为制备综合性能良好的高折射率聚硫醚,以2,5-二羟基-1,4-二噻烷为原料,通过酯化、取代、水解三步反应,设计合成了二元硫醇2,5-二巯基-1,4-二噻烷(DSDT);以双酚S为原料,通过酯化反应,设计合成了双烯4,4'-双(丙烯酰氧基)二苯砜(BADS);继而通过DSDT和BADS的巯基-烯点击反应制备了包含硫醚键、砜基和苯环结构的聚硫醚PDB.采用凝胶渗透色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振波谱仪、差示扫描量热仪和热失重分析仪、紫外-可见分光光度计和椭圆偏振光谱仪表征了 PDB的分子量及其分布、结构、热性能和光学性能,考察了催化剂、反应温度和溶剂对PDB分子量的影响规律.结果表明:三丙基膦可高效催化DSDT与BADS的巯基-烯点击反应.以三丙基膦为催化剂,在二氯甲烷中15℃反应24 h,可以得到数均分子量为4.08×104 g/mol的PDB.PDB表现出良好的热性能(T5％=273.9℃,Tg=93.7℃)、高的光学透明度(T450nm=90％)和较高的折射率(nD=1.648 6)和阿贝数(28.5),在光学涂层中具有良好应用前景.
聚乙烯醇(PVA)产品醇解度是影响产品品质和下游应用的一项重要指标,通常采用化学滴定法测定,但耗时耗力.目前文献报道的核磁共振波谱测定醇解度的方法虽然大大简化了实验流程,提高了测定速度,但大多存在谱峰指认不清导致测定结果误差较大的问题.本文优化了样品制备和测试条件,如溶剂、温度等,在此基础上通过一系列二维核磁实验对不同谱峰进行了准确的归属,并通过定量核磁实验进行了定性、定量分析.结果表明,3种1H谱计算方法和13C谱计算方法结果高度一致,并与滴定结果十分吻合.与定量13C谱相比,定量1H谱实验方法在10 min以内即可得到结果,是一种快速准确的聚乙烯醇产品醇解度测定方法.
以特性黏度为(0.682±0.010)dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,在2.5万吨/年的国产中空短纤维生产线上生产整张棉专用4.40 dtex硅整理PET中空短纤维,探讨了环吹冷却工艺以及牵伸工艺对生产运行影响,对纤维的蓬松性能、压缩回弹性能、滑爽性能以及充枕性能进行表征.结果表明:环吹风速度4.5 m/s、环吹风温度22 ℃,牵伸浴槽温度64℃,第一牵伸倍率2.900、第二牵伸倍率1.070,松弛定型温度170℃,松弛定型时间10 min,该条件下生产的整张棉专用4.40 dtex硅整理PET中空短纤维的蓬松性能、压缩回弹性能、滑爽性能均最优.
根据蒽醌法生产过氧化氢中间质量控制的需求,建立了一种气相色谱法测定工作液溶剂组分的方法.采用TG-5SILMS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)毛细管柱,程序升温,起始温度40 ℃,保持3 min,以10℃/min升到300℃并保持1 min,进样口温度300 ℃,分流进样,分流比为100∶1,氢火焰离子化(FID)检测器,检测器温度300℃,进样量1.0μL的检测条件,先根据重芳烃(AR)、四丁基脲(TBU)和磷酸三辛酯(TOP)单标的保留时间进行定性分析,再采用一点校正法对工作液各溶剂组分进行定量分析.结果表明:该方法操作简单、相对标准偏差在0.18％～0.38％之间、加标回收率在99.85％～100.68％之间,可作为蒽醌法生产过氧化氢中间过程质量控制.
为了提高聚对苯二甲酸乙二醇-1,4环己烷二甲醇酯(PETG)的加工流动性能,在分子链中引入柔性的二甘醇(DEG)结构,制备了 DEG含量分别为1.16％、1.6％、2.03％的PETG改性共聚酯.采用毛细管流变仪研究了 PETG改性共聚酯的流变性能.结果表明,不同DEG含量的PETG的剪切黏度随剪切速率的增高而降低,且非牛顿指数均小于1;在相同的剪切速率下,DEG含量越高,PETG的黏流活化能越小,共聚酯越容易在低温下产生流动,熔体黏度也会相应降低,说明DEG有利于改善熔体的流动性,使其加工性能提高.
以己二酸为改性组分,与对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)共聚制备聚对苯二甲酸-己二酸乙二酯(PEAT)共聚酯,通过流延铸片、双向拉伸制备了聚酯薄膜.以常规PET薄膜为参照,采用取向测试仪、万能材料试验机测试薄膜取向度及力学性能等,研究了拉伸温度、拉伸速率对PEAT共聚酯拉伸行为和薄膜性能的影响,探索了其最佳拉伸工艺.结果表明,相比PET聚酯,PEAT玻璃化转变温度较低、拉伸温度较低,合适的拉伸温度为70℃至90℃.随着拉伸温度升高,薄膜取向度下降、拉伸速率升高、断裂伸长率升高.PET拉伸温度为95℃时,拉伸速率最高达175％/s,薄膜断裂伸长率约112％.PEAT共聚酯拉伸温度为70℃时,拉伸速率最高达300％/s,薄膜断裂伸长率约147％.
丝素蛋白(SF)是一种具有优异生物相容性、降解性能可调、易于加工的生物材料,可用于制备生物忆阻器.但多数纯SF基忆阻器存在开关电流比(ION/IOFF)低、能耗高、阈值电压不稳定、循环稳定性差等问题.为提升SF基忆阻器的电流开关比、可重复性及忆阻稳定性,本文利用SF与石墨烯(Gr)材料复合,采用层层自组装技术构筑了氧化铟锡(ITO)/Gr/SF/Gr/Al复合忆阻器,采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、台阶仪等对忆阻功能层的形貌及结构进行分析,并通过半导体参数分析仪表征器件的忆阻性能.结果表明,该复合忆阻器实现了稳定的双极性电阻转变.其中,忆阻器的ION/IOFF可提升至103,器件可实现超过50次的稳定电阻转变过程,启动电压(VSET)和置位电压(VRESET)分别分布于-2～-1 V以及3～4 V之间,阻态保持时长可达1 000 s.通过拟合I-V曲线可知,该复合忆阻器的忆阻机制为空间电荷限制电流机制.
丁二酸作为生物可降解材料的原料之一,其杂质对聚合反应和聚合产物都会产生一定的影响.本文采用液相色谱法分析丁二酸中有机杂质含量,通过探索色谱柱、流动相、流动相pH值、检测器紫外波长等,确定合适的色谱条件,采用标准品比照定性法和外标定量法对丁二酸中有机杂质进行定性定量分析.建立的分析方法重复性优于3.0％,回收率范围为88.30％～117.24％,检出限优于0.0015％,说明本方法的精密度好、准确度高,能满足丁二酸质量评价的测试需求.
研究了丝胶蛋白与丙烯腈通过自由基聚合接枝共聚制备纺丝液的方法,并测定聚合物中丝胶蛋白接枝效率和纺丝液的黏温曲线.通过红外光谱和X射线衍射分析共聚物和纤维的特征峰和结晶度,通过纤维强力仪、烘箱干燥和酸碱液浸泡测试纤维的强伸性能、回潮率和耐酸碱性.结果表明:反应6 h,丝胶蛋白接枝效率基本保持稳定;温度在40～50 ℃之间,纺丝液的黏流性能最利于纺丝;共聚物红外光谱图中含有丝胶蛋白与丙烯腈的特征峰;X射线衍射分析得出接枝前后聚丙烯腈的内部结晶结构未被破坏,且丝胶含量越高结晶度越低;纤维的断裂强度达4.01 cN/dtex、断裂伸长率为45.75％,回潮率为5.8％,不耐长时间的高温强酸强碱处理.
表面活性剂的化学结构与其物化性能密切相关,两性离子表面活性剂由于其头基阴、阳离子共价键合的特殊结构备受关注.本文以11-溴-1-十一醇和二甲胺为原料,通过甲基丙烯酰氯(MA)和丙烯酰氯(A)的醇解反应引入可聚合基团,最后与1,4-丁磺酸内酯开环反应合成了两种新型的两性离子表面活性剂SB114MA和SB114A,利用核磁共振氢谱表征其纯度较高,计算其产率均可达70％.通过与水和交联剂共混利用紫外光引发自由基聚合实现了可聚合型表面活性剂的固化成膜.红外光谱图中波数为1 633 cm-1的碳碳双键在聚合后消失证实了聚合反应的发生.利用扫描电子显微镜和万能试验机表征膜的截面形貌和机械性能,结果表明制备的聚合物薄膜均相且机械性能良好,其断裂强度为2.6 MPa,断裂伸长率为9.2％.
以Y501C相对黏度仪为例,介绍了相对黏度仪的构造、工作原理、常见故障现象及诊断、预防、处理方法.相对黏度仪的故障通常发生在进样系统、溶剂输送系统、管线系统,通过分析故障的发生原因并阐述处理方法及预防措施,给相对黏度仪的使用者起到一定的借鉴和指导作用.
为了研究[P,N]型镍催化剂的双重强供电子效应对烯烃与极性单体共聚性能的影响,本文设计合成了两种咪唑烷-2-亚胺为配体的镍配合物Ni1和Ni2,并通过核磁对其表征,研究了该类镍配合物在二氯乙基铝(EtClAl2)助催化剂的活化下催化降冰片烯均聚及其与苯乙烯的共聚行为.结果表明,以EtClAl2为助催化剂时,配合物Ni1催化降冰片烯均聚活性高达1.92×107 g/(mol·h).该体系配合物同样有效催化降冰片烯与苯乙烯共聚,Ni1的聚合活性高达2.14x 106 g/(mol·h).该体系催化剂对降冰片烯与苯乙烯共聚表现出良好的聚合性能,从而为高效镍金属催化剂的开发提供理论依据.
以对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)作为原料,经过酯化缩聚制备聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG).研究CHDM质量含量(0～20％)对PETG共聚酯酯化和缩聚过程的影响,同时利用热失重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)等对PETG共聚酯的常规性能、热性能进行分析.结果表明,在等负荷和相同原料醇酸比的条件下,随着CHDM添加量的增加,酯化水馏出量逐渐下降,但酯化速率变化不大;共聚酯的缩聚反应速率在聚合后期呈下降趋势;随着CHDM添加量的增加,二甘醇的含量逐渐减少,玻璃化转变温度上升,熔点降低;氮气氛围下,聚酯的失重量逐渐增大,表明PETG的热稳定性逐渐降低.
为了实现有机分子中氮的引入,以Fe基金属框架材料(MIL-101(Fe))作为非均相光催化剂,二噁唑酮为氮宾前驱体,光催化二噁唑酮与1,3-二羰基化合物的C-N偶联.以粉末X射线衍射仪验证其催化过程中的结构稳定性,以核磁产率验证其催化性能稳定性.结果表明不需要对任何底物进行预官能化,直接从C-H键形成C-N键,合成了一系列C-N偶联产物,此方法为构筑生物活性分子、药物全合成中N元素的引入提供了一种新思路,对于药物中间体的合成具有重要的应用价值.
为了实现可持续发展,以可再生的生物质原料制备高性能高分子材料成为关注重点.本文以丁香酚为原料,通过氟烷基化反应、硅氢加成反应、消除反应和Piers-Rubinsztajn反应合成了三种含有硅氧烷结构的三氟乙烯基芳基醚(TFVE)单体.利用核磁共振光谱测试(NMR)、傅里叶红外光谱测试(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)、动态热机械分析(DMA)、拉伸测试、热重分析(TGA)、介电常数测试等对TFVE单体结构、固化行为及固化样品的各项性能进行分析.结果表明三种生物基TFVE单体可以通过TFVE基团的热环化反应转化为全氟环丁基芳基醚(PFCB)聚合物.固化样品具有出色的热稳定性和介电性能,5％热分解温度分别为405、381和394℃,1 kHz～10MHz内平均介电常数分别为2.78、3.26和3.11.该工作提供了利用生物多酚制备高性能聚合物的新思路.
本文采用毛细管流变仪研究了聚对苯二甲酸-丁二酸丁二醇酯(PBST)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)流变性能,分析两种熔体在不同剪切速率和温度下动力黏度及匹配度.在动力黏度匹配较好的工艺下,对PBT和PBST进行并列复合纺丝,并牵伸,评价纤维卷曲性能.结果表明:PBST共聚酯非牛顿指数较小,表观黏度受剪切速率的影响较PBT大.两种熔体的结构程度及两者结构化程度的差异均随着温度的升高而减小,说明升高温度可提高复合可纺性.PBST共聚酯黏流活化能受剪切速率的影响较PBT小.复合纤维最佳纺丝工艺:PBST与PBT质量比为5∶5,PBST螺杆进料温度210℃,PBT螺杆进料温度255℃,纺丝箱体温255℃,牵伸温度85℃,制备的纤维具有很好的自卷曲性能.
为研究二氧化硅气凝胶对聚酯流变性能的影响,采用旋转流变仪和毛细管流变仪分别测试了二氧化硅气凝胶含量为0.7％、1.8％、2.5％改性聚酯的流变性能,并与常规聚酯的流变性能进行比较分析.结果表明:在低剪切速率下,三种改性聚酯均具有剪切变稀特性;含量为0.7％的改性聚酯表观黏度低于常规聚酯;含量为1.8％和2.5％改性聚酯的表观黏度高于常规聚酯.在高剪切速率下,三种改性聚酯非牛顿指数均＜1,为非牛顿流体;相较于常规聚酯,二氧化硅气凝胶的加入,使得改性聚酯的流动性能得到改善,聚酯熔体的非牛顿指数增大,结构黏度指数减小;在三种不同二氧化硅气凝胶含量的改性聚酯中,含量为2.5％的改性聚酯的非牛顿指数更大、黏流化能更低、结构黏度指数更小,可纺性最好.相较于常规聚酯,含量为2.5％的改性聚酯的聚合动力黏度稍高,纺丝温度偏低.
6月9日,福建联合石化成功试生产聚丙烯抗菌料1 100 NA产品,这也是近年来该公司组织开发的第19个聚烯烃新产品. 1 100 NA产品是在高流动性注塑料1 100 N的基础上通过加入改性剂,改变原有注塑料耐水性差、变色、抗菌效率差等问题.
本文阐述了一种新型抗菌后整理剂的合成方法,将聚乙烯基咪唑-聚丙烯酸-聚丙烯酸酸正丁酯三元共聚物、硝酸银和助溶剂配置成抗菌液,通过傅里叶红外光谱仪(FTIR-ATR),热重分析(TGA)和毒理性方法评价了抗菌液的组成、热性能和毒理性,抗菌液处理棉和涤纶织物后,采用吸收法抗菌测试法,台式色差仪和多功能色牢度摩擦仪对织物进行水洗抗菌率、白度和染色牢度进行测试.结果表明抗菌膜层耐热性好,安全无毒,添加3％的抗菌液配置成工作液后处理棉和涤纶织物,水洗50次后对大肠杆菌的抗菌率仍然达到99％以上,织物本身的染色牢度和白度不受抗菌液影响.抗菌液具有安全、广谱、高效和持久的抗菌效果,为进一步开发抗菌后整理液提供依据.
Fe3O4/C复合材料是一类有潜力的锂离子电池负极材料,但是其较低的电导率和显著的体积效应导致循环稳定性不够理想.采用静电纺丝技术,以乙酰丙酮铁和聚丙烯腈(PAN)为前驱体制备Fe3O4/C复合纳米纤维自支撑电极,通过在纺丝液中添加聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)引入孔隙缓解体积效应,通过高速收丝技术形成取向纤维膜以提高自支撑电极导电性.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、热重分析仪(TG)、X射线光电子能谱仪(XPS)、比表面积测试仪(BET)和电池测试系统,对所制备的电极材料的形貌结构和电化学性能进行表征.研究表明:PMMA的引入显著增加了中孔和大孔数量,高速收丝下纤维排列更加有序.孔隙的增加显著提高了 Fe3O4/C复合纳米纤维膜的比容、倍率性能和循环稳定性.所得的取向多孔Fe3O4/C复合纳米纤维膜具有710 mAh/g的高可逆容量,在1.0A/g电流密度下经过500次循环后依然具有427 mAh/g可逆容量,容量保持率高达92.1％,表现出优异的循环稳定性.
