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互穿网络结构水泥基复合材料的性能和机理研究

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混凝土 2021年第11期 70-74页

作者：王子明蔡扬扬张琳北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

以过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂引发丙烯酰胺在水泥净浆体系中进行常温原位交联聚合,制备了互穿网络结构的水泥基复合材料。利用傅里叶红外光光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、... 详细信息

以过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺为氧化还原引发体系,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂引发丙烯酰胺在水泥净浆体系中进行常温原位交联聚合,制备了互穿网络结构的水泥基复合材料。利用傅里叶红外光光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水泥水化热测试仪对该水泥基复合材料的结构形成机理进行研究,并进行抗压、抗折强度和凝结时间测试。结果表明:复合材料在形成初期,聚合物快速聚合形成网络结构,缩短了复合材料的凝结时间,并使复合材料的抗折强度显著增加。聚合物形成的网络结构对水泥颗粒的包裹,延缓了水泥早期的水化进程,抑制水泥水化矿物的早期生成,但不改变水泥水化产物的种类。互穿网络结构高性能水泥基复合材料具有快速凝结、韧性好的特点,可在修补工程及喷射混凝土施工中使用。

关键词：丙烯酰胺复合材料互穿网络结构原位聚合水泥水化微观机理

互穿网络结构的二氧化硅/环氧树脂复合材料制备及其介电性能研究

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材料导报 2023年

作者：杨菊香贾园马文建李朋娜屈颖娟西安文理学院化学工程学院

环氧树脂(EP)具有较高的电绝缘性能和较低的介电损耗，因此被广泛应用于电气设备和电子封装等绝缘材料领域。由于传统EP耐热性能较差、韧性不足，极大限制了其作为微电子元器件在高频电场下的使用。本论文以硅烷偶联剂(3-环氧乙基甲氧... 详细信息

环氧树脂(EP)具有较高的电绝缘性能和较低的介电损耗，因此被广泛应用于电气设备和电子封装等绝缘材料领域。由于传统EP耐热性能较差、韧性不足，极大限制了其作为微电子元器件在高频电场下的使用。本论文以硅烷偶联剂(3-环氧乙基甲氧基丙基)三甲氧基硅烷(KH-560)和正硅酸乙酯(TEOS)作为原料，通过溶胶-凝胶法合成末端含有环氧基团的新型端环氧基纳米SiO2(E-SiO2)，使其对E-51型EP进行改性，在固化剂作用下使E-SiO2和EP上的环氧基团发生开环反应，通过有机EP与无机E-SiO2填料之间的化学键结合，制备出具有互穿网络结构的E-SiO2/EP树脂复合材料。文中研究了E-SiO2的添加对EP树脂固化反应工艺和综合性能的影响，以期在保证EP低介电常数和低介电损耗的同时，赋予其良好的韧性和耐热性能，为在高频电路下EP树脂的应用奠定基础。

关键词：环氧树脂杂化二氧化硅互穿网络结构固化动力学介电性能

互穿网络结构水泥基复合材料的制备和性能研究

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互穿网络结构水泥基复合材料的制备和性能研究

作者：蔡扬扬北京工业大学

学位级别：硕士

水泥基材料是当今工程建设中需求量最大的无机材料,在道路、桥梁和基础民用建设中地位及其重要。但是由于其脆性较大,硬化基体容易产生裂缝,影响水泥基材料的耐久性和工程使用寿命,不能满足一些工程的特殊需求。针对上述问题,本研究尝... 详细信息

水泥基材料是当今工程建设中需求量最大的无机材料,在道路、桥梁和基础民用建设中地位及其重要。但是由于其脆性较大,硬化基体容易产生裂缝,影响水泥基材料的耐久性和工程使用寿命,不能满足一些工程的特殊需求。针对上述问题,本研究尝试采用在水泥基材料内部通过有机物原位聚合方式,形成有机-无机互穿网络结构以改善普通水泥基材料脆性和易开裂问题。以AM(丙烯酰胺)可聚合的有机单体,选择过硫酸铵(APS)和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMED)为氧化还原引发体系,常温下将其加入到水泥浆体内部进行原位聚合反应。通过系统研究聚合反应原料配比、聚合物用量(P/C)等因素对复合材料凝结硬化性能、力学性能和微观结构的影响。证明了掺入的聚合物体系能改善水泥内部结构,强化硬化水泥基体的力学性能,韧性和耐久性。对水化反应和聚合反应相互作用机理也进行了系统的研究。首先,对丙烯酰胺常温聚合反应进行水溶液和水泥孔溶液环境模拟实验,探究AM在不同环境下聚合反应及其放热情况。然后将聚合物体系与基准水泥和高贝利特硫铝酸盐水泥(HBCSA)复合制备复合材料,并对复合材料的凝结、硬化性能测试,确定最佳掺量范围。利用傅里叶红外光光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水泥水化热测试仪对水泥基复合材料的结构形成机理进行研究。研究结果表明:(1)聚合物在水泥浆体里能快速反应,放出大量的热,缩短水泥基材料的凝结时间,此速凝作用不同于传统水泥基材料的凝结硬化效果,具有良好的可控性。(2)复合材料压折比降低约50%,韧性显著提高,聚合产物的降脆增柔效果明显。(3)聚合反应和水化反应相互影响。FT-IR结果显示,水泥水化环境对聚合反应影响不大,AM在孔溶液中能良好交联聚合;聚合物体系改变了水泥浆体的微观形貌,在水泥浆体内部迅速聚合,形成三维空间骨架结构。SEM观察表明,AM在水泥浆体孔溶液中交联聚合形成网络结构,聚合物形成的网络结构包裹住水泥颗粒,改变了水泥水化产物的微观形貌。XRD结果证明,聚合物体系能够抑制早期Ca(OH)的生成量,延缓水泥早期的水化进程,抑制效果与聚合物体系掺量成正比。此外,还研究了新单体MMA(甲基丙烯酸甲酯)与基准水泥复合材料的力学性能。试验以BPO(过氧化二苯甲酰)/DMA(二甲基苯胺)为氧化还原体系,研究了MMA聚合对复合材料凝结及硬化性能的影响。结果表明,MMA体系延缓了水泥凝结时间,能提高复合材料的抗压强度,后期抗折强度有所提升。

关键词：丙烯酰胺甲基丙烯酸甲酯聚合物互穿网络结构原位聚合凝结时间压折比

PVA/CTS/P(AA-AMPS)互穿网络结构高吸水树脂耐盐性和防潮性能研究

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化工新型材料 2019年第7期47卷 144-149页

作者：关洪亮雍定利余响林王哲刘佳俊黎俊波武汉工程大学化学与环境工程学院武汉430074 武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室武汉430074

以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,壳聚糖(CTS)为天然聚合物,聚乙烯醇(PVA)为合成聚合物,采用水溶液聚合法合成了互穿网络结构高吸水性树脂[PVA/CTS/P(A... 详细信息

以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,壳聚糖(CTS)为天然聚合物,聚乙烯醇(PVA)为合成聚合物,采用水溶液聚合法合成了互穿网络结构高吸水性树脂[PVA/CTS/P(AA-AMPS)],并对其进行了表征。考察了引发剂用量、交联剂用量、CTS用量和PVA用量对树脂吸液性能的影响。在最佳反应条件下,PVA/CTS/P(AA-AMPS对蒸馏水和0.9%(wt,质量分数)的氯化钠溶液的吸附量分别为1800g/g和110g/g。暴露在空气中8d条件下的吸湿性低于单层网络的87.5%,在不同阳离子盐溶液中(Na^+、Ca2^+和Fe3^+)的吸液性能也明显优于单层网络。

关键词：高吸水树脂互穿网络结构耐盐性防潮性

互穿网络结构WPUA复合乳液在织物整理和涂料印花中的应用

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粘接 2014年第12期35卷 46-50,53页

作者：刘锦赵振河施建刚西安工程大学陕西西安710048

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚酯多元醇218为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,三乙胺为中和剂制备水性聚氨酯(WPU)。再采用"预乳化溶胀法",利用自制的水性聚氨酯和丙烯酸酯类单体制备互穿网络结构水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。... 详细信息

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚酯多元醇218为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,三乙胺为中和剂制备水性聚氨酯(WPU)。再采用"预乳化溶胀法",利用自制的水性聚氨酯和丙烯酸酯类单体制备互穿网络结构水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液(WPUA)。将制备的WPU和WPUA复合乳液用于织物整理和涂料印花,探讨了工艺参数对织物整理和印花效果的影响,并对整理后织物的手感、白度、抗皱性、抗起毛起球性、印花织物的耐干/湿摩擦牢度以及耐皂洗牢度等进行测试。结果表明,WPUA的使用能显著改善织物抗皱性和抗起毛起球性以及印花织物的干湿摩擦牢度和耐皂洗牢度。

关键词：水性聚氨酯互穿网络结构整理涂料印花

互穿网络结构CNT@TiO2多孔纳米复合材料

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互穿网络结构CNT@TiO2多孔纳米复合材料

中国化学会第29届学术年会

作者：唐亚昆刘浪贾殿赠王省超杨银丛新疆大学应用化学研究所

纳米TiO2因其优异的物理及化学性质,已被广泛应用于光催化、气敏、光电伏电池、染料敏化太阳能电池和锂离子电池等领域。CNT@TiO2复合纳米电缆由于其特殊的核鞘同轴结构已被证明在锂离子电池中具有较好的性能。本文以聚合物纳米管为碳源... 详细信息

纳米TiO2因其优异的物理及化学性质,已被广泛应用于光催化、气敏、光电伏电池、染料敏化太阳能电池和锂离子电池等领域。CNT@TiO2复合纳米电缆由于其特殊的核鞘同轴结构已被证明在锂离子电池中具有较好的性能。本文以聚合物纳米管为碳源,利用溶胶凝胶法构筑了互穿网络结构的聚合物@TiO2有机-无机杂化物,后经煅烧处理制备了互穿网络结构的CNT@TiO2多孔纳米复合材料,方法简单、经济且可大量合成。此纳米复合材料作为锂离子电池负极材料具有高的可逆容量,良好的倍率性能,尤其具有高（55℃）低（0℃）温下稳定的循环性能及大电流密度下（2000mA g-1）超长的循环寿命。这些优异的锂电性能归因于此复合材料特殊的互穿网络结构及多级的孔洞分布（介孔、微孔、大孔）。

关键词： TiO2 CNTs 互穿网络结构多孔锂离子电池

来源： cnki会议评论

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核-壳型互穿网络结构WPUA的制备

印染 2014年第2期40卷 13-18页

作者：刘锦施建刚赵振河西安工程大学陕西西安710048

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇218为主要原料,以丙酮为稀释剂,以二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,以三乙胺为中和剂,合成了水性聚氨酯。采用预乳化法,以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主单体,丙烯酸羟乙酯(... 详细信息

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚酯多元醇218为主要原料,以丙酮为稀释剂,以二羟甲基丙酸(DMPA)为扩链剂,以三乙胺为中和剂,合成了水性聚氨酯。采用预乳化法,以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(EHA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主单体,丙烯酸羟乙酯(HEA)为交联单体,阴离子型乳化剂(LAS)、偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,探讨制备核-壳型互穿网络结构WPUA的最佳工艺。结果表明,选偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,PU(聚氨酯)与PA(丙烯酸酯)的单体质量比为1.5:1.0,反应温度80℃,反应搅拌速率500 r/min,引发剂1.25%,阴/非复混型乳化剂L-09作为乳化剂,质量分数0.45%,保温时间2 h,可制备稳定的丙烯酸酯-水性聚氨酯(WPUA)复合乳液。

关键词：染整水性聚氨酯核壳型互穿网络结构

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互穿网络结构陶瓷/金属复合材料的研究进展

互穿网络结构陶瓷/金属复合材料的研究进展

小分子弱酸诱导聚N-异丙基丙烯酰胺纳米凝胶体积相转变的研究及互穿网络结构纳米凝胶的制备和性能

2008中国铸造活动周

作者：冯胜山王泽建刘庆丰许顺红湖北工业大学机电研究设计院

总结了国内外互穿网络结构陶瓷/金属复合材料及其多孔陶瓷预制件在制备工艺方面的研究现状,分析了各种工艺的特点,介绍了这种新型复合材料在力学性能、热学性能、摩擦磨损性能、减震性能等方面的研究成果,并展望了三维连续网络结构增强... 详细信息

总结了国内外互穿网络结构陶瓷/金属复合材料及其多孔陶瓷预制件在制备工艺方面的研究现状,分析了各种工艺的特点,介绍了这种新型复合材料在力学性能、热学性能、摩擦磨损性能、减震性能等方面的研究成果,并展望了三维连续网络结构增强金属基复合材料的应用前景及其发展趋势。

关键词：互穿网络结构陶瓷金属复合材料制备工艺性能特征

来源： cnki会议评论

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小分子弱酸诱导聚N-异丙基丙烯酰胺纳米凝胶体积相转变的研究及互...

作者：王朋东华大学

学位级别：硕士

水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子聚合物与水组成的多元体系,具有含水量高、溶胀快和生物相容性好等特点,已广泛应用于新型医疗器件、超吸水材料、个人护理品等领域。智能水凝胶也称环境响应性水凝胶,是一类能感知并响应外界刺激... 详细信息

水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子聚合物与水组成的多元体系,具有含水量高、溶胀快和生物相容性好等特点,已广泛应用于新型医疗器件、超吸水材料、个人护理品等领域。智能水凝胶也称环境响应性水凝胶,是一类能感知并响应外界刺激的水凝胶,而具有温度响应性、pH响应性和pH/温度双重响应的水凝胶是应用最为广泛、研究者最感兴趣的智能水凝胶,它们在药物控制释放、生物物质分离、化学传感器等领域有较好的应用前景。聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是典型的温度响应水凝胶,也是人们研究最多的水凝胶聚合物,而如何改变和控制其体积相转变温度（VPTT）又是研究的热点之一,目前对这方面的研究主要集中在对PNIPAM聚合物分子链结构中亲疏水基团的改变、单体接枝改性或端基修饰、高分子弱酸或小分子盐或有机溶剂等的诱导、表面活性剂的添加以及控制聚合分子量的大小等几个方面,本论文在前人的研究基础上,开拓性地提出了用小分子弱酸诱导的方式来实现改变和控制PNIPAM纳米凝胶VPTT值的目的,并探讨了相关诱导机理。同时,依托胶体晶体相关理论,我们制备和表征PNIPAM为基的新型颜色可调水凝胶。另外,利用近些年发展的互穿网络（IPN）技术,制备了热缩程度很小的PNIPAM/PMAA和PDEA/PMAA IPN纳米凝胶,预计相关研究在建筑装潢和生物医药等领域具有较好的应用潜能。具体地讲,本论文主要完成了以下四个方面的工作。（1）探索了丙烯酸、甲基丙烯酸、乳酸、柠檬酸和乙酸等五种小分子弱酸对PNIPAM纳米凝胶体积相转变的诱导效应,使用动态光散射研究了PNIPAM纳米凝胶分别在五种小分子弱酸不同浓度和相同浓度不同pH值体系中的体积相转变行为。结果表明,五种小分子弱酸均可以降低PNIPAM纳米凝胶的VPTT值,并且,随着酸浓度的增加,PNIPAM纳米凝胶的VPTT值降低。丙烯酸和甲基丙烯酸对PNIPAM纳米凝胶的诱导效应表现为酸效应,随着体系pH值增大,PNIPAM纳米凝胶的VPTT值升高,而乳酸、柠檬酸和乙酸表现为盐效应,随着体系pH值增大,PNIPAM纳米凝胶的VPTT值降低;（2）水相体系中采用乳液聚合的方法,合成了N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）口2-羟乙基丙烯酸酯（HEAc）共聚水凝胶,将其浓缩到一定的浓度,共聚水凝胶体系即显示出相应的颜色,然后在碱性条件下使用二乙烯基砜将其交联,即制备出可稳定存在的并且颜色可调的共聚水凝胶胶棒。这种颜色属于结构颜色范畴,它可以通过控制共聚水凝胶微球的粒径和乳液体系的质量浓度两个方面来调节,随着共聚水凝胶微球粒径或体系质量浓度增大,其颜色发生蓝移。同时,这种共聚水凝胶的颜色具有可逆的温度响应性的特点,在相变点以上颜色消失;（3）采用氧化-还原引发体系,PNIPAM为种子聚合物,通过无皂种子乳液聚合的方法合成了交联的PMAA和交联的PNIPAM两种聚合物网络形成的具有IPN结构的纳米凝胶（PNIPAM/PMAA IPN纳米凝胶）。对其结构性能研究表明,两者形成了互穿网络结构;中性条件下,IPN纳米凝胶具有和PNIPAM纳米凝胶相同的VPTT值,但是其相变后的热缩程度明显减弱,并且随着体系中PMAA含量的增加,这种热缩程度越来越弱;（4）采用氧化-还原引发体系,PDEA为种子聚合物,通过无皂种子乳液聚合的方法合成了交联的PMAA和交联的PDEA两种聚合物网络形成的具有IPN结构的纳米凝胶（PDEA/PMAA IPN纳米凝胶）,对其结构性能研究表明,两者形成了互穿网络结构;中性条件下,IPN纳米凝胶具有和PDEA纳米凝胶相同的VPTT值,但是其相变后的热缩程度明显减弱,并且随着体系中PMAA含量的增加,这种热缩程度越来越弱。

关键词：聚N-异丙基丙烯酰胺小分子弱酸体积相转变诱导效应结构颜色聚N,N-二乙基丙烯酰胺互穿网络结构