热塑性聚氨酯弹性体表面接触角测量及粘合性能分析

通过接触角法研究了推进剂用普通热塑性聚氨酯弹性体(BTPU)和改性后的热塑性聚氨酯弹性体(DTPU)粘合剂的表面性能,并通过进一步的分析比较了二者与推进剂中的高能硝胺黑索今(RDX)的相互作用大小,结果表明,DTPU的表面能(40.55mJ/m2)大于BTPU(34.59mJ/m2),DTPU与RDX的粘附功为81.83mJ/m2,BTPU与RDX的粘附功为72.30mJ/m2,DTPU与固体推进剂中RDX的粘结能力好于BTPU,更适用于用作固体推进剂的粘结剂。     

反相气相色谱法表征PU和PF树脂的表面性质

为了研究胶粘剂的表面性质对木材胶接强度的影响,采用反相气相色谱技术(IGC)测定了聚氨酯树脂(PU)和酚醛树脂(PF)的色散表面自由能γd、表面酸碱常数Ka和Kb,PU和PF的色散表面自由能分别是39.22 mJ/m2和34.38mJ/m2(50℃),PU和PF的酸、碱常数分别是0.1、0.92和0.15、0.57;测试了用PU和PF热压三层杨木胶合板的湿剪切强度分别是1.74 MPa和1.18 MPa。结果表明,PU的色散表面自由能大于PF,PU和PF表面均呈路易斯碱性特征,但PU碱性更强,对多数表面酸性占优势的木材胶接强度更大。     

纳米黏土和聚氨酯的表面性质与其复合材料微观结构的关系

累托石的表面性质直接影响其在聚合物中的分散性, 进而对其复合材料的结构与性能有很大的影响。通过反气相色谱法, 采用非极性和极性探针研究累托石(REC) , 十二烷基二甲基苄基溴化铵处理的累托石(12-OREC) 和十六烷基三甲基溴化铵处理的累托石(16-OREC) 以及聚氨酯( TPU) 的表面色散能和表面酸碱性, 分析了REC , 12-OREC , 16-OREC 和TPU 的表面性质与其复合材料微观结构的关系。结果发现: REC 表面色散能较高, 表面酸性较强, 在TPU 基体中的分散性较差; 改性后的12-OREC 、16-OREC 色散能明显降低, 且表面呈一定碱性, 在TPU 中的分散性明显改善; 12-OREC 与TPU 的色散能较接近, 酸碱作用参数较匹配, 在TPU 基体中的分散性更优。      

反相气相色谱法表征氟硅橡胶酸/碱性质

采用反相气相色谱法对氟硅橡胶表面的酸碱性质进行表征。通过已知酸、碱、中性12种探针分子对氟硅橡胶的表面测定，计算其表面自由能色散作用参数、酸性及碱性作用参数等一系列数据，经较为详细的分析证实：氟硅橡胶是一种两性偏酸的物质。该方法是一种简便、快速确定聚合物表面酸碱性质的方法。通过对氟硅橡胶表面酸碱性质的表征，对于探讨其增强、粘合机理、研制新型复合材料具有实际的指导意义。     

木粉表面自由能和表面极性对木塑复合材料界面的影响

通过毛细管上升法测定了水曲柳木粉(MWF)、落叶松木粉(MWF)的表面接触角,依据Washburn方程和Owens法,求解水曲柳木粉和落叶松木粉的表面自由能及其极性和非极性分量。结果表明,水曲柳木粉的表面自由能为36.06mN/m,体现分子色散力的非极性分量为32.54 mN/m;而落叶松木粉的表面自由能为20.17 mN/m,其非极性分量为10.41 mN/m。因此,与同种塑料复合,水曲柳木粉有比落叶松木粉更好的界面粘接性。扫描电子显微镜进一步证实了水曲柳木粉在基体中的分散性好于落叶松木粉。     

麦秆表面自由能及其分量研究

连续跟踪不同处理麦秆表面接触角随时间的变化值,确定用于计算表面自由能的接触角数据,依据Young方程及Owens-Wendt-Kaelble法,求解不同处理麦秆表面自由能及其极性和非极性分量(色散力分量)。结果表明,未经处理麦秆外表面自由能为37.20 mJ/m2,其非极性分量占84.11%,内表面自由能高达51.54 mJ/m2,其非极性分量占50.50%。经1%的NaOH溶液95℃和85℃热处理,麦秆外表面自由能由37.20 mJ/m2增至51.72 mJ/m2和44.21 mJ/m2,其极性分量增加了377.58%和229.13%。经180℃和160℃热处理,麦秆外表面自由能变化不显著,但其极性分量显著增加,非极性分量显著降低。     

反相气相色谱法表征表面活性剂与硅烷偶联剂复合改性水滑石的表面性质

采用共沉淀法制备了镁铝摩尔比为2∶1的镁铝水滑石(Mg/Al-HT),用SDS(十二烷基硫酸钠)、MTMS(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷)及二者复合改性镁铝水滑石,得到SDS-HT、MTMS-HT及SDS-MTMS-HT 3种杂化材料.通过反相气相色谱法,采用非极性和极性探针来研究Mg/Al-HT、SDS-HT、MTMS-HT及SDS-MTMS-HT的表面性质.由探针分子的保留时间,计算了表面吸附自由能(△G0)、表面能色散组分(γ5d)、酸碱作用自由能(△Gsp)及相互作用参数(x12).结果表明,杂化材料γ5d明显低于水滑石γ5d,经过改性的水滑石表面碱性减弱,且改性后的水滑石与有机物的亲和性均得到明显改善,SDS-MTMS-HT与有机物间相客性最好.利用XRD、FT-IR、TG及DTA分析方法对样品进行表征,表明SDS插入水滑石层间,而MTMS在水滑石表面缩合,SDS-MTMS-HT热稳定性、疏水性最好,即与有机物亲和性最佳.     

反气相色谱法测定聚醚醚酮的表面性质及在提升热塑性复合材料层间性能中的应用

高性能热塑性聚醚醚酮树脂基复合材料具有高韧性、耐疲劳、原材料可长期贮存、成型速度快、可重复加工和回收再利用等独特优势，在航空航天等工业领域应用广泛。粉末悬浮法通过将聚醚醚酮细粉配制成水基悬浮液实现对纤维充分浸渍，现已成为制备连续纤维增强热塑性预浸料的重要方式。本文重点开展反气相色谱法研究聚醚醚酮表面性质，并结合微观形貌、粒径分布等方面对比国内外聚醚醚酮树脂的差异。研究表明：进口聚醚醚酮树脂色散表面能(19.2 mJ/m²)明显低于同级别国产树脂(41.1 mJ/m²)；极性探针分子吸附于聚醚醚酮表面的驱动力主要是酸碱作用力，表面总体表现为碱性。进口聚醚醚酮树脂相比于国产具有更高的极性，使其更容易分散在水中；而国产聚醚醚酮树脂微观形貌、表面性质则更加均匀。表面性质研究指导水基悬浮液配制，制备的连续纤维增强热塑性预浸料质量优异，孔隙率低于0.5%且纤维排布整齐，热塑性复合材料层压板层间剪切强度平均值达109 MPa，与传统热熔浸渍方法相比提升30%以上。     

玉米秸秆粉/HDPE复合材料表面特性的研究

采用毛细管上升法测定了不同探测液在未改性玉米秸秆粉和4%硅烷偶联剂改性玉米秸秆粉表面的接触角,依据Washburn方程,采用Owens-wendt-Kaelble途径,计算了未改性玉米秸秆粉和改性玉米秸秆粉的表面自由能及其分量。结果表明:未改性的玉米秸秆粉的表面自由能为28.88mJ/m2,体现分子极性的极性分量为22.20mJ/m2;而改性玉米秸秆粉的表面自由能为35.69mJ/m2,体现分子极性的极性分量为3.51mJ/m2。因此,在与热塑性塑料复合时,改性玉米秸秆粉有更好的界面相容性。玉米秸秆粉/HDPE复合材料的弯曲断面形貌进一步证实了改性玉米秸秆粉有更好的界面相容性。     

基于表面能理论的老化温拌SBS改性沥青结合料的粘附性

在SBS改性沥青中添加Sasobit与Evotherm温拌剂制备得到温拌沥青,对3种SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)与压力老化(PAV),采用接触角法检测了老化前后温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺等3种液体的接触角,探讨了短期老化与长期老化对温拌SBS改性沥青接触角的影响。基于表面自由能理论,得到了温拌SBS改性沥青的表面能及其色散分量和极性分量,研究了老化对温拌SBS改性沥青表面能的影响。结果表明:随着老化程度的加强,温拌SBS改性沥青与水的接触角逐渐增大,疏水性变化明显;原样与Evotherm温拌SBS改性沥青的总表面自由能及其分量均随着老化程度的加强呈降低趋势,其在短期老化阶段的表面自由能下降较为严重;经长期老化,Sasobit温拌SBS改性沥青的极性分量有增大趋势。     

改性石墨烯/介电弹性体的制备及传感性能

目的制备具有优异介电性能,可用于传感器的热塑性聚氨酯弹性体复合材料。方法使用十八烷基胺修饰氧化石墨烯片层,通过热处理工艺部分还原改性后的氧化石墨烯,利用溶液混合法将改性石墨烯分散到热塑性聚氨酯的基体中,通过絮凝-热压的方法成形,并测试其结构、介电性能及传感性能。结果十八烷基胺通过共价键的形式接枝到氧化石墨烯表面,X射线衍射表明,十八烷基胺通过表面接枝改性,增大了石墨烯片层的层间距。结论改性石墨烯填充的介电弹性体具有较高的介电常数和较低的介电损耗,且表现出良好的弯曲形变-介电敏感响应。     

Thermal resistance and dynamic damping properties of poly (styrene–butadiene–styrene)/thermoplastic polyurethane composites elastomer material

We present the preparation of novel thermoplastic composites elastomer material based on poly (styrene–butadiene–styrene) (SBS), ester-type polyurethane (TPU-EX) and ether-type polyurethane (TPU-ER) materials via melt blending. A series of studies were conducted on the relationship between their morphology, thermal resistance, mechanical properties, and dynamic damping properties, given different compositions. An important feature of the SBS/TPU composites elastomer materials of all compositions is their uniform transparency, because the particles are very small with a narrow size distribution and the refractive indices of SBS and TPU are coincide. Additionally, the thermal resistance, dynamic damping properties and mechanical properties of SBS before and after thermal aging are improved as the amount of added TPU is increased, suggesting that blending SBS with TPU is consistent with the compound rule. In addition, the SBS/TPU composites elastomer materials have better dynamic damping properties at high frequency.     

TPU对PET力学性能及电镀性能的影响

目的 为拓展聚对苯二甲酸（PET）在表面喷涂或电镀包装领域的应用提供一种可行的研究方法。方法 从PET韧性、表面电镀性能差等自身特性出发,采用弹性体热塑性聚氨酯弹性体（TPU）和聚乙烯辛烯共弹性体（POE）对PET进行共混改性,提升PET的韧性和表面极性。结果 当TPU和接枝POE的质量分数分别达到3%和20%时,PET的缺口冲击强度可达到31.49 kJ/m2,提升了5倍,且PET制品的表面达因值由原来的32提升到了40。结论 弹性体TPU和接枝POE的引入,改变了PET分子链的内部排列结构,使得支链增加,且增加了PET表面的极性基团,从而提升了其表面能。     

Characterizing the surface properties of carbon nanotubes by inverse gas chromatography

Inverse gas chromatography (IGC) was used to characterize the surface properties of pristine multi-walled carbon nanotubes (MWNTs), as well as the poly(acrylic acid) sidewall covalently functionalized MWNTs (PAA-g-MWNTs) and hydroxyl group directly grafted MWNTs (MWNTols). The dispersive component of the surface energy ( ) and the acid/base character of these samples’ surfaces were estimated by the retention time with different non-polar and polar probes at infinite dilution region. The specific free energy (ΔG ^AB) and the enthalpy (ΔH ^AB) of adsorption corresponding to acid–base surface interactions were determined. By correlating ΔH ^AB with the donor and acceptor numbers of the probes, the acidic (K _A) and the basic K _D parameters of the samples’ were calculated. The results show that chemical modification successfully reduces the dispersive component of the surface energy of MWNTs. Furthermore, MWNTs grafted with hydroxyl groups exhibit a more basic character, while MWNTs grafted with poly(acrylic acid) show a more acidic character. Overall, IGC provides useful complementary information on the changes resulted from the chemical modifications of the surface.     

动态注射成型聚丙烯制品的热氧老化性能EI

利用电磁动态注射机注射成型聚丙烯试样制品,并用热老化试验箱人工加速其试样的老化降解。对比分析了稳态注射和动态注射成型的聚丙烯试样制品热氧老化期间力学性能的变化规律,用红外光谱(FT-IR)分析了聚丙烯试样制品老化前后羰基含量的变化情况。研究结果表明,采用动态注射成型技术,不但可以提高聚丙烯制品的力学性能,而且还能有效提高制品的抗热氧老化性能。制品在热氧老化过程中,其力学性能保持率高于稳态注射成型的聚丙烯制品。采用振频为8 Hz、振幅为0.10 mm的动态注射成型的聚丙烯试样制品的抗热氧老化性能最好。     

抗烈焰灼烧的热塑性聚氨酯弹性体

研究了抗烈焰灼烧的热塑性聚氨酯用阻燃剂的配伍,讨沦了阻燃剂分解温度、协同效应以及材料熔融、滴淌对聚氨酯阻燃效果的影响.     

热塑性聚氨酯弹性体的性质及应用

分析了所制备的4个系列的热塑性聚氨酯弹性体（TPUE）的性能。研究了硝化纤维素（NC）与TPUE共混物的力学性能和热分解性能。此外，还研究了TPUE对硝胺改性双基推进剂力学，工艺能量和燃烧性能的影响。结果表明，这些弹性体是应用于火药粘和剂系统的理想材料。     

聚氨酯弹性体的合成和水下声学性能

用甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、聚醚二醇(PPO)和3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)等原料合成了聚氨酯弹性体,在脉冲声管中测试了合成试样的声压反射系数和吸声系数,研究了合成工艺参数对其水下声学性能的影响。测试结果表明,TDI-PPO-MOCA合成型聚氨酯弹性体是一种良好的水下吸声材料,其吸声性能受到固化温度,扩链剂含量等参数的影响。加入填料和改变其结构可以进一步改善聚氨酯弹性体的水下声学性能,因此合理地设计实验工艺参数,可以得到水下声学性能更佳的聚氨酯弹性体。为工业生产提供了理论参考。