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具有超疏水迁移特性的超疏水防污闪材料的构筑及其性能

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高电压技术 2025年

作者：罗康李黎谢雨龙谢毅熊伟武文华华中科技大学电气与电子工程学院武汉理工大学材料科学与工程学院中国电力科学研究院有限公司

仿生超疏水材料因其优良拒水性和自清洁性被认为是防污闪应用中的创新解决方案。本文受室温硫化（RTV）硅橡胶涂料憎水迁移性启发，通过在树脂基底漆中嵌入含有低表面能分子的迁移剂，成功赋予超疏水涂层独特的超疏水迁移特性，并兼具... 详细信息

仿生超疏水材料因其优良拒水性和自清洁性被认为是防污闪应用中的创新解决方案。本文受室温硫化（RTV）硅橡胶涂料憎水迁移性启发，通过在树脂基底漆中嵌入含有低表面能分子的迁移剂，成功赋予超疏水涂层独特的超疏水迁移特性，并兼具良好的耐久性。当超疏水涂层表面被硅藻土和NaCl的混合物等染污时，硅油分子可以从涂层迁移至污秽层并进行表面化学修饰，污秽层的表面浸润性从亲水性逐渐向疏水性转变，最终实现超疏水性。分析表明，迁移剂及其含量对超疏水迁移特性起关键作用，同时迁移能力取决于迁移时间、污秽等级、环境温度以及底漆的组分与结构等因素。人工污闪试验结果表明，超疏水迁移特性能够提高涂覆超疏水涂层绝缘子的防污闪性能。

关键词：超疏水涂层超疏水迁移特性小分子迁移耐久性防污闪

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聚合物中小分子物质的分布与迁移的研究

聚合物中小分子物质的分布与迁移的研究

作者：卫人予浙江大学

学位级别：硕士

聚合物中小分子添加剂的分布和迁移会影响材料性能及长期使用。利用共聚焦拉曼光谱技术,为小分子物质在聚合物基材不同微区中的分布研究提供了新途径。然而,由于聚合物体系的复杂性,使得基于拉曼光谱技术定量分析聚合物中小分子浓度方... 详细信息

聚合物中小分子添加剂的分布和迁移会影响材料性能及长期使用。利用共聚焦拉曼光谱技术,为小分子物质在聚合物基材不同微区中的分布研究提供了新途径。然而,由于聚合物体系的复杂性,使得基于拉曼光谱技术定量分析聚合物中小分子浓度方法的构建存在挑战。为此,本文围绕着聚丙烯酸酯中乳化剂分布、涤纶织物中染料分布的共聚焦拉曼光谱定量分析方法的构建,以含阴离子型乳化剂(Sodium Dodecyl Dulfate,SDSSDS)的聚丙烯酸酯胶乳(PA)为体系,进行共聚焦拉曼光谱定量分析方法的研究;考察PA刮涂膜中阴离子型乳化剂SDS和非离子型乳化剂的分布,探究老化和水洗条件对PA膜中SDS迁移的影响规律,构建SDS在水洗条件下的迁移模型,掌握聚合物交联度、玻璃化转变温度、胶乳粒径等因素对PA中SDS的分布与迁移的影响;同时,进行涤纶织物中偶氮类染料分散蓝(S-3BG)共聚焦拉曼光谱定量分析方法的研究,为后续上染过程的研究提供指导。本论文的主要成果和创新点有:(1)基于PA和阴离子乳化剂SDS体系,建立了基于拉曼光谱定量检测聚合物中小分子浓度方法,发现特征峰范围和测量参数选择受制样方式影响,谱图需利用Savitzky-Golay滤波法进行平滑和非对称最小二乘法进行基线校正。分别获得了SDS/PA刮涂膜和旋涂膜的标准曲线,使用该标准曲线获得的测量值与实际值相近。(2)构建了PA刮涂膜中非离子乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚(Isomeric Alcohol Ethoxylates,i-AEO)的定量分析方法,获得了非离子乳化剂i-AEO的标准曲线,用该定量方法获得的测量值与实际值相近。(3)阴离子型乳化剂SDS和非离子型乳化剂i-AEO皆在PA刮涂膜表面附近发生聚集,两者迁移能力相近。含1.5～4.5 wt.%SDS的PA刮涂膜经高湿老化和60℃水洗,SDS损失分别为18.8～26.0%和41.8～71.6%,60℃水洗条件下PA薄膜中SDS扩散系数为6.09 m·s±5.71×10 m·s,高湿、特别是水洗极大促进了SDS的迁移。(4)PA胶乳中添加消泡剂、降低PA交联度和提高PA玻璃化转变温度,对刮涂膜中SDS分布均无明显影响;而减小胶乳粒径则使SDS在PA膜表面附近发生富集;通过加权平均值修正的标准曲线,可用于丙烯酸酯比例改变的PA膜中SDS的定量检测。(5)分散蓝S-3BG/PET的制样方式影响定量分析,获得了涤纶布和PET膜中分散蓝的标准曲线,其中涤纶布的标准曲线有更好的线性度。

关键词：共聚焦拉曼光谱拉曼定量分析小分子迁移聚丙烯酸酯乳化剂染料迁移模型

调控淀粉超分子作用力制备具有高性能、低迁移量的PBAT/TPS全生物降解薄膜

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调控淀粉超分子作用力制备具有高性能、低迁移量的PBAT/TPS全生物...

作者：李翔宇华南理工大学

学位级别：硕士

淀粉具有廉价易得、可完全生物降解等优点,将其应用在全生物降解塑料领域是缓解由石油基一次性塑料薄膜导致的环境污染问题的一种理想策略。淀粉颗粒（直径为5-110μm）在经过甘油增塑和双螺杆热塑加工后,能被剪切成0.4-3μm的小液滴分... 详细信息

淀粉具有廉价易得、可完全生物降解等优点,将其应用在全生物降解塑料领域是缓解由石油基一次性塑料薄膜导致的环境污染问题的一种理想策略。淀粉颗粒（直径为5-110μm）在经过甘油增塑和双螺杆热塑加工后,能被剪切成0.4-3μm的小液滴分散在聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯（PBAT）等基体中,从而提高共混物薄膜的力学性能;但这种热塑性淀粉（TPS）在高温、高湿度下会吸收水分,引起内部小分子迁移至样品表面,导致薄膜表面发粘,当其应用于食品包装时,可能污染与之接触的食品,这一致命缺陷将严重限制TPS在全生物降解材料的应用。为抑制小分子迁移能力,获得具有高性能的聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/热塑性淀粉（PBAT/TPS）薄膜,本论文探索小分子迁移物的种类和含量,针对迁移的甘油和小分子多糖,采用“杠杆原则”调控有机多元酸与甘油的含量,实现低甘油含量下TPS的高流动和“软化”特性,探究其用于复合PBAT薄膜后小分子迁移的机理和调控机制。进一步引入甘油可溶性盐进行反应挤出,制备单核异齿配位结构“硬化”TPS,探索其对TPS物理交联强度的影响规律;考察盐含量对TPS氢键强度的调控机理,表征其用于复合PBAT薄膜后小分子迁移机理。论文采用反应挤出,调控TPS分子链结构和性能,为提高生物降解塑料综合性能和实际应用提供了新方法,促进了热塑性淀粉凝聚态结构调控机理的新发展。利用挤出共混制备不同甘油（15 wt%～27.5 wt%）和多元酸A含量（0.2 wt%～0.5 wt%）的TPS（TPS-A）,再与PBAT熔融共混（30:70,质量比）后挤出吹膜,制备PBAT/TPS-A薄膜（PT-A）。将PT-A在60℃和相对湿度98%下处理24 h后（即湿热处理）,甘油、寡糖等小分子物质从TPS相内迁移至薄膜（HPT-A）表面,使其表面及力学性能发生大幅改变。PT0-27.5（多元酸A为0,甘油27.5 wt%）粘附力从2.3×10 N/mm升高至49.3×10N/mm,而拉伸强度和断裂伸长率分别降至12.3 MPa和341%。为了抑制小分子迁移并实现薄膜的高性能,采用“杠杆原则”,即按甘油:多元酸A=25:1的质量比例减少甘油、增加多元酸A以调控两者含量,薄膜HPT-A（甘油含量从27.5 wt%降至15 wt%）的甘油迁移量和总迁移量分别从2.49%和6.0%降至0.64%和1.7%。其粘附力则从58.4×10N/mm降低至29.1×10 N/mm。依据“杠杆原则”对TPS氢键强度进行调控,“软化”后的TPS-A,在经历吹膜成型加工和湿热处理后,能以微纳米尺寸均匀分散在PBAT基体中,HPT0.5-15（多元酸A含量0.5 wt%,甘油含量15 wt%）的拉伸强度和断裂伸长率分别为15.2 MPa和341%,满足使用要求。研究结果表明,依据杠杆原则,降低甘油的含量,调控TPS氢键强度的策略,能有效减少薄膜小分子迁移,使其具良好的力学性能。为进一步降低小分子的运动能力,本章将可溶性钙盐与甘油和淀粉反应挤出制备单核异齿配位结构,利用温敏可逆的超分子作用力,抑制甘油分子的运动能力,从而降低其迁移量。将Ca Cl甘油-水溶液与淀粉进行挤出共混,制备“硬化”TPS（即TPS-Ca-0.5～5）。XPS、H-NMR测试结果表明Ca与甘油-OH的氧原子配位,增大增塑剂分子体积;同时,Ca与淀粉链6-OH的氧原子形成单核异齿配位结构,缩短淀粉链间距,从而增强分子间相互作用,提升淀粉链物理交联网络强度,低温下能限制分子链运动。黏均分子量、WAXD及POM结果表明,CaCl加入引起淀粉链剪切降解,同时改变甘油-水溶液的溶度参数,促进淀粉颗粒的塑化。当Ca Cl含量升高到5 wt%时,TPS-Ca的熔融指数从15 g/10 min增加至317 g/10 min,展现出高流动性。TPS的T及低温下的储能模量升高,当温度升高至160℃,TPS-Ca的储能模量、复数黏度降低至TPS曲线以下,展示出温敏可逆特性。利用TPS-Ca的温敏可逆特性,实现两种功能,即在低温下配位交联抑制甘油迁移,高温下配位作用解离后具有高流动性,从而促进TPS-Ca在PBAT基体均匀的分散。论文将TPS-Ca与PBAT共混挤出（30:70,质量比）以期获得低迁移量的PBAT/TPS-Ca共混物（PT-Ca）。湿热处理后（HPT-Ca）,甘油、寡糖等小分子会从TPS相中迁移至PT-Ca的表面,破坏PBAT与TPS的界面相互作用,使HPT-0的拉伸强度和断裂伸长率降至3.7MPa和188%,而小分子覆盖在PT-Ca表面使平均粗糙度和接触角分别降低至0.13μm和25.6°。0.5 wt%Ca Cl的添加会抑制小分子的迁移,使甘油迁移量和总迁移量分别从2.49%和4.84%降至1.15%和3.26%。HPT-Ca的平均

关键词：热塑性淀粉聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯小分子迁移超分子作用高性能

浓缩乳蛋白的脱钙处理对高蛋白营养棒质构的影响

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食品与发酵工业 2019年第12期45卷 75-82页

作者：余韵刘大松周鹏江南大学食品科学与技术国家重点实验室食品安全与质量控制协同创新中心

以一系列脱钙梯度的浓缩乳蛋白(milk protein concentrate,MPC)为原料制备高蛋白营养棒(highprotein nutrition bar,HPNB)模型体系,采用低场核磁和全质构分析等探究了MPC的脱钙处理对HPNB中小分子迁移和质构的影响。随脱钙率升高,HPNB... 详细信息

以一系列脱钙梯度的浓缩乳蛋白(milk protein concentrate,MPC)为原料制备高蛋白营养棒(highprotein nutrition bar,HPNB)模型体系,采用低场核磁和全质构分析等探究了MPC的脱钙处理对HPNB中小分子迁移和质构的影响。随脱钙率升高,HPNB中小分子迁移达到平衡所需时间变短,体系中蛋白颗粒更易与小分子相融合,得到的体系更均一稳定,当脱钙率>28.3%时,体系中小分子分布差异较小,体系均为均一稳定相。脱钙使得体系硬度和内聚性均增大,不易发生碎裂,脱钙率为28.3%时,体系硬度适中,内聚性显著提高,满足储藏要求,同时也可保留MPC中的大部分的钙成分;而脱钙率>28.3%时,体系硬度过大,钙成分少,不易被消费者接受,这一研究结果有利于拓宽浓缩乳蛋白配料在高蛋白营养棒领域的应用。

关键词：浓缩乳蛋白离子交换高蛋白营养棒小分子迁移微观结构质构

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国内外食品包装安全研究进展

包装工程 2009年第8期30卷 86-90页

作者：许文才李东立魏华北京印刷学院印刷包装材料与技术北京市重点实验室北京102600

介绍了国内外有关纸张、塑料、金属等包装材料中小分子化学物质向食品内的迁移研究。提出这些小分子化学物质对食品的污染问题已经引起了世界各国的重视,各个国家目前纷纷制定相应的法规以确保食品安全,并指出了我国食品安全研究的方向。

关键词：软包装小分子迁移 BPO 2-ITX 松香酸

十八烷/聚二甲基硅氧烷复合薄膜制备及可逆热致变色性能研究

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十八烷/聚二甲基硅氧烷复合薄膜制备及可逆热致变色性能研究

作者：胡尊菊北京化工大学

学位级别：硕士

聚二甲基硅氧烷(PDMS)因其高度的光学透明性、良好的热稳定性和优异的机械强度、无毒、加工简便和低成本等优点而成为光调节领域理想的材料,通过改变其表面及内部微观结构或者掺杂介质可以使透明度和/或颜色会发生可逆变化。然而,由于... 详细信息

聚二甲基硅氧烷(PDMS)因其高度的光学透明性、良好的热稳定性和优异的机械强度、无毒、加工简便和低成本等优点而成为光调节领域理想的材料,通过改变其表面及内部微观结构或者掺杂介质可以使透明度和/或颜色会发生可逆变化。然而,由于目前基于PDMS制备的智能光学材料制造工艺复杂、成本高、效率低,在智能光学材料的实际应用中,仍然面临着巨大的挑战。因此,迫切需要开发简单有效的策略来设计具有快速响应时间、大透射率调制和良好重复性的新型智能光学材料。因此,本论文以PDMS为基体,首先选择小分子十八烷作为热致变色填料,制备了具有优异变色性能的CH/PDMS复合薄膜。随后采用片层状蒙脱土为阻隔剂,研究了蒙脱土添加对CH/PDMS复合薄膜中小分子十八烷表面迁移的影响。此外,从热学性能、变色性能、力学性能和变色机制等方面对复合材料体系进行了系统研究。以CH和PDMS为原料,一步法制备了具有优异变色性能的CH/PDMS复合薄膜。通过改变CH的不同含量、复合薄膜的厚度和温度对复合材料的变色性能进行了研究,并研究了CH的不同含量对复合材料的热学性能、力学性能、结晶性能等的影响,同时测试其对电响应的变色速度,利用电加热实现了快响应。研究结果显示:随着样品中CH含量的增加,十八烷过冷度降低。这是因为PDMS的三维网络结构对CH的结晶析出具有一定的阻碍作用。利用过冷度降低这一现象,采用不同含量、种类的烷烃来制备得到了具有不同切换温度的复合膜。力学性能表征发现随着CH含量的增加,材料的力学性能由于小分子CH的增塑作用而变差。另外变色性能实验表征发现只有当CH含量高于15%时,CH/PDMS复合薄膜才能在CH相变温度(28℃)附近实现可逆的透光性。15%CH/PDMS复合薄膜具有出色的变色能力,在20℃到30℃温度范围内,透光率调节范围可达到90%,并且具有出色的循环稳定性。同时,我们发现样品的厚度与低温下的透过率成反比关系。电加热实验还表明样品的变色响应时间借助电加热可以控制在10秒以内。在15%CH/PDMS复合薄膜研究基础上,添加片层状蒙脱土作为阻隔剂,研究了蒙脱土含量对小分子CH表面析出的影响。并探究了其对复合材料的热学性能、变色性能等的影响。4%MMT含量的复合薄膜具有较好的减缓CH从表面迁移析出效果。由于在样品内部蒙脱土片层提供了一部分小分子十八烷析出的界面,使得小分子析出在这些界面上,减少了在表面的析出。另外,蒙脱土片层结构的存在,使得小分子析迁移路线变得曲折,迁移路径变长,因而一定程度上减缓了小分子十八烷的析出。同时,随蒙脱土含量的增加,复合样品结晶峰和熔融峰均由两个变为一个,这是因为蒙脱土为烷烃的析出提供了足够的界面,使得原本样品内部需要低温才能结晶的十八烷小分子在这些界面上很容易结晶,导致内部结晶峰消失,结晶峰融合为一个峰。另外,随蒙脱土含量的增加,复合样品的高温透过率降低。然而蒙脱土含量对低温透光率没有影响。

关键词：十八烷聚二甲基硅氧烷热致变色小分子迁移

流延聚乙烯专用料ZF4533H和ZF4527C的研究与应用

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塑料包装 2018年第3期28卷 51-55,15页

作者：林华杰方忠阳中国石化镇海炼化公司研发中心浙江宁波315207

介绍了中国石化镇海炼化流延聚乙烯专用料ZF4533H和ZF4527C的研究,分析对比了市场常用的线性聚乙烯树脂与ZF4533H和ZF4527C在流延聚乙烯薄膜制造过程中应用效果。结果表明:使用ZF4533和ZF4527C专用料,流延聚乙烯薄膜膜面不会氧化变色、... 详细信息

介绍了中国石化镇海炼化流延聚乙烯专用料ZF4533H和ZF4527C的研究,分析对比了市场常用的线性聚乙烯树脂与ZF4533H和ZF4527C在流延聚乙烯薄膜制造过程中应用效果。结果表明:使用ZF4533和ZF4527C专用料,流延聚乙烯薄膜膜面不会氧化变色、小分子迁移析出少、外观瑕疵点少,气味低,薄膜纵横向拉伸强度一致、厚薄度偏差小、透明度高、雾度低。

关键词：流延聚乙烯包装膜热封温度晶点外观瑕疵点小分子迁移表面氧化变色