• 2016年第32卷第3期文章目次
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    • 基于咔唑和噻吩的2种聚合物的电化学性能

      2016, 32(3):1-6. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.001

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      摘要:利用斯蒂尔偶联反应合成了2种基于咔唑和噻吩的有机共轭单体,通过电化学方法聚合成导电聚合物,并对其进行了结构表征和电化学性能研究。核磁共振1H谱和13C谱验证了单体与理论结构一致,红外测试验证了电化学聚合位点为噻吩的α位。在-0.1 V到1.2 V电压范围内,2种聚合物膜都表现出良好的电致变色特性。循环伏安法和热重表明,相比于聚合物P1,共平面性更好的聚合物P2的电化学和热稳定性更优。以上结论表明聚合物P2在电化学领域是一种更有前景的材料,单体结构差异对聚合物性能有很大影响。

    • 电化学合成聚吡咯/二氧化硅复合膜及其防腐性能

      2016, 32(3):7-14. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.002

      摘要 (701) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用循环伏安法,在316不锈钢电极表面原位生成聚吡咯-二氧化硅(PPy-SiO2)复合膜。红外光谱分析表明,通过电化学法可以在316不锈钢表面生成PPy-SiO2复合膜。利用扫描电镜考察了PPy与PPy-SiO2膜层形貌,发现相对于PPy膜层,PPy-SiO2膜层有着较为均一的表面状态。分别将316不锈钢、316不锈钢/PPy、316不锈钢/PPy-SiO2浸泡于3.5%(质量分数)NaCl水溶液中,采用开路电位-时间(OCP-Time)曲线、电化学阻抗谱(EIS)考察了PPy膜层与PPy-SiO2复合膜层对不锈钢的防腐性能,结果表明,浸泡初期,影响膜层防腐性能的主要因素是膜层与不锈钢电极表面的吸附能力,PPy的金属防护效果高于PPy-SiO2;浸泡1 h后,影响膜层防腐性能的主要因素转变为膜层本身抑制水分子渗透的能力,PPy-SiO2的金属防护效果高于PPy。对PPy膜层与PPy-SiO2复合膜层进行了抗阴极剥离实验,结果显示,PPy-SiO2复合膜层具有更高的抗阴极剥离能力。

    • 基于聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯)的半互穿温敏凝胶——孔洞形态、温敏性和溶胀行为

      2016, 32(3):15-21. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.003

      摘要 (707) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服具有优良生物相容性的聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯)(PHBV)在水溶液的颗粒状分布和不均一性,以氯仿为溶剂,异丙基丙烯酰胺(NIPAm)和PHBV为功能单体,改变PHBV/NIPAm质量比为0/100~40/100,采用自由基聚合和浸泡法制得半互穿网络结构的PHBV/poly(NIPAm/MBA)水凝胶。通过红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析和称量法等系统研究了PHBV/NIPAm质量比对凝胶化学组成、孔洞形态、温敏性和溶胀行为的影响规律。结果表明,PHBV的引入增加了凝胶孔洞数目,使孔径尺寸从20~30 μm下降到5~10 μm,最大溶胀度由19降至12,体积相变温度由30.89 ℃降为29.90 ℃,消溶胀平衡时间由60 min降为5 min。

    • 高邻位硼酚醛纤维的合成及表征

      2016, 32(3):22-26. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.004

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      摘要:以苯酚、甲醛及硼酸为原料,醋酸锌、硫酸双催化聚合得到高邻位硼酚醛树脂,经熔融纺丝制得初生纤维,然后在甲醛、盐酸水溶液中缓慢升温溶液固化,在N2气氛中240 ℃热固化,获得高邻位硼酚醛纤维。利用傅里叶变换红外光谱研究了硼酚醛纤维固化过程中的结构变化,热重分析表明硼酸的加入增加了酚醛纤维的残炭率,扫描电镜图显示热固化后,纤维结构均一化,韧性增加。通过与硼酸共聚及纤维热固化提高了纤维的热性能,解决了高邻位酚醛纤维固化不均匀,力学性能差的问题。

    • 主链含磷的聚对苯二甲酸丙二醇酯嵌段共聚物的制备及性能

      2016, 32(3):27-31. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.005

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      摘要:通过酯交换反应和熔融缩聚法制备了系列主链含磷的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的多嵌段共聚物,并对其化学结构、相对分子质量、热稳定性、阻燃和力学性能进行了表征。结果表明,嵌段共聚酯具有膨胀型阻燃特性,随着主链中磷含量的增加,嵌段共聚酯初始分解温度降低,但残炭量和极限氧指数逐渐增加,含磷组分引入到大分子链提高了共聚酯的阻燃性能。由于共聚物相对分子质量的下降,阻燃共聚酯的拉伸强度和冲击强度均随着磷含量的增加而降低。

    • 生物基阻燃型增塑剂的合成及在聚氯乙烯中的应用

      2016, 32(3):32-36. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.006

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      摘要:探索了一种价廉、无毒阻燃增塑剂的合成方法。采用可再生资源大豆油(SBO)为原料,通过酯交换法合成了大豆油甲酯,在催化剂钛酸正丁酯的作用下,通过与三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)反应引入氮元素合成三(大豆油乙酯)异氰脲酸酯(THEIC-SBO);再将其中的不饱和键进行氧化得到三(环氧大豆油乙酯)异氰脲酸酯(THEIC-ESBO)。采用磁共振氢谱、红外光谱对该阻燃增塑剂进行结构表征,通过热重对其热稳定性进行分析;将该产品与聚氯乙烯(PVC)以及稳定剂等进行共混,分别通过转矩流变仪、微量注射成型机注塑成型后,使用扫描电镜、万能拉力试验机、极限氧指数仪、锥形量热仪、动态力学分析仪对增塑体系的增塑性能和阻燃能力进行测试。实验表明,该阻燃增塑剂与PVC有较好的相容性,可有效改进PVC增塑体系的柔韧性;当含量达到30%(质量分数)时,极限氧指数为27.5%。表明该产品不仅有效地增加了PVC的塑性,同时也提高了阻燃性能。

    • 含磷螺环原碳酸酯的制备与性能

      2016, 32(3):37-41. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.007

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      摘要:以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和2,2-二羟甲基丁醛(DMB)为原料,合成了DOPO基三元醇(DTHA),再与原碳酸四乙酯(TEOC)发生酯交换反应合成出一种含磷螺环原碳酸酯(SOC)。利用红外光谱、核磁分析和元素分析对合成产物的结构进行了表征。将SOC在三氟化硼乙胺络合物的催化作用下进行阳离子开环聚合,用膨胀计法跟踪测定其膨胀率,对其开环聚合机理进行探讨,并对SOC开环聚合产物的本征阻燃性能进行研究。结果表明,该螺环化合物在160 ℃进行开环聚合时,体积膨胀率可达5.21%;其开环聚合产物的极限氧指数(LOI)在30%以上,并可通过UL-94 V-0级试验。

    • 聚砜酰胺基单聚合物复合材料的热性能及降解动力学

      2016, 32(3):42-47. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.008

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      摘要: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 kJ/mol,146.85 kJ/mol,优于PSA树脂材料的Ea值(133.54 kJ/mol,127.88 kJ/mol)。

    • 聚左旋乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混物的结构与性能

      2016, 32(3):48-53. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.009

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      摘要:通过熔融共混制备出一系列不同组成比的聚左旋乳酸(PLLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/醋酸锌(Zn(OAc)2)样品,通过扫描电子显微镜、动态力学性能分析仪、差示扫描量热仪及力学性能测试等,研究了不同PBS及Zn(OAc)2含量对PLLA/PBS共混物的形态结构、结晶性能和力学性能的影响。结果表明,PLLA和PBS属于非相容体系,Zn(OAc)2的加入能降低PBS相区的尺寸,提高PLLA/PBS体系的相容性,且质量分数为0.05% 时增容效果最佳;PBS的加入可有效提高PLLA的结晶速率和结晶度;随着PBS含量的增加,共混物的断裂伸长率和冲击韧性与纯PLLA相比显著提高,共混物的断裂伸长率均在300%以上;当PLLA/PBS/Zn(OAc)2质量比为80/20/0.05时,共混物的综合性能最优。

    • 含磷腈环氧树脂阻燃和热解动力学

      2016, 32(3):54-58. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.010

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      摘要: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。

    • 碱式硫酸镁晶须对膨胀阻燃聚丙烯的协效作用

      2016, 32(3):59-63. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.011

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      摘要:以七水硫酸镁和氢氧化钠为主要原料,利用水热法制备了碱式硫酸镁晶须,采用熔融共混法制备了聚丙烯/多聚磷酸铵/季戊四醇/碱式硫酸镁晶须复合材料。通过氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、热失重分析评价了复合材料的阻燃性能和热稳定性,采用扫描电镜、能谱仪表征了残炭的形貌结构,发现碱式硫酸镁晶须对膨胀阻燃聚丙烯具有显著的协效作用。添加1%的碱式硫酸镁晶须,膨胀阻燃体系的LOI由29.90提高至38.39,提高了28.4%;UL-94等级从NR提高到V-0;残炭致密性显著增强,炭层表面C/P摩尔比增加,且出现元素Mg;弯曲强度从38.83 MPa增加至40.25 MPa。

    • 聚乙烯吡啶接枝聚砜膜的制备及pH敏感性能

      2016, 32(3):64-69. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.012

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      摘要:以氯甲基化聚砜(CMPSF)膜为引发剂,氯化亚铜(CuCl)为催化剂以及N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为配体,采用表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)在聚砜(PSF)膜表面接枝聚4-乙烯吡啶(P4VP),制备了聚乙烯吡啶接枝聚砜膜(PSF-P4VP)。采用红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析及原子力显微镜等方法对接枝膜进行化学结构和表面形貌表征。结果表明,P4VP被成功接枝到PSF膜,随接枝率上升,膜表面粗糙度增加。P4VP接枝基团改善了PSF膜表面的亲水性,接枝后膜的水渗透通量提高,且具有pH敏感性,随着膜表面P4VP接枝率增加,pH响应性更明显。

    • 季铵化壳聚糖/[Nbmm]OH碱性复合阴离子膜的制备及性能

      2016, 32(3):70-75. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.013

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      摘要:以季铵化壳聚糖(QCS)为制膜原料,[Nbmm]OH碱性离子液体为掺杂物,通过溶液浇铸法制备了一系列掺杂碱性离子液体([Nbmm]OH)的交联复合膜(QCS/[Nbmm]OH)。采用红外光谱、热重分析及扫描电镜对复合膜的结构、热稳定性和微观形貌进行分析。同时考察离子液体掺杂量对QCS/[Nbmm]OH复合膜的含水率、力学强度及导电性能等指标的影响。结果表明,随着[Nbmm]OH离子液体掺杂量的增加,复合膜的含水率、离子交换量以及电导率均增加,但是拉伸强度和断裂伸长率略有下降。其中,当离子液体掺杂量为15%(质量分数)时,复合膜在70 ℃的电导率为0.0115 S/cm,拉伸强度为19 MPa,离子交换量为1.25 mmol/g,含水率和溶胀度分别为143%和87%。

    • 锯齿型(2,2)石墨炔-3纳米管的盐水分离性能

      2016, 32(3):76-80. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.014

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      摘要:采用分子动力学方法研究了锯齿型(2, 2)石墨炔-3(Graphyne-3)纳米管的盐水分离性能。结果表明,不同浓度的氯化钠溶液作为汲取液的体系中,通过管壁的水通量比传统渗透膜的水通量高约4个数量级,均在100 L/(cm2·h)以上,管壁对钠离子和氯离子的截留率均为100%。水分子在该石墨炔管中能够实现非常快速的扩散,其扩散速率比水分子的自由扩散速率高1~2个数量级。钠离子和氯离子在管中距离管壁0.48~0.93 nm 的区域分布概率最高。

    • 超支化含P,N活性预聚物/环氧丙烯酸酯涂层的阻燃及热稳定性

      2016, 32(3):81-85. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.015

      摘要 (638) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善环氧丙烯酸酯(EA)涂层的阻燃及热稳定性,通过环氧树脂YPE-128与磷酸反应合成了超支化含磷环氧树脂(HPEP),再将HPEP与羟乙基丙烯酸酯-甲苯二异氰酸酯的半加成物反应制备出超支化活性阻燃预聚物HPCA,并将其与环氧丙烯酸酯体系复配,经UV固化制备了含P,N阻燃元素的EA涂层。利用红外光谱、紫外-可见分光光度计、热重、氧指数仪、锥形量热计和垂直燃烧仪表征了产品结构与涂层的透过率、阻燃性及热稳定性。结果表明,添加HPCA的涂层具有较高的可见光透射率,且能促进涂层低温降解形成膨胀阻燃涂层,能显著改善涂层的高温阻燃性及热稳定性。且当HPCA质量分数为50%时,涂层阻燃效果最佳,600 ℃成炭率、极限氧指数、垂直燃烧级别及峰热释放速率分别为21.9%,39,V-0和248 kW/m2

    • 二苯乙酮基聚合物对热塑性聚醚酯弹性体阻燃性能的影响

      2016, 32(3):86-91. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.016

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      摘要:用1,4’-二羟基二苯乙酮(BHDB)与间苯二酰氯(IPC)合成了具有良好成炭性的BHDB-IPC聚合物,与磷-氮(P-N)膨胀阻燃体系AlPi/MPP复配,通过熔融共混法制备了无卤阻燃热塑性聚醚酯弹性体(TPEE)材料。研究表明,BHDB-IPC在700 ℃时残留率可达45.49%,BHDB-IPC与磷-氮膨胀阻燃体系复配,有助于形成连续致密稳定炭层,提高TPEE的热分解残留率,有效抑制熔滴,产生明显的协效阻燃作用。当TPEE/P-N/BHDB-IPC的质量比为85/12/3.0时,其阻燃等级达到UL94 V-0级别,极限氧指数为28.5%。

    • 光固化聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备及性能

      2016, 32(3):92-95. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.017

      摘要 (537) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或甲苯2,4二异氰酸酯(TDI)分别与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应制备聚氨酯预聚体,再以预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中,光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。场发射扫描电子显微镜和差示扫描量热法研究表明,与未改性的纳米SiO2相比,以聚氨酯分子链改性的纳米SiO2可显著提高与PUA树脂相容性及杂化涂层的热稳定性能。以摆杆阻尼试验仪及漆膜冲击器研究了杂化涂层的力学性能,研究表明通过调整预聚体的分子链结构可在提高杂化涂层硬度的同时,不损失涂层的冲击性能。

    • 微波固化碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环及其力学性能

      2016, 32(3):96-101. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.018

      摘要 (1054) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用微波固化技术,对碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环进行了固化试验研究。综合运用红外光谱、微观CT扫描系统、力学拉伸试验机和扫描电子显微镜等试验方法分析材料的固化行为、微观形态及力学性能,并与传统热固化试样进行了对比。研究结果表明,微波固化方式与传统热固化方式的固化机理不同,微波固化可显著缩短固化周期;微波固化过程中未引入新的化学反应,且2种固化方式所获得的固化产物化学结构相同;CT扫描分析揭示出微波功率的大小对碳纤维复合材料孔隙率有着重要的影响;在相同固化温度条件下,微波固化复合材料NOL环的拉伸强度和层间剪切强度均低于热固化复合材料,这主要归因于微波固化复合材料具有较大的孔隙率;扫描电镜分析表明微波固化复合材料树脂和纤维的粘接情况要稍好于热固化复合材料。

    • 基于气液两相流的聚合物气辅挤出数值模拟

      2016, 32(3):102-107. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.019

      摘要 (620) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更准确地反映气辅挤出中气体对熔体成型的影响机理,建立了气液两相流模型,对不同气压作用下的熔体挤出成型进行了有限元数值模拟,得到了气辅作用下熔体的流速、压力降和第一法向应力差等分布。与完全滑移边界条件的模拟结果对比发现,基于气液两相流的气辅挤出,熔体的流速、压力降和第一法向应力差等物理场均存在较大变化。实验也验证了熔体挤出成型受气压的影响较大。对模拟和实验结果分析表明,气体的辅助作用对熔体产生的第一法向应力差,是造成熔体流速、压力降和成型产生变化的主要原因。而这些是以完全滑移边界条件气辅模拟方法无法体现出来的。因此,气辅挤出模拟需要考虑气体层对熔体成型的影响,并且在实际气辅挤出加工中,需要合理地设置气压等工艺参数。

    • 橡胶轮胎部件挤出过程数值模拟分析

      2016, 32(3):108-112. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.020

      摘要 (635) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某轮胎部件胶料的挤出过程为研究对象,采用Phan-Thien-Tanner (PTT)本构方程对挤出过程进行三维等温数值模拟。分析了胶料在挤出机内的流动情况,并考察分析壁面滑移系数、流量和牵引速率对出口速率分布和挤出胀大的影响。结果表明,在自由挤出的条件下,壁面滑移程度对胶料离开口模时的速率分布影响较大,主要表现为对挤出胀大的影响,而流量的变化对挤出胀大的影响较小;当施加牵引时,随着牵引速率的增加,挤出胀大比减小,当牵引速率超过一定范围后会导致挤出物的形状发生畸变。

    • 气体流量对管材气辅挤出的影响

      2016, 32(3):113-117. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.021

      摘要 (598) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:将气体简化为广义牛顿流体,并作为单独的内外两层,针对管材型气辅挤出口模,建立了二维有限元模型,并进行了数值模拟,研究了气体流量对口模出口处剪切速率、熔体速度及口模流道中心处熔体压力的影响。研究表明,当气体流入口模流道内,聚合物熔体在口模出口处厚度为-0.85~0.85 mm剪切速率为零,为促使聚合物熔体既满足表面质量不因剪切速率不均引起表面质量缺陷,又满足在厚度方向的尺寸要求(即2 mm),故需将聚合物熔体与气体相汇处的流道沿厚度方向扩大0.3 mm;同时也为了进一步降低因速度梯度大而引起的表面质量缺陷,文中进气体流量为2.512×10-3m/s最佳。因此,当气体作为一种辅助工艺引入到聚合物挤出成型当中,需在两相流相汇处流道沿厚度方向预留足够的空间(本文是预留制品厚度的20%的尺寸)以满足制品的尺寸及表面质量要求。

    • 氢化丁腈橡胶在高温盐酸中的老化过程

      2016, 32(3):118-123. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.022

      摘要 (821) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了氢化丁腈橡胶(HNBR)在不同温度下和10%的盐酸中,老化前后的化学组成、微观结构和力学性能变化。通过固态碳核磁、X射线光电子能谱、扫描电镜、红外光谱和拉伸测试表征分析了经盐酸浸泡和未经浸泡的HNBR试样。由这些结果可知,在110 ℃和130 ℃的条件下,HNBR发生的老化反应主要是腈基水解为酰胺基,并有少量羧酸基产生。当温度升高到150 ℃时,会有一部分碳酰胺基转变为羧酸基,并且伴有少量氨气生成。在170 ℃时,随着温度的进一步升高,氨气的产生速度加快;生成大量的羧酸基团和氨气,导致HNBR基体内部形成大量孔洞;与此同时,碳酰胺基团之间会发生缩合反应,产生交联,导致HNBR的硬度提高。这些反应很好地解释了氢化丁腈橡胶材料老化前后的力学性能变化。

    • 基于红外衰减全反射法的高弹改性沥青组分析出表征

      2016, 32(3):124-127. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.023

      摘要 (622) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过测试2种不同高弹改性沥青的宏观性能发现,高弹1#改性沥青的延度和针入度随时间推移明显降低,软化点呈升高趋势,-10 ℃低温弯曲应变显著下降,而高弹2#改性沥青宏观力学性能并没有发生明显衰变;采用红外衰减全反射法(ATR)结合红外光谱定量分析法对2种不同高弹改性沥青的组分析出问题进行了研究,发现高弹1#在60 ℃的温度下随时间延长逐渐从改性沥青表面析出,且析出迁移量逐渐增加,而高弹2#基本不发生组分析出,其组分抗迁移能力优于高弹1#。证明高弹1#改性沥青宏观性能衰变的原因是由于高弹改性剂随时间延长逐渐析出至沥青表面所致。

    • 低收缩高抗冲聚丙烯复合物的制备

      2016, 32(3):128-133. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.024

      摘要 (608) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:等规聚丙烯(iPP)的收缩率高和缺口冲击强度低的缺点严重限制了其应用范围。文中研究了短玻璃纤维(GF)、聚丙烯接枝马来酸酐(MPP)及复合增韧剂(CTAs)对iPP的微观结构、收缩率和冲击强度等性能的影响。结果表明,当体系中加入30 phr GF时,样条在室温下放置24 h和48 h后的收缩率分别降低为0.168%和0.191%,仅仅为纯iPP的收缩率(1.821%)的9.2%和10.5%。在体系PP/GF/MPP/CTAs(质量比为55/30/5/10)中,拉伸强度提高至61.37 MPa,比纯iPP提高了81.2%;拉伸模量提高至1545 MPa,比纯iPP提高了118%;冲击强度提高至20.11 kJ/m2,比纯PP提高了225%。

    • 两亲性PP-g-(NVP-co-PEGMA)抗污染改性剂的制备及改性聚丙烯亲水微孔膜的表征

      2016, 32(3):134-140. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.025

      摘要 (718) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:以乙烯基吡咯烷酮 (NVP)和聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)为共聚单体,采用熔融接枝法制备了两亲性改性剂PP-g-(NVP-co-PEGMA);利用红外光谱、X射线光电子能谱对制得的改性剂进行表征,研究了PEGMA单体用量对熔融接枝聚合PVP接枝率的影响。利用熔融共混和拉伸成孔工艺制备了聚丙烯亲水微孔膜。利用接触角、热失重分析、扫描电镜和水通量测试对改性剂及膜性能进行表征。结果表明,亲水性支链成功接枝到PP大分子链上,少量PEGMA的加入提高了NVP的接枝率,相比NVP作为唯一单体的情况提高了5.66%;改性PP微孔膜的热稳定性能提高,亲水性也得到很大改善,起始接触角从96.0°下降到57.5°。膜的平均孔径在0.15 μm左右,孔径分布相对均匀,孔隙率为32.7%。改性后的PP膜水通量随时间的延长下降缓慢,亲水性和抗污染性能得到大幅度提高。

    • 静电纺丝制备聚苯乙烯/纳米纤维素晶体纳米复合薄膜及其性能表征

      2016, 32(3):141-146. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.026

      摘要 (1107) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用静电纺丝法成功制备出聚苯乙烯(PS)/纳米纤维素晶体(CNCs)纳米复合薄膜,并对复合纤维薄膜的形貌、热学性能、力学性能和疏水性能进行了表征。结果表明,随CNCs添加量的增加,静电纺PS/CNCs纳米复合纤维表面逐渐光滑,且纤维平均直径呈先增大后减小趋势;纳米复合薄膜呈两阶段热分解方式,其最大热解温度由415.2 ℃升高到421.4 ℃;纳米复合薄膜的拉伸性能也随CNCs的增加而有所提高,CNCs添加量为m(CNCs)/m(PS)=7/100时得到纳米复合薄膜的最大拉伸应力为(0.4±0.02) MPa,为电纺PS纳米纤维薄膜拉伸应力的5.7倍,而断裂伸长率则呈逐渐减小趋势。亲水性CNCs的加入,并未降低PS本身疏水特性,其接触角先增大至139°后减小到130°,接触角总体呈增大趋势。

    • 可溶性含氟聚酰亚胺薄膜的制备及表征

      2016, 32(3):147-151. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.027

      摘要 (480) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分子设计制备一种新型二胺单体3,3′-二异丙基-4,4′-二氨基二苯基-4″-氟苯基甲烷(PAFM)及新型可溶性含氟聚酰亚胺薄膜材料(FPIs)。研究表明,聚合物溶解性能显著,能较好溶于常规有机溶剂,如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲亚砜(DMSO)、N-甲基吡诺烷酮(NMP)、四氢呋喃(THF)和丙酮;耐热性能突出,玻璃化转变温度高于273 ℃,氮气中10%热失重温度在470 ℃以上;光学性能优良,截止波长低于322 nm,波长大于466 nm范围内透过率都在80%以上;疏水性能优异,接触角超过90.8°。

    • 表面改性蒙脱土/聚氨酯形状记忆复合材料的制备与性能

      2016, 32(3):152-156. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.028

      摘要 (571) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)的方法在蒙脱土表面接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),接枝改性后的蒙脱土与聚氨酯原位聚合制备形状记忆聚氨酯复合材料。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析、动态力学分析等方法表征材料的结构与性能,并测试其形状记忆性能。结果表明,随着改性蒙脱土含量的增大,复合材料的拉伸强度逐渐增大、玻璃化转变温度(Tg)上升,且改性蒙脱土的加入增大了复合材料的热稳定性,复合材料在循环4次后仍具有很好的形状记忆性能。

    • 一种长链磷腈衍生物的制备及对乙烯醋酸乙烯酯的阻燃增容作用

      2016, 32(3):157-161. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.029

      摘要 (570) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:合成了一种长链磷腈衍生物六辛胺基环三磷腈(HOCP)阻燃增容剂,通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱及元素分析对阻燃剂的组成及结构进行了表征。将新合成的HOCP应用于聚磷酸铵(APP)和三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(Trimer)处理的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)材料,并通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、力学性能测试和流变测试,研究了HOCP对EVA的阻燃增容作用。通过扫描电镜研究了阻燃EVA材料经氧指数测试后的残炭内外表面。结果表明,HOCP对EVA具有较好的阻燃增容作用,当添加10%的HOCP时,阻燃效果最好,样品6的LOI达到了29.5%,当添加15%的HOCP时,断裂伸长率达到最大,样品7的断裂伸长率达到了949%。

    • 剑麻纤维素纳米晶须/POSS杂化材料的制备及热性能

      2016, 32(3):162-166. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.030

      摘要 (715) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过硫酸水解法制备剑麻纤维素纳米晶须(SCNW),通过KH550直接水解缩合法制备八氨基低聚倍半硅氧烷(POSS-NH2),并以环氧氯丙烷作为交联剂制备POSS接枝剑麻纤维素纳米晶须的杂化材料。采用红外光谱仪、扫描探针显微镜、热重分析仪对其表面形貌和热性能进行了表征。测试结果表明POSS成功地接枝到SCNW的表面, 并且SCNW接枝POSS后,其热性能有了较大的提高,初始失重温度从145 ℃提高到256 ℃,共提高了111 ℃,700 ℃时的残炭率也高达40%。

    • 海洋深水柔性立管密封胶的研制及性能

      2016, 32(3):167-172. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.031

      摘要 (517) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用弹性环氧树脂和憎水型固化剂制备了一种能在水下1500m固化的高弹性高粘接性的密封材料。采用万能材料试验机、扫描电镜及差示扫描量热仪研究了密封胶的性能。测试结果表明,随着固化剂含量的增加,密封胶的断裂伸长率由98.30%增加到163.20%,拉伸强度由5.80 MPa减小到1.35 MPa,拉伸剪切强度由7.31 MPa减小到2.53 MPa;随着固化压力的增加,密封胶的粘接能力先增加然后趋于平缓;DSC结果表明,随着固化剂含量的增加,密封胶的玻璃化转变温度Tg从112.24 ℃降低到-5.51 ℃;模拟实验结果表明,该密封胶有良好的粘接柔性立管的性能。

    • 聚丙烯酸/聚乳酸复合多孔pH响应水凝胶的制备及性能

      2016, 32(3):173-177. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.032

      摘要 (983) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用电纺制备直径为(2.69±0.63) μm,孔径大小为150 nm×120 nm聚乳酸(PLLA)纳米孔超细纤维。以丙烯酸(AA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,通过自由基聚合制备聚丙烯酸 (PAA)水凝胶。将PLLA纳米孔超细纤维浸泡在上述体系中,通过原位聚合制备PAA/PLLA复合水凝胶,并研究m(AA)∶m(PLLA)对复合水凝胶形貌的影响。致孔剂聚乙二醇(PEG)加入,明显提高纤维孔隙率。与PAA水凝胶相比,PAA/PLLA复合水凝胶pH响应时间大大缩短,且拉伸强度由1.9 MPa增加到5.2 MPa,弹性模量从90.4 MPa增加到108.2 MPa。

    • 激光选区烧结3D打印成形生物高分子材料研究进展

      2016, 32(3):178-183. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.033

      摘要 (991) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景。作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高分子材料近年来发展迅速,成为医疗领域研究的热点。文中重点介绍了左旋聚乳酸、聚己内酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇四类常用于SLS技术的生物高分子及其复合材料,对其研究和应用现状进行综述,并对其性能和用途进行对比讨论,提出今后该领域的发展方向。

    • 氧化石墨烯及其聚合物复合材料制备的研究进展

      2016, 32(3):184-190. DOI: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.034

      摘要 (740) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:石墨烯是一种具有单层蜂窝状二维网格结构的新型材料,具有优异的力学、化学性能。氧化石墨烯(GO)作为氧化还原法制备石墨烯的中间体,具有较高的比表面积以及石墨烯所不具备的丰富官能团。鉴于官能团的存在,GO具有优良的化学修饰性能,以此可制备性能更高的或具备新性能的GO/聚合物复合材料。文中综述了氧化石墨烯的结构、性能及制备方法,主要介绍了制备GO的Hummers法,比较了GO/聚合物复合材料的不同制备方法,列举了复合材料的性能特点,最后对GO复合材料制备方法的发展和GO/聚合物复合材料的应用前景进行了展望。

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