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阳离子丙烯酸/醇酸树脂水性涂料的性能研究?

, 税小军 , 沈一丁 , 王海花 , , 郭丽媛 , 侯婧莉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.10.009

以阳离子丙烯酸/醇酸树脂乳液、钛白粉、分散剂、增稠剂、消泡剂等原料制备一种阳离子丙烯酸/醇酸树脂水性涂料.主要研究了涂料的稳定性、流变行为、热性质、表面形貌和防腐性能,研究表明,分散剂用量为1.5%(质量分数)(占涂料总质量,下同),增稠剂用量为0.9%(质量分数)时,涂料的稳定性最好;在最佳稳定条件下,涂料的流变行为表明涂料具有触变性,有利于涂料的施工和贮存;热重分析表明,涂料的热分解温度为215.3℃,可适用于温度低于200℃的工业环境;防腐性能表明,涂料的腐蚀电流密度为1.076×10-4 A/cm2,具有240 h 的耐盐雾性能;原子力显微镜表明涂层表面粗糙度为3.893 nm,并呈现出纳米级的凹凸结构.

关键词: 水性涂料 , 醇酸树脂 , 阳离子 , 丙烯酸树脂 , 性能

水性磺酸型聚氨酯/聚吡咯导电材料的制备、微观结构及成膜机理

王海花 , 何凤 , , 牟静

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.006

以2,4-二氨基苯磺酸钠为亲水扩链剂,通过预聚体法合成了水性磺酸盐型聚氨酯分散液(SW-PU).并在FeCl3氧化剂的作用下,采用原位化学氧化聚合法制备了系列不同聚吡咯(PPy)质量浓度的水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)分散液,并通过溶液浇铸法制得系列复合导电薄膜.随着 PPy 的引入, SWPU分子与 PPy 分子间发生反应,SWPU/PPy 的高温热稳定性亦得到提高.随着吡咯质量浓度的增加,SWPU/PPy乳胶粒的粒径增加.经适量PPy改性后,PPy可在SWPU 胶束内部和表面均匀分布,形成大小均匀的纳米复合粒子;SWPU/PPy复合膜表面粗糙度下降,SWPU与PPy间具有较好的相容性.但当PPy质量浓度高于15%时,开始呈现一定的颗粒形貌,且薄膜表面粗糙度随着 PPy 浓度的增加明显增加;当PPy质量浓度高于30%时,胶膜表面颗粒形貌明显,胶膜表面主要由 PPy 组成.复合薄膜的渗透阈值介于质量浓度为1.5%~2%之间,当Py质量浓度为30%时,电导率高达1 S/cm.

关键词: 水性磺酸盐聚氨酯 , 聚吡咯 , 微观结构 , 成膜机理 , 相行为

无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯乳液的制备及其膜性能研究

, 朱科 , 王成俊 , 沈一丁 , 王海花 , 陈宗明

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.13.033

采用原位聚合法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL)、二羟甲基丁酸(DM-BA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)等为主要原料制备得到了无溶剂阴离子聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,并系统地研究了n(NCO)/n(OH)(R值)、亲水扩链剂DMBA和硬单体MMA的用量对WPUA乳液及其膜性能的影响.结果表明,WPUA乳胶粒呈核-壳结构,当R=1.2,m(DMBA)=3.1%,m(MMA)=26.6%时,所得的WPUA乳液粒径较小且分布窄,平均粒径为98.98nm,乳胶膜呈现良好的物理机械性能,拉伸强度为17.02MPa,断裂伸长率为109%,吸水率低至6.9%.

关键词: 无溶剂聚氨酯-丙烯酸酯 , 原位聚合法 , 阴离子 , 乳胶膜

环氧氯丙烷对水溶性聚乙烯醇纤维的表面改性及增强机理

王昭晖 , 沈一丁 , , 王海花

功能材料

采用环氧氯丙烷通过溶胀悬浮多元接枝共聚法对水溶性聚乙烯醇(PVA)纤维进行表面改性,讨论了未改性和改性PVA纤维含量、环氧氯丙烷添加量、干燥温度、干燥时间及PVA纤维水溶温度对纸张干、湿拉力以及湿强度的影响。研究结果表明PVA纤维经环氧氯丙烷改性后,纸张的各项强度均有大幅提高,同时明显改善了其粘缸粘布行为和分散性。当干燥温度为100-110℃,干燥时间为10min,纤维水溶温度为80℃时,纸张具有较佳的强度。红外光谱图证实了环氧基团在原纤维表面的接枝改性反应。扫描电镜图表明PVA纤维经环氧改性后,表面由光滑结构转变为鳞状沟壑结构。原子力显微镜图AFM进一步说明了PVA纤维表面的亲水性基团部分被疏水性环氧基所取代,可增强纤维间的结合力。

关键词: 环氧氯丙烷 , 聚乙烯醇纤维 , 表面改性 , 湿强度

MA/AA/AM/AMPS四元共聚物的合成及其对硫酸钙和碳酸钙的阻垢性能

牟静 , 李小瑞 , , 王海花 , 税小军 , 杨杉杉

功能材料

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺2甲基丙磺酸(AMPS)为原料,通过自由基溶液共聚合法,合成了MA/AA/AM/AMPS四元共聚物阻垢剂.红外光谱(FT-IR)结果表明共聚物分子链上同时含有羧酸基、酰胺基和磺酸基等基团;扫描电镜(SEM)分析表明MA/AA/AM/AMPS抑制了碳酸钙和硫酸钙垢的生长.探讨了共聚物用量、钙离子浓度、体系pH值和温度对MA/AA/AM/AMPS阻碳酸钙和硫酸钙垢的影响.结果表明,合成产物对碳酸钙和硫酸钙具有优良的阻垢性能,且适用于高温循环水处理.

关键词: 水处理 , 阻垢性能 , 四元共聚物 , 阻垢剂

乙烯基单体不同时机不同添加量对聚氨酯/丙烯酸酯乳液及胶膜性能的影响?

王海花 , 刘云 , 柳宜 , , 李晴龙 , 王永超

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.18.013

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己内酯二元醇(PCL1000)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、二羟甲基丁酸(DMBA)、甲基丙烯酸羟乙酯(H EMA)等为主要原料,采用原位聚合法,合成了聚氨酯丙烯酸酯复合乳液.研究了烯基单体不同时机不同添加量对预聚体的流变行为、共聚物性能以及分散液光散射强度的影响,并通过傅里叶红外光谱(FT-IR)及核磁共振仪(NMR)测定胶膜的结构.TEM及粒径分析表明,复合乳液微粒呈球形,核壳结构,随着前期加入乙烯基单体量增多,呈非牛顿性流体行为乳液黏度逐渐降低,微粒粒径从62.96 nm 增至78.86 nm,凝胶率则从4.21%降至0.11%,胶膜吸水率从12.19%降至8.22%,并通过动态光散射法,研究了乙烯基单体前后不同加入比例情况下的聚合历程.

关键词: 原位聚合 , 预聚体 , 聚氨酯丙烯酸复合乳液 , 乙烯基单体 , 光散射强度

肼单体对聚氨酯-聚丙烯酸酯乳胶膜固化动力学及降解动力学的影响

王海花 , 侯婧莉 , , 姜春阳

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.15.011

采用原位乳液聚合法制备水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液(PUA),以甲基丙烯酸乙酰氧基(AAEM)为酮单体,己二酰肼、碳酸二酰肼、草酸二酰肼、丁二酸二酰肼为肼单体对其进行交联改性,得到不同酮肼交联型的 PUA 乳液.通过非等温差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究了不同肼单体对聚氨酯-丙烯酸酯胶膜的固化动力学及降解动力学的影响,采用T ~β外推法确定了固化工艺温度,根据 Kissinger-Ozawa 和 Crane 方程计算出不同 PUA 乳胶膜的固化反应表观活化能,反应级数和频率因子,并采用 Kis-singer 法对乳胶膜的热降解动力学进行了分析.结果表明4种肼单体所制的 PUA 乳胶膜中,选取草酸二酰肼所制的乳胶膜的固化反应表观活化能最高,为3.153 kJ/mol,反应级数为1.148,碰撞因子为57.943,而选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的固化反应表观活化能最低,为1.639 kJ/mol,反应级数为1.317,碰撞因子为1.917;选取碳酸二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最佳,而选取己二酰肼制备的乳胶膜的热稳定性最差.

关键词: 聚氨酯-丙烯酸酯 , 肼单体 , 酮肼交联 , 固化动力学 , 降解动力学

高固含量低粘酮肼交联聚丙烯酸酯微乳液的制备及性能

张娟 , 沈一丁 , 王海花 ,

功能材料

以丙烯酸类单体为聚合单体,采用种子聚合制备了高固含量聚丙烯酸酯微乳液,讨论了乳化剂用量、引发剂用量、软硬单体比例等对乳液粒径及粘度的影响,并用IR、TEM、粒径仪对共聚物进行表征,实验结果表明,随着乳化剂用量增加,乳液粘度不断增大,粒径逐渐减小;乳液粒径随引发剂用量的增大先增大后减小,而乳液粘度随引发剂用量的增大先减小后增大;随着软硬单体比例的增大,乳液粘度逐渐增大,而对粒径的影响不明显;当pH值=7.5~9时,聚丙烯酸酯微乳液具有良好的稳定性。

关键词: 聚丙烯酸酯 , 微乳液 , 酮肼交联 , 可聚合乳化剂

丙烯酸树脂-硅溶胶/封端异氰酸酯无醛人造板粘合剂的制备及性能表征

李轩 , 沈一丁 , 李小瑞 , , 孟祥青

功能材料

以聚乙烯醇(PVA)为高分子分散剂,丙烯酸(AA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,采用无皂种子乳液聚合法制备了稳定且性能优异的丙烯酸树脂乳液。以此丙烯酸树脂乳液为主剂,硅溶胶(Sil)和封端异氰酸酯(HDI)为外加交联剂复合制得性能优异的无醛人造板粘合剂。实验讨论了其合成影响因素,并优化了合成工艺条件。研究表明,当m(PVA)=8%,m(AA)=8%,m(NMA)=4%,n(BA)∶n(St)=2∶1,m(Sil)=10%,m(HDI)=8%时,此粘合剂具有优异的应用效果。当以施胶量为250g/m2进行施胶时,细木工板的胶合强度达0.82MPa,横向静曲强度达20.5MPa,均符合国家标准。并用IR、TG对其进行了表征。

关键词: 粘合剂 , 异氰酸酯 , 硅溶胶 , 丙烯酸树脂 , 胶合强度

GMA改性无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液的合成及性能研究

, 陈宗明 , 沈一丁 , 王海花 , 朱科

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.09.010

采用原位聚合法,制备得到了无溶剂阴离子聚氨酯/丙烯酸酯(WPUA)复合乳液,系统地研究了GMA用量对WPUA乳液及其膜性能的影响.结果表明,当m (GMA)=10.2%时,WPUA乳液粒径较小且分布窄,平均粒径为141.1nm,且聚合物具有良好的热稳定性,涂膜呈现良好的耐水性和耐醇性,吸水率低至6.85%,涂膜硬度达到2H,附着力达到0级,耐冲击合格.

关键词: 原位聚合法 , 无溶剂 , 阴离子 , 聚氨酯/丙烯酸酯 , 甲基丙烯酸缩水甘油酯

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