LED固化环氧丙烯酸酯/聚乙烯醇双网络水凝胶海洋防污涂料的研制

采用聚乙二醇二缩水甘油醚与丙烯酸反应制备了环氧丙烯酸酯（ PEGDGE-AA），然后通过 LED固化制备了 PEGDGE-AA/聚乙烯醇（ PVA）双网络水凝胶海洋防污涂层，探讨了 PEGDGE-AA与 PVA配比对防污涂层的力学性能及吸水溶胀性能的影响，并研究了防污涂层在人工海水中对硅藻生长的影响和抗硅藻附着性能。结果表明： PEGDGE-AA/PVA双网络水凝胶的拉伸强度高于 PVA单网络水凝胶，且随 PEGDGE-AA含量的增加，双网络水凝胶拉伸强度及弹性模量增加，断裂伸长率下降，吸水率下降，其中 PEGDGE-AA10PVA5双网络水凝胶的拉伸强度最高，拉伸强度在 570 kPa左右，弹性模量为 12. 7 kPa，断裂伸长率为 47. 0%。人工海水模拟实验结果证明，水凝胶涂层的存在对小新月菱型藻的生长基本无影响，但能阻碍其附着在涂层表面，所制备的 PEGDGE-AA/PVA双网络水凝胶具有较好的海洋防污能力。     

化学交联法制备ZnO/PVA复合水凝胶

以氯化锌为原料制备纳米氧化锌(ZnO),采用化学交联法法制备ZnO/聚乙烯醇(PVA)复合水凝胶,研究ZnO加入量对复合水凝胶拉伸强度、断裂伸长率以及溶胀性能的影响。实验结果表明:ZnO含量为0.1%时,复合水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率最大,而ZnO含量为0.4%时,复合水凝胶的溶胀率最大。     

吸水膨胀型软质聚氯乙烯/羧甲基纤维素共混物的研究

采用扫描电子显微镜等仪器测试并研究了聚氯乙烯(PVC)/羧甲基纤维素(CMC)共混物的结构与性能。结果表明:随着吸水树脂含量的增加,共混物的吸水率和体积膨胀率增大,拉伸强度和断裂伸长率降低;随着水浸泡时间的增加,拉伸强度和断裂伸长率降低;吸水后PVC/CMC共混物中CMC分散相粒径明显增大,与基体树脂界面相互作用下降。     

ACS树脂粒径分布与性能的研究

详细研究了聚乙烯醇/活性磷酸钙(PVA/HAP)复合分散剂用量、氯化聚乙烯(CPE)含量及溶胀温度对ACS树脂的粒径分布、分子量、冲击性能及微观形貌的影响。结果表明:当复合分散剂用量为4.15%CPE含量为30%溶胀温度为40℃时,可以得到颗粒规整、粒径适宜、微观结构均匀、冲击性能良好的ACS树脂。     

交联PVA/SiO_2复合膜的制备及性能

采用一种氮丙啶交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行交联,通过红外等测试表征研究交联剂用量对交联膜化学结构、力学性能、溶胀性及耐水性的影响,从而确定薄膜性能最优时交联剂的用量.当交联剂用量质量分数为3%时,其拉伸强度和断裂伸长率分别提高25.9%和38.1%,力学性能得到明显改善.将性能最优交联膜与纳米SiO_2复合,测试复合膜的力学性能,结果表明:其性能得到进一步提高.     

聚丙烯酸镁/丙烯酸钠双交联水凝胶的制备及性能研究

以丙烯酸镁(Mg A)和丙烯酸钠(SA)为单体、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为共价交联剂,通过溶液聚合方法制备了系列聚丙烯酸镁/丙烯酸钠(PAMgA/x-PASA)双交联水凝胶,并测试分析了共聚水凝胶材料的结构、吸水特性和力学性能。结果表明,MBA作用下丙烯酸镁和丙烯酸钠形成了双交联结构的共聚水凝胶,显著提高了丙烯酸盐水凝胶的吸水溶胀比、保水性和重复吸水能力。当SA质量分数为20%时,水凝胶的吸水溶胀比达550%,较单一离子交联的聚丙烯酸镁提高近4倍; 12 h干燥后的保水率约60%;而多次干燥-吸水溶胀以后,水凝胶的吸水溶胀比仍高达300%。此外,丙烯酸钠和MBA的加入对水凝胶的拉伸强度影响不大,但显著提高了材料的断裂伸长率,可从395%提高到690%。     

马铃薯废渣/聚丙烯酸/坡缕石黏土高吸水树脂的制备及表征

采用马铃薯废渣(PWR,粒径<180目)作为纤维素和淀粉源,过硫酸钾(KSB)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,复配坡缕石(PGS)黏土,与部分中和的丙烯酸(AA)通过自由基引发在水溶液中接枝共聚制备低成本PWR-g-PAA/PGS高吸水树脂。借助扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)及热重分析(TGA)对高吸水树脂的形貌、结构及热稳定性进行了表征和分析,并测试其吸液性能。结果表明,当坡缕石黏土和马铃薯废渣的用量占反应体系总质量的17.5%时,WPR-g-PAA/PGS高吸水树脂对w(NaCl)=0.9%水溶液、蒸馏水的最大吸收量分别为41.0、538.6 g/g,保水率为96.1%,凝胶强度达11.3 kPa。通过高吸水树脂的吸水溶胀过程确定了材料的吸水动力学行为符合non-Fickon扩散模型。     

聚乙烯醇/木薯淀粉复合膜的制备与性能

将聚乙烯醇(PVA)与木薯淀粉混合,采用流延法制备PVA/木薯淀粉复合膜,并对其进行了结构表征和性能测试,研究PVA和木薯淀粉不同配比对于复合膜结构和性能的影响。结果表明:PVA和木薯淀粉相容性较好,淀粉的加入提高了PVA的热稳定性,PVA与淀粉的配比对复合膜的综合性能产生重要影响。随着体系中淀粉含量增加,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,透光率降低,吸水率先降低后升高。当PVA和木薯淀粉配比为70:30时复合膜综合性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率、透光率和吸水率分别达到55.65 MPa、337.10%、86.90%和109.52%,优于纯PVA膜。     

淀粉/三聚氰胺增塑PVA熔融加工膜的制备及性能

以淀粉/三聚氰胺为复配增塑剂,利用熔融加工工艺制备聚乙烯醇(PVA)膜,采用差示扫描量热(DSC)、热失重分析(TG)和力学性能测试等考察了增塑剂含量对PVA膜性能的影响。结果表明,复配增塑剂能有效破坏分子链间氢键,对PVA的增塑作用明显。随增塑剂含量增大,PVA膜的力学性能和熔体质量流动速率呈先增大后减小的趋势,熔点和结晶度先减小后增大。过多的增塑剂易发生溶失,并降低PVA膜的溶胀率,增塑剂含量为10%时,PVA膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为60.7 MPa和246.6%,且加工性能和热稳定性明显提升,有利于PVA膜熔融加工。     

CMC-g-PAA/APT/HA复合高吸水性树脂的制备与溶胀性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,丙烯酸(AA)为单体,凹凸棒黏土(APT)和腐植酸(HA)为复合组分,采用水溶液聚合法制备了羧甲基纤维素接枝聚丙烯酸/凹凸棒黏土/腐植酸(CMC-g-PAA/APT/HA)环境友好复合高吸水性树脂,用红外光谱(FTIR)进行了结构表征。考查了APT和HA含量对树脂吸水倍率和吸水速率的影响,研究了树脂在不同pH溶液中的溶胀行为以及反复吸水性能。试验结果表明,APT和HA通过其表面的活性基团参与了接枝共聚反应,在体系中引入HA和APT能够显著提高复合高吸水性树脂的吸水能力。在HA含量为5%(质量分数),APT含量为30%(质量分数)时,树脂可达到最优吸蒸馏水倍率为582g/g。该复合高吸水性树脂在pH值在4～11范围内时具有较高的吸水性能,表现出优异的pH稳定性。经过5次反复溶胀后,该复合吸水树脂仍能达到424g/g的吸水倍率,较不含APT和HA样品提高了近44%。     

GG-g-PAA/LOESS复合高吸水性树脂的制备与性能

以瓜尔胶(GG)、丙烯酸(AA)和黄土(LOESS)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备了瓜尔胶接枝聚丙烯酸/黄土(GG-g-PAA/LOESS)复合高吸水性树脂。采用FTIR和SEM对其结构进行了表征,研究了LOESS的添加量对复合高吸水性树脂的溶胀能力和溶胀动力学的影响,考察了复合高吸水性树脂的保水性能、反复溶胀性以及在不同pH溶液中的吸水性能。结果表明,瓜尔胶、丙烯酸和LOESS发生了接枝共聚,体系中引入LOESS能够显著提高复合高吸水性树脂的吸水性能。当LOESS的质量分数为2%时,该树脂最高吸水倍率可达602 g/g,室温下6 d后,其保水率仍达28%,5次反复溶胀,吸水倍率仍能保持初始时的49%。此外,该复合高吸水性树脂还表现出优异的pH稳定性。     

抗氧剂1010对动态硫化EPDM/PP性能的影响

研究了抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)的加入对动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体性能的影响。采用抽提法测试了EPDM/PP热塑性弹性体凝胶含量,通过热空气老化实验研究了抗氧剂1010对EPDM/PP拉伸性能老化保持率的影响,并通过对热油溶胀率的测试研究了EPDM/PP热塑性弹性体的耐热油性能。研究结果表明:抗氧剂的加入使EPDM/PP热塑性弹性体凝胶含量降低,力学性能下降,耐油溶胀率增加,耐热油性能降低,拉伸强度和断裂伸长率的老化保持率升高,耐热氧老化性能提高,当抗氧剂用量为0.9份时,EPDM/PP拉伸强度和断裂伸长率的老化保持率分别可达95%和88%。     

蓝藻基生物降解共混膜的力学性能

以聚乙烯醇(PVA)和水华蓝藻为主要原料,通过溶液铺膜法制备了蓝藻/PVA共混膜,采用万能试验机,研究了不同助剂对蓝藻/PVA共混膜力学性能的影响。结果表明,蓝藻的添加显著降低了共混膜的力学性能。当添加比例为PVA的1/2时,膜的拉伸强度和断裂伸长率分别比无藻处理下降了65.89%和79.57%。甘油、尿素显著提升了蓝藻/PVA共混膜的断裂伸长率,当添加比例为蓝藻的1/2时,分别能使共混膜的断裂伸长率提高73.20倍和62.02倍。虽然柠檬酸、硅烷偶联剂能够提升蓝藻/PVA共混膜的拉伸强度,但只能在低剂量时促进断裂伸长率的小幅提高,当柠檬酸添加比例为蓝藻的1/40时,膜的断裂伸长率能提高4.41倍,而当硅烷偶联剂添加比例为蓝藻的1/20时,膜的断裂伸长率能提高1.49倍。尿素与甘油复合增塑,更有利于提升共混膜的断裂伸长率。硅烷偶联剂与甘油复合增塑,更有利于提升共混膜的拉伸强度。     

PVA/nano-SiO2原位聚合薄膜性能的研究

采用溶胶-凝胶与原位聚合技术,制备了不同纳米二氧化硅（nano-SiO₂）含量的聚乙烯醇/二氧化硅（PVA/SiO₂）杂化薄膜。研究了纳米颗粒的引入对PVA/SiO₂薄膜热学和力学性能的影响。结果表明:SiO₂含量较低时只降低PVA/SiO₂结晶度,而含量较高时结晶度和结晶尺寸均降低;SiO₂的加入拓宽了PVA的玻璃化转变温度（T_g）范围,提高了PVA的热稳定性;PVA/SiO₂的拉伸强度、拉伸模量得到增强,而断裂伸长率则呈下降趋势。SiO₂质量分数为5%时,PVA/SiO₂薄膜的综合性能最佳。     

聚丙烯酸钠/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及其电响应行为

以过硫酸钾为引发剂,N, N′-二甲基双丙烯酰胺为交联剂结合冷冻-解冻交联,制备了一系列不同配比的聚丙烯酸钠(PAAS)/聚乙烯醇(PVA)互穿网络水凝胶,并用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析仪(TG)、万能试验机等对其进行表征。结果表明,PVA均匀分散于互穿网络水凝胶中,PVA的加入可以提高PAAS水凝胶的热性能;使PAAS水凝胶的溶胀速率和最大溶胀度减小,在PVA含量达到14%(质量分数,下同)时最低,随后又提高;PVA的加入可以显著提高其力学性能,断裂伸长率和拉伸强度均随PVA含量的增加而增大;PVA的加入提高了互穿网络的电响应灵敏度,且其最佳含量为21%。     

聚乙烯醇/水杨酸/纳米二氧化钛复合水凝胶膜的制备及性能

用纳米二氧化钛(nano-TiO_2)对聚乙烯醇/水杨酸(PVA/SA)水凝胶膜进行改性,考查了不同nano-TiO_2用量的PVA/SA/nano-TiO_2复合水凝胶膜的结构与性能。结果表明:复合膜的透明度随nano-TiO_2用量的增加而降低,而其抗菌性、抗紫外线性及透气性均随nano-TiO_2用量的增加而提高;复合膜的力学性能随nano-TiO_2用量的增加呈先上升后下降的趋势,而其溶胀性却恰好与之相反;当nano-TiO_2用量为5.0%时,复合水凝胶膜的透气系数为0.737 9 m~2/(s·kPa),拉伸强度为8.44 MPa,最大紫外线透过率仅为71.12%,透光率达69.08%,对大肠杆菌与霉菌均具有较好的抑制作用,15℃时溶胀度达19.41%。     

羧基化填料对聚乙烯醇/纳米纤维素水凝胶力学、导电和传感性能的影响

利用羧基化碳纳米管（CNT）和纳米纤维素微晶（CNC）与聚乙烯醇/纳米纤维素（PVA/CNF）中形成氢键构建致密的交联网络,并对水凝胶进行增强改性。结果表明,加入3 %（质量分数,下同）的CNT可以使水凝胶的拉伸强度由50 kPa提高至120 kPa,而加入3 %的CNC能够同时提高水凝胶的拉伸强度和断裂伸长率;加入CNT后能够在水凝胶中构建导电逾渗网络,结合溶剂中的离子导电使得水凝胶的电阻率显著下降;使用PVA/CNF?CNT3水凝胶制作应变传感器,能够实现拉伸、压缩和弯曲等多种应变的快速、准确传感响应。     

木质素/PVA复合膜的性能

以可再生资源木质素磺酸钙和聚乙烯醇(PVA)为基料,制备力学强度及耐水性能良好的木质素/PVA复合膜。采用5因素二次正交旋转组合设计研究了木质素磺酸钙、PVA、甲醛、尿素、硼砂对膜拉伸强度、断裂伸长率和吸水率的影响,并得到相应二次回归模型。分析表明:5个因素的一次项、二次项及交互项对膜拉伸强度、断裂伸长率和吸水率均有不同程度的影响。当原料配比为木质素磺酸钙7 g、PVA 14 g、甲醛10 g、尿素7 g、硼砂2.5 g时,可以得到拉伸性能和耐水性优良的木质素/PVA复合膜。     

聚乙烯醇/膨润土杂化水凝胶的力学性能和溶胀行为

利用冷冻-解冻法制备了聚乙烯醇/膨润土杂化水凝胶. X射线衍射结果表明,膨润土以剥离形式分布在水凝胶基体中. 研究结果表明,与纯PVA5水凝胶相比,经过5个冷冻-解冻循环制备的含2%(w)膨润土的杂化水凝胶的拉伸模量、拉伸强度和断裂伸长率分别增加了44.0%, 74.2%和25.2%,而溶胀行为与5个循环的纯水凝胶相近. 含0.5%(w)膨润土的杂化水凝胶的拉伸模量和拉伸强度高于基体水凝胶,其在溶胀400 min时的溶胀度高于所有的样品.     

壳聚糖/聚乙烯醇/半胱氨酸复合水凝胶的制备及其性能研究

以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)和L-半胱氨酸(L-cysteine)为原料,以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联剂,通过化学交联和光固化反应合成了壳聚糖/聚乙烯醇/半胱氨酸复合水凝胶。考察了半胱氨酸用量、光引发剂用量等对复合水凝胶性能的影响。试验表明,制备出的水凝胶薄膜溶胀能力和耐溶剂性能均随L-半胱氨酸的增加先增大后减小,加入少量L-半胱氨酸后断裂伸长率由13%增长到200%以上,加入过量的L-半胱氨酸使得断裂伸长率和强度下降。引发剂的加入对材料形貌有一定的影响。在L-半胱氨酸加入量为与GMA摩尔质量比1∶1时性能最优。