三元共聚吸水树脂的合成与性能研究

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,壳聚糖(CTS)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,借助微波辐射法合成CTS/AM/AMPS三元共聚吸水树脂,合成最优条件为:pH=4.0,微波反应功率为195W,AM∶AMPS(摩尔配合比)=5∶1,CTS用量3.3%(wt,质量分数,下同),NMBA用量0.06%,在此条件下制得的树脂最高吸水率达1340g/g。同时,采用FT-IR和TG-TGA对树脂结构及热稳定性进行分析。结果表明三元共聚吸水树脂热分解温度在360℃,具有较好的热稳定性。     

丙烯酸(钠)-壳聚糖吸水树脂的合成

以丙烯酸和壳聚糖为原料,硝酸铈铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在醋酸溶液中合成了丙烯酸壳聚糖吸水树脂。研究了氯化钠、引发剂硝酸铈铵、丙烯酸与壳聚糖配比及交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺对产物吸水性能的影响,采用正交实验对工艺条件进行了优化。结果表明:氯化钠0.6g、硝酸铈铵96mg、丙烯酸与壳聚糖比例为14.5∶1.5及N,N-亚甲基双丙烯酰胺48mg时合成树脂吸水率最高。     

三元共聚高吸水树脂的简易合成

在没有氮气保护和引发剂作用下,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用静置热聚合法成功合成了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酰胺(AM)/壳聚糖(CTS)三元共聚高吸水树脂。同时研究了反应条件对树脂吸水倍率的影响,并借助FT-IR对树脂的分子结构进行了分析。实验结果表明,所合成的树脂最佳反应条件为:n(AM)∶n(AMPS)=3∶1,ω(CTS)=2%,ω(NMBA)=0.05%,pH=1.5,固含量为15%。在此条件下合成的高吸水树脂室温下最大吸蒸馏水倍率为1302g/g。     

新型含磷阻燃共聚酯热降解动力学

利用F lynn-W a ll-O zaw a方法,对纤维用聚酯(PET)及二羧乙基苯基氧化磷(BCPO)改性的阻燃聚酯(FR-PET)的热失重(TG)降解行为进行了研究,发现聚酯和阻燃聚酯的热降解过程相近,热降解活化能没有较大的变化,阻燃剂BCPO的引入对热降解过程无显著影响。     

共聚甲醛的热降解行为及动力学

TGA结果表明三种CPOM(Y—M90、D-90EM和B—M90S)降解特征温度在氮气氛中均比空气氛中高70℃～100℃。这主要是由于在空气氛中聚甲醛的降解行为除了热裂解外,还存在自动氧化降解和氧化降解产物导致的酸解水解等降解方式,在较低的温度下由于空气中氧的作用,降解产物甲醛可被氧化成甲酸进而强化酸解水解作用,使CPOM的降解温度明显降低。用Freeman—Carroll方法研究了CPOM热降解动力学,计算得到的活化能和反应级数等参数在氮气氛中主要适用于350℃～385℃,质量损失区间在主要分解行为阶段(20％～70％);在空气和氮气氛中,D-90EM的n分别为0．36和1．06,差别最大,而Y—M90的n值分别为0．73和0．83,反应机制最为接近;三种CPOM在空气中n值以D-90EM和Y—M90差别最大,分别为0．36和0．73,而在氮气中B—M90S和D-90EM热降解接近一级反应,n值分别为1．08和1．06,降解机制最为相近。     

静置热聚合法合成三元共聚高吸水树脂的研究

在没有氮气保护和引发剂作用下,采用静置热聚合法,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,成功制备了壳聚糖(CTS)/丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)三元共聚高吸水树脂。通过正交试验获得了合成树脂的最佳工艺条件;初步探索了树脂的吸水动力学、吸液能力及保水能力等,并运用FT-IR和TG-TGA对树脂的分子结构和热稳定性进行了分析。结果表明:树脂吸水过程符合一级动力学,树脂具有较好的保水能力和热稳定性。     

高吸水性三元共聚树脂的合成及性能研究

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸钠－丙烯酰胺－甲基丙烯酸羟乙酯三元共聚物高吸水性树脂,研究了共聚物吸水性能与共聚物组成,交联剂用量,反应体系中油相水相比之间的关系;分析了共聚物吸水树脂的吸水溶胀动力学。实验结果表明,非离子性单体的引入,显著改善了共聚物吸水树脂的抗盐性能,土壤中添加０．２％的三元共聚树脂即可明显提高土壤的保水性能。     

微波合成棕榈纤维接枝三元共聚高耐盐性吸水树脂的研究

以过硫酸钾为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用微波聚合的方法合成了棕榈纤维接枝丙烯酸/丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PF-g-AA/AM/AMPS)高吸水性树脂,对合成条件及性能进行了一系列探究,着重阐述了棕榈纤维在树脂中的作用。最优条件下合成产物的吸水率为1024.32g/g,吸盐水率为106.83g/g,吸水速率达23s,且耐盐性与保水性能良好。     

低温反相悬浮合成AA/AM共聚型吸水树脂

采用氧化还原引发体系，反相悬浮法低温合成AA／AM共聚型吸水树脂。研究了不同引发体系、单体组成、交联剂和引发剂浓度、温度、单体中和度对共聚物吸液能力的影响。与单一引发剂相比，采用复合引发体系，反应温度降低，聚合时间缩短，产物吸水速度和吸液能力高于聚丙烯酸钠，保水性略低于后者。共聚物最大吸液能力为：Q去离子水=970mL／g，Q生理盐水=129mL／g，Q人工尿=130mL／g。     

苯乙烯-甲基丙烯酸酯三元共聚高吸油树脂的合成与性能研究

以甲基丙烯酸酯及苯乙烯为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,采用悬浮聚合法合成自溶胀型的高吸油性树脂.考察研究了交联剂及分散剂的种类、引发剂用量、聚合温度、单体配比等因素对高吸油性树脂吸油性能的影响,所合成的高吸油树脂可吸自重15倍以上的苯、14倍以上的二甲苯,且吸油后树脂强度高.     

双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂的热分解行为

采用傅里叶红外光谱法研究了双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂(DGEBA/EDA)在不同温度时分解残留物的红外吸收光谱;利用热分析技术考察了DGEBA/EDA从室温到600℃之间的热解反应。结果表明,DGEBA/EDA环氧树脂在氮气中分解时存在一个热解阶段,最低热解活化能为195.74 kJ/mol。色谱-质谱联用(GC/MS)分析DGEBA/EDA环氧树脂热解残留物,表明在热解过程中主要生成苯酚、对异丙基苯酚和双酚A。讨论了DGEBA/EDA环氧树脂热解的机理。经热解后的残留环氧树脂的热稳定性降低明显,环氧树脂发生了明显的化学裂解。     

含磷腈环氧树脂阻燃和热解动力学

采用热重(TG)和微商热重(DTG)实验分析技术,分别对自制的六-对氨基苯氧基环三磷腈(PNH)和4,4’-二氨基二苯甲烷(DMA)为E51型环氧树脂的固化剂,研究了在氮气和空气氛围中2种环氧树脂的阻燃特性和热解动力学;运用Achar法和Coats-Redfern法建立了二者的热裂解动力学模型,得到了2种体系的动力学表观活化能和指前因子。研究表明,与不含磷环氧树脂相比,磷腈固化的环氧树脂更易发生热裂解,而在高温阶段却明显具有阻燃特性;磷腈固化的环氧树脂裂解后期残炭量较高,其活化能与其阻燃机理有关:即表观活化能越大阻燃性越强。     

碳酸钙的表面处理改性及其在塑料中的应用

塑料的主要原料——合成树脂是高分子聚合物，其表面是疏水的，呈亲油性。轻质碳酸钙和重质碳酸钙粉都属于无机物粉体，表面呈亲水性。当碳酸钙粉末分散在呈熔融状态的高分子聚合物中时，二者的表面性能相差极大。亲合性不好，会导致填充塑料的加工性能和材料的力学性能劣化。     

水溶液法制备高岭土/聚丙烯酸-丙烯酰胺超吸水性树脂的研究

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钠为引发剂,采用水溶液法制备出高岭土复合聚丙烯酸-丙烯酰胺超吸水性树脂,讨论了实验中主要因素对其吸水性能的影响。结果表明:当中和度为80%,高岭土、引发剂和交联剂量分别为丙烯酸单体质量50%、0.3%和0.025%,单体丙烯酰胺与丙烯酸质量比为7:10时所制得复合树脂吸蒸馏水率达960g/g,吸自来水和生理盐水达330g/g和60g/g。     

酚改性二甲苯甲醛树脂的热分解动力学

用热重法(TGA)分析了酚改性二甲苯甲醛(XF)树脂的热分解过程。运用Ozawa和Kissinger法进行动力学研究,得到其热分解活化能。结果表明:与普通线性酚醛树脂相比,苯酚改性XF树脂和双酚A改性XF树脂这两种改性树脂在热分解过程中的活化能都高,热分解温度也较高,热失重率降低;其中双酚A改性XF树脂的热分解活化能和热分解温度最高,热失重率最低;这说明双酚A改性XF树脂具有优异的耐热性能。     

聚砜酰胺基单聚合物复合材料的热性能及降解动力学

采用热重分析对作为耐高温材料使用的聚砜酰胺基单聚合物复合材料(PSA SPCs)进行热性能研究。通过计算积分程序分解温度(IPDT)和温度指数Ts分别评价材料的热稳定性和长期使用温度,通过计算温度指数Tzg来表征耐热性能。PSA SPCs的IPDT、Ts以及Tzg分别为1305℃,248℃和255℃,而PSA树脂材料相对应的参数值依次是1162℃,243℃和244℃,表明PSA SPCs的热性能优于PSA树脂材料。采用不同升温速率,分别用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissenger法研究其热降解动力学,计算得到反应活化能(Ea)分别为152.26 k J/mol,146.85 k J/mol,优于PSA树脂材料的Ea值(133.54 k J/mol,127.88 k J/mol)。     

三聚氰胺甲醛树脂纤维素共混模塑料的热稳定性

按n(F)/n(M)(甲醛与三聚氰胺物质的量比)=2.0~4.0合成系列三聚氰胺甲醛树脂,制备了纤维素共混模塑料。通过热重(TG)、动态热机械分析(DMA)、弯曲和冲击试验研究了模塑料从室温到600℃的性能变化,通过分析其热行为,确认了模塑料中的主要化学结构。当n(F)/n(M)=3.0~3.5时,树脂交联结构完善,能获得最高的冲击强度和Tg,分别是1.28 kJ/m2和118.8℃。模塑料中的树脂在150℃以上会发生后固化反应,在180℃以上开始断链和降解。α-纤维素通过N-羟甲基与树脂分子发生交联反应,使纤维素的热分解速率下降,模塑料刚性增加。     

单环苯并噁嗪树脂热解的ReaxFF反应动力学模拟

采用ReaxFF动力学方法模拟了非交联固化单环苯并噁嗪树脂在不同温度下的热解特性。模拟结果表明,N桥键的断裂是热解的主要引发反应,H_2,H_2O和大分子碳团簇是热解的主要产物。随着反应温度升高,H_2的数量急剧增加,而H_2O的数量反而降低,高温有利于促进相对分子质量较大的碳团簇的形成,还观察到了CO,NH_3,N_2和HCN等小分子产物。用ReaxFF动力学方法模拟所得的气体产物以及含类似石墨烯结构的碳团簇与实际实验结果一致,ReaxFF动力学模拟方法可以作为一种研究苯并噁嗪树脂高温热解反应的有效途径。     

甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物的合成及热性能

通过溶液聚合法,在不同的反应温度、不同马来酸酐投料质量百分比的条件下,合成了甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物P(MMA-co-MAH)。通过傅立叶红外光谱以及滴定法对合成的P(MMA-co-MAH)共聚物进行表征,结果表明,在实验条件下甲基丙烯酸甲酯(MMA)与马来酸酐(MAH)均能发生共聚合反应。提高共聚合反应温度以及马来酸酐的投料比都能够显著提高P(MMA-co-MAH)共聚物中的马来酸酐含量。通过对P(MMA-co-MAH)共聚物的热失重分析,利用Ozawa及Kissinger方程研究了共聚物的降解动力学,结果表明,P(MMA-co-MAH)共聚物的热稳定性受聚合反应温度和马来酸酐投料比的共同影响,共聚物中马来酸酐含量对P(MMA-co-MAH)共聚物的热稳定性起决定性作用。     

双酚-F硼酚醛固化BPA环氧树脂的机理与热性能

利用甲醛水溶液法和多聚甲醛法合成了双酚-F硼酚醛树脂(BBPFFR)。用FT-IR、DSC和TGA研究了两种不同方法合成的树脂固化双酚-A环氧树脂(BPAER)的固化机理及热性能。结果表明,固化过程中,苄羟基、酚羟基和硼酸中未反应的—OH参与了与环氧基的反应;影响热性能的主要因素是固化后树脂中羰基、醚键和苄羟基的含量,热降解过程可分为三个阶段,遵从一级反应规律。