、耐热性和固含量较水性聚氨酯(PU)有明显的提高,力学性能稍有下降;PUA综合性能优于PU/PA。     

水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液的性能研究

用丙烯酸酯改性水性聚氨酯制备了具有核壳结构的水性聚氨酯-丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,系统地研究了水性聚氨酯(PU)含量、nNCO/nOH(初始物质的量比)、亲水性扩链剂二羟甲基丙酸(DMPA)用量及软硬单体质量比对WPUA乳液及其膜的性能的影响.结果显示,WPUA乳液胶粒呈核壳型结构,聚丙烯酸酯(PA)与PU链段具有...     

有机硅/丙烯酸酯共聚复合乳液结构形态的研究

利用红外光谱及扫描电镜对合成的有机硅-丙烯酸酯共聚复合乳液的化学结构、粒子形态进行了研究.结果表明:所合成的有机硅一丙烯酸酯复合乳液为具有核壳形态结构的新型乳胶液,其核/壳间存在化学键合.与纯丙乳液和硅-丙共聚乳液相比,核壳型复合乳胶膜在耐水性方面有显著提高.     

HTPS改性聚氨酯乳液的表征及表面性能探讨

以烷羟基聚二甲基硅氧烷（HTPS）、聚醚和聚酯二醇作为复合软段,制备了系列有机硅改性的聚醚．聚酯型聚氨酯乳液。通过衰减全反射红外光谱及表面光电子能谱研究证实,有机硅链段已键入聚氨酯分子链中,且硅氧烷链段有表面富集的倾向。表面水接触角测试结果则表明,胶膜的水接触角随着有机硅含量的增加而增大,随着成膜温度的提高,先增大后降低。     

丙烯酸酯改性磺酸型水性聚氨酯乳液的合成及性能研究

以甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚酯二元醇为主要原料,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,丙烯酸羟乙酯(HEA)为封端剂,乙二胺基己磺酸钠(N60)为亲水扩链剂,成功制备了封端型水性聚氨酯乳液(WPU)。再以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)对上述乳液进行接枝共聚,成功制备出丙烯酸酯-水性聚氨酯复合乳液(WPUA)。通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)、耐水性和力学性能测试等分析手段研究了WPUA乳液及其涂膜的结构与性能。结果表明,WPUA乳液具有良好的室温贮存稳定性及成膜性能,与WPU乳液相比,WPUA乳液粒径有所增大,且粒子呈核壳结构。其胶膜的耐热性、耐水性和力学性能较WPU胶膜均有所提高。     

有机硅改性含氟(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液的制备及其性能研究

先合成了聚硅氧烷阴离子乳液以及链中含硅烷偶联剂和含氟单体的(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,并且利用羟基缩合反应,将2种乳液混合反应,通过乳液接枝共聚的方法合成了一种高硅含量的有机硅改性氟代(甲基)丙烯酸酯聚合物乳液,并采用了红外光谱对聚合物乳液分子进行了表征。测试结果表明:有机硅质量分数为20%、有机氟质量分数为12%的聚合物乳液涂膜综合性能最佳,较不含有机硅氟的聚合物乳液涂膜,其水表面接触角由77.5°增加到96°,24 h吸水率由5.3%下降到2.3%,耐水性大大增加;玻璃化转变温度由8.53℃下降到-2.74℃,聚合物分子链的柔顺性有所提高;同时乳液涂膜的初始分解温度提高了77～92℃,热稳定性也明显提高,说明此方法合成的高硅含量硅丙乳液可作为一类具有优良疏水性及低表面能的功能材料得以应用。     

核壳型短链含氟丙烯酸酯乳液的合成及表征

该文研究了核壳型短链含氟丙烯酸酯乳液的合成与表征。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的共聚体为核,短氟碳链2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(FMA6)和非氟烷基丙烯酸酯的共聚体为壳,采用多步乳液聚合法,合成系列具有核壳结构的含氟丙烯酸酯乳液,研究了壳相中氟单体用量和非氟烷基丙烯酸酯的烷基链长度n(链长n=4、8、12、16、18)对产物疏水疏油性能的影响,并对产物进行表征。结果表明:当采用氟单体用量为总单体质量的8.5%,甲基丙烯酸十六酯(CMA)的共聚体为壳层时,由合成乳液制得的乳胶膜的疏水疏油性最佳,对水接触角为124.67°,对二碘甲烷接触角为112.76°。FTIR、TEM和DSC/TGA表征表明,原料单体均参加了反应;乳液颗粒具有明显的核壳结构;聚合物存在两个玻璃化温度(-18.87℃和32.08℃),热分解温度比不含氟的聚合物提高了近20℃。由此说明,用合成的核壳型短链含氟丙烯酸酯乳液制得的涂膜具有优异的疏水疏油性和耐热性能。     

丙烯酸酯接枝共聚改性聚氨酯乳液的结构与性能

采用原位接枝聚合制备核壳结构的丙烯酸酯改性聚氨酯乳液。用电子显微镜测定了乳液粒子的大小和形态。DSC和TG谱图特征，以及耐水性和耐溶剂性研究证实丙烯酸酯在聚氨酯链上接枝共聚。改性聚氨酯乳液的热稳定性、耐水性和耐溶剂性明显提高。     

长链聚硅氧烷接枝（甲基）丙烯酸酯聚合物乳液的制备及其性能

该文首先合成了聚硅氧烷阴离子乳液和链中含硅烷偶联剂的（甲基）丙烯酸酯聚合物乳液两种不同的乳液,然后通过乳液接枝共聚的方法,利用硅烷偶联剂水解基团与聚硅氧烷正离子之间的反应合成了一种高硅含量的硅丙聚合物乳液。测试结果表明,有机硅质量分数为20％的聚合物乳液涂膜性能最佳,与不含有机硅的聚合物乳液涂膜相比,其水表面接触角由 77.5。增加到95。,24小时吸水率由4.9％下降到2.3％,耐水性大大增加,同时玻璃化转变温度由8.53℃下降到-1.36℃,聚合物分子链的柔顺性有所提高,说明此方法合成的高硅含量硅丙乳液涂膜可作为一类具有优良耐水性及良好的表面疏水性的功能材料得以应用。     

透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能

以疏水纳米SiO_2和中性硅酮结构胶为主要原料,采用喷涂法在玻璃表面制备出透明超疏水SiO_2/硅酮胶复合涂层。采用FTIR、SEM、接触角测量仪和紫外-可见分光光度计对复合涂层的分子结构、微观形貌、润湿性和透光率进行表征。讨论了纳米SiO_2的添加量与涂层表面微结构、水接触角、透明性三者的关系,考察了复合涂层的耐水冲击性能和耐水稳定性能。结果表明:SiO_2/硅酮胶复合涂层表面呈连续的多孔网络状,团聚的SiO_2纳米粒子分散在作为骨架的亚微米级硅酮胶周围,构成了微纳米双尺度的复合粗糙结构。当SiO_2质量分数为2.0%时,复合涂层的水接触角达到最大为169.8°±0.7°,在380～760nm可见光范围内的平均透光率为82.9%;当硅酮胶质量分数为4%时,复合涂层分别经5 h水冲击以及10 d水浸泡后,水接触角仍保持在140°以上。     

Preparation and Properties of Siloxane-Modified Styrene-Acrylate Latex Particles with Core-Shell Structure

Siloxane-modified styrene-acrylate latex particles with core-shell structure were prepared by two-stage semicontinuous emulsion polymerization using a reactive surfactant. Effects of catalyst dosage, weight ratio of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MAPS) to hydroxyl silicone oil (HSO) and siloxane content on the grafting degree of siloxane were studied. The chemical components of the copolymer were characterized by Fourier transform infrared spectra. The micromorphology of latex particles was observed by transmission electron microscopy. The stability properties of emulsion were tested by Ca²⁺, centrifugal, and mechanical stability test. The latex film was studied by water contact angle, water absorption ratio and thermal gravimetric analysis. The results show that siloxane-modified styrene-acrylate latex with core-shell structure can be synthesized using reactive surfactant and the prepared emulsion presents excellent stability. By using hydroxyl silicone oil (HSO) to react with silane coupling agent MAPS during emulsion polymerization, HSO can be located in the side chain of the polymer and endow the latex film with excellent stabilities.     

等离子体活化硅橡胶表面紫外接枝N-乙烯基吡咯烷酮

以等离子体活化硅橡胶,然后采用紫外光接枝法将N-乙烯基吡咯烷酮接枝于硅橡胶,同时使其自聚为稳定存在于橡胶表面的聚乙烯基吡咯烷酮。通过测定水接触角、红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜等方法分析硅橡胶改性前后的表面变化。结果表明,改性后硅橡胶表面携带的新官能团和元素均带有聚乙烯基吡咯烷酮的特征,表明其与硅橡胶基质有较为牢固的化学键相连;硅橡胶表面的水接触角从改性前的110°降至改性后的18°,亲水性能改善明显。     

基于EPDMS的水性聚氨酯合成与表面性能研究

首先采用酸催化平衡反应合成一种双氢封端的聚硅氧烷低聚物(HPDMS),然后通过HPDMS与单烯丙基封端的聚醚的硅氢化反应合成了一种聚醚嵌段聚硅氧烷二元醇,单丙基聚醚-b-聚二甲基硅氧烷-b-单丙基聚醚(EPDMS)。通过IR、NMR等分析手段对其结构和组成进行了鉴定和表征。以不同分子量EPDMS为软段,制备出一系列硅改性水性聚氨酯(P-PUD),对P-PUD接触角的研究发现,聚合物膜表面接触角随着温度的上升而增加,表明硅氧烷在聚氨酯表面的富集不充分,其原因主要是聚合物分子间相互作用与硅氧烷向聚合物表面的富集是一个竞争过程。     

环氧改性有机硅树脂的制备及其性能研究

采用化学方法制备了环氧改性有机硅树脂。通过红外分析表明,环氧树脂与有机硅树脂发生了化学反应。研究发现：环氧改性有机硅树脂的水接触角、瓦均有变化,微观形态仍呈均相结构。研究还发现：随环氧树脂用量增大,改性有机硅树脂微观结构的粗糙度提高,水接触角增大。     

Direct laser etching of hierarchical nanospheres on silicon rubber surface with robust dynamic superhydrophobic stability

Silicone rubbers with high dynamic superhydrophobic stability have an extensive application prospect. Applying direct laser etching technology, a fast and efficient method is proposed for the preparation of silicone rubber surfaces with hierarchical nanospheres and robust dynamic superhydrophobicity. A 4 μl water droplet on the laser modified silicone rubber surface exhibits a contact angle (CA) of 154 ± 3° and a roll-off angle (RA) of 5 ± 1°, there is a 65.6% increase in CA compared with the pristine silicon rubber. Moreover, the modified surface can stabilize its superhydrophobic state under a dynamic pressure of 1960.2 Pa. Interestingly, no significant change in the contacting time for the droplets with different impacting speed is found, which means that the stabilized contact time and robust dynamic superhydrophobicity are induced on the modified silicone rubber surface. The self-cleaning and anti-icing properties on the modified surface can effectively reduce the damage caused by surface pollution, ice formation, and other natural factors when applied to power lines, sealing elements, and automotive.     

Emulsifier-free core-shell polyacrylate latex nanoparticles containing fluorine and silicon in shell

The emulsifier-free core-shell polyacrylate latex nanoparticles containing fluorine and silicon in shell were successfully synthesized by emulsifier-free seeded emulsion polymerization with water as the reaction medium. The silicon-containing fluorinated polymer could be fixed on the surface of polyacrylate nanoparticles due to the formation of the crosslinked network structure. Transmission electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering (DLS) analysis indicated that the obtained emulsifier-free core-shell nanoparticles were uniform and possessed narrow size distributions. The core-shell structure and chemical components of the emulsifier-free core-shell nanoparticles were investigated by TEM and Fourier transform infrared (FTIR) spectrometry, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis and contact angle measurement on the latex films proved the propensity of fluorine and silicon enrichment at film-air interface. In addition, the thermal stability of the latex films was improved with increasing the concentration of fluorine and silicon.     

低表面能树脂的性能及固化研究

通过化学改性,合成了环氧树脂/有机硅复合树脂。探讨了不同固化剂及其复配方式对其固化性能的影响,并得到最佳的固化剂配方。通过红外光谱（IR）、扫描电子显微镜（SEM）、动态力学分析（DMA）以及接触角测试,研究并比较了改性前后有机硅树脂涂层的微观结构形貌、体系混溶性、表面性能（接触角）等的变化。研究结果表明：环氧树脂与有机硅树脂之间具有较好的微观混溶性;改性后,树脂表面的粗糙度增加,接触角增大,形成低表面能树脂。     

不同粒径含氟丙烯酸酯共聚乳液的合成及膜表面疏水性能研究

采用半连续种子乳液聚合的方式,以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸六氟丁酯为原料制备了粒径分别为30nm、75nm、210nm左右的含氟丙烯酸酯共聚物乳液。通过乳胶粒核壳结构设计与大小粒径乳液机械共混改性2种方法研究了如何在较少含氟单体用量的情况下达到较好的表面疏水性能。利用X射线光电子能谱、动态光散射仪、接触角测定仪等分析手段,研究了共聚物膜的表面性能和共聚物乳液粒径的大小及分布,测试结果表明,核壳结构乳液成膜后壳层含氟量较高,膜表面接触角大于90,°疏水性能强;而大小粒径乳液共混物成膜后表面含氟量较低,却仍能得到90°以上的接触角,表明乳胶膜表面具有粗糙结构,具有一定的仿荷叶效应。     

几种低表面能含硅(氟)涂料的性能

本文制备了几种新型的含硅或氟低表面能防污涂料包括溶剂型有机硅渗透反应型涂料、有机硅改性丙烯酸酯共聚物涂料和含氟共聚物低表面能涂料，从低表面能防污涂料的原理出发探讨了建材经含有机硅、氟溶剂型有机涂料的防水抗沾污能力的影响要素，研究了有机硅氟本身结构、含量、催化交联剂等对各种涂料的水接触角、吸水率、耐污染性等表面性能特别是后两者成膜共聚物的影响。结果表明，同时含有硅氟元素的共聚物由于有机硅基团中含可交联反应的基团和有机氟基团的更低的表面能而具有较高力学强度如铅笔硬度、粘接力、耐磨性和耐洗刷性及良好的防水抗污能力。