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耐水型PVA/纸基复合薄膜的制备及其表征

陕西科技大学学报 2023年第1期41卷 8-13页

作者：赵兴金王文亮王旭彪任肖肖薛艳怡杨菲菲韩思哲任佳和陈新春王阮玉陕西科技大学轻工科学与工程学院陕西西安710021

由纸基材料制备的薄膜具有成本低、可生物降解、可折叠等优点,因此在作为电子器件的柔性衬底方面表现出了良好的潜力.但纸基材料普遍存在耐水性能差、力学性能不足的问题,限制了其在光电子器件领域的发展.本文以卫生纸和聚乙烯醇(PVA)... 详细信息

由纸基材料制备的薄膜具有成本低、可生物降解、可折叠等优点,因此在作为电子器件的柔性衬底方面表现出了良好的潜力.但纸基材料普遍存在耐水性能差、力学性能不足的问题,限制了其在光电子器件领域的发展.本文以卫生纸和聚乙烯醇(PVA)作为主要原料,以甘油作为增塑剂,加入丁二酸作为耐水改性剂,通过溶剂浇铸法制备耐水型PVA/纸基复合薄膜.结果表明,当丁二酸的添加量为20%时,PVA/纸基复合薄膜表现出良好的耐水性能.同时,耐水改性后,PVA/纸基复合薄膜在30℃~150℃的热降解质量损失率降低了25%,拉伸强度提高至35 MPa,并在550 nm处表现出高光学透明度(88%)和高雾度(86%).该复合薄膜在有机发光二极管(OLED)、太阳能电池等光电子器件领域具有潜在的应用价值.

关键词：纸基材料复合薄膜耐水丁二酸

耐水型聚氨酯阻尼弹性体的设计、制备及性能研究

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耐水型聚氨酯阻尼弹性体的设计、制备及性能研究

作者：汤显北京化工大学

学位级别：硕士

弹性体因其独特的粘弹性表现出优异的阻尼性能,广泛应用于国防军工装备、精密仪器的减振、降噪等。聚氨酯弹性体分子链极性大、结构可设计性强,成为新一代阻尼材料的研究重点。但是传统聚氨酯弹性体,遇水易吸水分解,导致物理机械等性能... 详细信息

弹性体因其独特的粘弹性表现出优异的阻尼性能,广泛应用于国防军工装备、精密仪器的减振、降噪等。聚氨酯弹性体分子链极性大、结构可设计性强,成为新一代阻尼材料的研究重点。但是传统聚氨酯弹性体,遇水易吸水分解,导致物理机械等性能发生变化,水下环境长期使用受限。为了解决上述问题,本论文设计制备了一类高阻尼、高耐水性能热塑性聚氨酯(TPU)阻尼弹性体。主要研究结论如下:(1)为了寻找合适的多元醇作为软段提高聚氨酯的耐水性,选取4种不同的多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4-丁二醇(BDO),制备了不同软段的TPU。表征测试结果为:经过50°C的热水浸泡44天后,聚碳酸酯二元醇(PCDL)合成的TPU的拉伸强度只有3%的下降。而聚己内酯二元醇(PCL)、聚己二酸乙二醇酯二元醇(PEA)和聚四氢呋喃二元醇(PTMG)合成的TPU拉伸强度分别下降了34.7%、35.4%和42.4%。泡水后PCDL-TPU质量增加仅有0.7%在所有TPU中最低、且水相接触角最大,并且通过SEM观察发现其结构最为紧密,相较而言PCDL-TPU耐水综合性能最好。(2)在确定PCDL为耐水性软段后,为了进一步的提高聚氨酯的阻尼性能,使用PCDL、MDI和BDO,预聚体法制备了MDI型的PCDL-TPU。通过改变软段分子量和硬段含量,研究其结构与性能的关系。结果表明:随着硬段含量的增加,PCDL-TPU的T略有下降,软化点、拉伸强度上升,阻尼性能Tanδ从0.90降至0.57、△T(Tanδ>0.3)从25.6上升至32.3、S从21.3下降至18.5。随着软段分子量的增加,PCDL-TPU的T、软化点、拉伸强度下降。阻尼性能Tanδ从0.79上升至0.98、阻尼温域变窄。MDI型PCDL-TPU在经历重复加工4次后,力学性能基本无变化。(3)为了进一步的提高TPU的阻尼性能,选取PCDL2000为软段,MDI和5种不同的扩链剂为硬段,制备了不同扩链剂的PCDL-TPU,研究了扩链剂结构对其性能的影响。对于不同链长的扩链剂——1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇,随着链长的增加,TPU的T和软化点下降,拉伸强度从49.1 MPa下降至39.5 MPa,硬度下降;阻尼性能基本不变;重复加工4次后,拉伸强度仅下降8.7%,依然保有良好的力学性能。对于同分异构的扩链剂——1,4-丁二醇、2,3-丁二醇和2-甲基-1,3-丙二醇,侧基的存在使PCDL-TPU在40°C左右出现结晶,表现出T升高,软化点下降,拉伸强度有较大下降,硬度和断裂伸长率有较大增长;阻尼性能下降,能量损耗及损耗因子峰值降低;重复加工4次后,材料的硬度下降,拉伸强度下降40%,断裂伸长率上升72%。

关键词：聚氨酯弹性体聚碳酸酯二醇耐水阻尼

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户外重组竹地板耐水性和耐光老化性研究

林产工业 2022年第7期59卷 19-23,29页

作者：唐荣强方崇荣徐漫平刘红征马轩浙江省林业科学研究院浙江杭州310023 杭州大索科技有限公司浙江杭州311251

以热处理竹束制备的浅炭和深炭户外重组竹地板为试材,采用1 h沸水吸水厚度膨胀率(1 hTS)和28 h循环水煮吸水厚度膨胀率(28 hTS)对其耐水相关性进行分析和表征。同时,对漆涂饰前后的重组竹地板进行耐光老化试验,研究色差及耐光色牢度变... 详细信息

以热处理竹束制备的浅炭和深炭户外重组竹地板为试材,采用1 h沸水吸水厚度膨胀率(1 hTS)和28 h循环水煮吸水厚度膨胀率(28 hTS)对其耐水相关性进行分析和表征。同时,对漆涂饰前后的重组竹地板进行耐光老化试验,研究色差及耐光色牢度变化规律。结果表明:热处理可显著改善竹材的耐水性,深炭材的耐水性明显优于浅炭材,其28 hTS和1 hTS比浅炭材分别降低62.5%和50%,在试验区域内1 hTS与28 hTS呈线性正相关,可通过测定1 hTS来预测重组竹地板的28 hTS;热处理和涂饰提高了耐光老化性,随着光照周期的延长,色差值增大,耐光色牢度等级下降。为快速预测户外重组竹地板耐光老化性提供了评价依据。

关键词：户外重组竹地板耐水光老化热处理

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绿色耐水竹基模压重组材本体自胶合特性研究

绿色耐水竹基模压重组材本体自胶合特性研究

作者：矫夺中南林业科技大学

学位级别：硕士

我国木材资源匮乏,但竹材资源丰富,合理开发竹材资源对保障我国木材安全、推进生态文明建设和乡村振兴具有重大战略意义。竹材由于具有弧形、中空结构和较大尖削度,在机械切削加工中会产生大量加工剩余物,如制造竹质集成材时,材料利用... 详细信息

我国木材资源匮乏,但竹材资源丰富,合理开发竹材资源对保障我国木材安全、推进生态文明建设和乡村振兴具有重大战略意义。竹材由于具有弧形、中空结构和较大尖削度,在机械切削加工中会产生大量加工剩余物,如制造竹质集成材时,材料利用率不足40%,造成了资源的巨大浪费。如何利用竹材加工剩余物制造出绿色高性能的竹质重组材料是重要的研究课题。鉴于此,本文以竹材加工剩余物为研究对象,采用模压成形和本体自胶合技术,系统研究原料物性参数、模压成形条件对竹质重组材性能的影响规律,探明模压重组竹材本体自胶合特性与成形机理,获得优化的成形制备工艺,以期为竹材加工剩余物的高附加值利用提供科学思路与方法。本文的具体研究结论如下:(1)探明了竹粉粒径和含水率对模压重组材性能的影响规律。随着竹粉粒径减小,竹基模压重组材表面红绿、黄蓝指数逐渐减小,但明度变化不明显;表面硬度、耐水性、静曲强度和弹性模量均呈递增趋势,直至粒径减小至60目时,各项性能基本趋于稳定。随着竹粉初始含水率增大,竹基模压重组材表面红绿、黄蓝等指数随之变大,而表面硬度、静曲强度、弹性模量、吸水率及尺寸稳定性均随之而下降。竹基模压重组材制备优化的竹粉粒径为60目、初含水率为10%。(2)揭示了模压成形条件对模压重组材性能的影响规律。模压三要素对竹基模压重组材成形性能的影响程度为:模压温度>模压压力>保压时间。随着模压温度升高,试样失重率及色差逐渐增加,当温度超过160℃后变化幅度减小;尺寸膨胀率、吸水率、弹性模量、静曲强度及硬度均呈现先下降后上升的变化趋势。随着模压压力增大,试样尺寸膨胀率、吸水率、弹性模量及静曲强度也都呈现为先下降后上升的变化趋势。随着保压压力增加,试样尺寸膨胀率、吸水率、弹性模量和静曲强度也都呈先降后升的变化趋势。竹基模压重组材优化的模压成形条件为:温度160℃、压力55 MPa、保压时间30 min。(3)获得了竹基模压重组材优化的成形制备工艺。基于响应面法优化法获得竹材模压重组材本体自胶合工艺为:模压温度157℃、模压压力52 MPa、保压时间30 min,此时试样静曲强度为51.8 MPa、24 h吸水率为7.6%、表面硬度为29.6 HV,与模型预测值基本吻合。采用优化工艺制备的竹质模压重组材各项性能远优于普通家具用人造板,其静曲强度和弹性模量分别是普通家具用人造板的1.44-4.71倍和2.38-4.76倍,吸水厚度膨胀率仅为普通家具用人造板的1/7-1/5。竹基模压重组材整体密度、孔隙分布均匀,且表层成形效果优于中部。(4)揭示了模压重组材本体自胶合成形机理。竹材在高温模压过程中会发生化学组分和物理结构的双重转变。竹粉比表面积随粒径变小而增大,促使表面反应位点增加,进而增强物质组分的化学键合效果。适量水分可加剧非结晶区的微纤丝与结晶区的纤维素发生缩聚反应,但含水率对试样化学组成无影响,仅改变了化学基团含量。试样结晶区的相对结晶度随温度升高呈先升高后降低的变化趋势。当模压温度为160℃时,试样物质组分含量及结构相对稳定,并形成了能够增强试样性能的氢键和醚键,而温度过低或过高均不利于竹材本体自胶合成形。竹粉单元在“热-力-湿”多重耦合作用下会形成纵横交错、互相融合且致密的一体化网状结构,且适宜的温度能够保留竹纤维韧性,有助于形成多层次交融结构。

关键词：竹材模压重组绿色耐水本体自胶合

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耐水型硫酸钙晶须的低温制备与结构表征

材料导报 2014年第8期28卷 74-78,86页

作者：彭龙贵张广成杨莎西北工业大学理学院西安710072

以CaSO4·2H2O(Ca)、成晶剂(A)为主要原料,采用水热法和煅烧法制备出平均直径3μm,长径比为80的耐水型硫酸钙晶须。晶须的最佳合成工艺为反应温度90℃、时间30min、n(Ca)/n(A)=9,以生物显微镜和SEM对半水硫酸钙晶须的结构形貌进行了表征... 详细信息

以CaSO4·2H2O(Ca)、成晶剂(A)为主要原料,采用水热法和煅烧法制备出平均直径3μm,长径比为80的耐水型硫酸钙晶须。晶须的最佳合成工艺为反应温度90℃、时间30min、n(Ca)/n(A)=9,以生物显微镜和SEM对半水硫酸钙晶须的结构形貌进行了表征;半水硫酸钙晶须经700℃、4h的高温煅烧后制得无水死烧硫酸钙晶须,XRD和润湿角测试分析表明,无水死烧硫酸钙晶须的润湿角比半水硫酸钙晶须的润湿角大6.84°,无水死烧硫酸钙晶须的层间结构及耐水性均发生了明显变化。

关键词：水热合成硫酸钙晶须煅烧耐水

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耐水增强丙烯酸酯乳液的研究进展

化工新型材料 2012年第6期40卷 15-18页

作者：甘华华鲁圣军段芳勇于杰贵州大学材料科学与冶金工程学院贵阳550003 国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心贵阳550014

综述了耐水增强丙烯酸酯乳液改性研究新进展,介绍了采用有机硅、有机氟、环氧树脂和交联单体对丙烯酸酯乳液进行改性的理论依据及发展现状,对核-壳乳液聚合、无皂乳液聚合、互穿网络聚合、有机无机复合乳液聚合等改性方法与机理进行了... 详细信息

综述了耐水增强丙烯酸酯乳液改性研究新进展,介绍了采用有机硅、有机氟、环氧树脂和交联单体对丙烯酸酯乳液进行改性的理论依据及发展现状,对核-壳乳液聚合、无皂乳液聚合、互穿网络聚合、有机无机复合乳液聚合等改性方法与机理进行了全面阐述,并展望了耐水增强丙烯酸酯乳液改性的发展趋势。

关键词：丙烯酸酯乳液耐水增强改性

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耐水型石膏轻质制品的制备工艺及性能研究

非金属矿 2015年第3期38卷 34-36页

作者：郁亚芸刘开平李刚马玉薇李洁温久然孙志华长安大学材料科学与工程学院陕西西安710061 石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000

以工业副产脱硫建筑石膏为主要原料,有机硅防水剂为添加剂,采用化学发泡和掺入EPS颗粒两种不同的工艺制备轻质石膏制品,研究了其对干密度和吸水率的影响。结果表明,随水膏比及发泡剂用量的增加,发泡石膏制品干密度降低,吸水率升高,最佳... 详细信息

以工业副产脱硫建筑石膏为主要原料,有机硅防水剂为添加剂,采用化学发泡和掺入EPS颗粒两种不同的工艺制备轻质石膏制品,研究了其对干密度和吸水率的影响。结果表明,随水膏比及发泡剂用量的增加,发泡石膏制品干密度降低,吸水率升高,最佳水膏比为0.55,发泡剂掺量在16%;加入适量甲基硅酸钠不但可改善发泡石膏制品的耐水性,还可催化发泡剂降低石膏制品干密度,改善石膏制品孔结构,其最佳掺量在4%;聚苯乙烯(EPS)颗粒的适量掺入能有效降低石膏制品干密度和吸水率。EPS颗粒掺量为3.5%时,石膏制品干密度比未掺EPS颗粒降低65%,比化学发泡法制得的石膏降低32%。EPS颗粒掺量为2.5%时,其吸水率仅达到4.3%,比化学发泡法制得的石膏降低85%。

关键词：脱硫建筑石膏轻质制品耐水化学发泡 EPS颗粒

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低密度耐水PVA磨具的研制

金刚石与磨料磨具工程 2009年第4期29卷 71-74,83页

作者：郭广玲郭立云王改民陈开发赵永光河南工业大学郑州450007 郑州立人塑胶制品有限公司郑州450006 郑州源创机械设备有限公司郑州450051

本文对聚乙烯醇(PVA)的缩醛化反应机理和影响因素进行了深入分析,提出了一种通过调整混合浆料的粘度避免沉积保证浇注制品均匀度的方法。采取化学发泡剂发泡,机械搅拌匀泡,控制PVA的缩醛化反应速率等技术措施,成功研制出含有丰富开孔结... 详细信息

本文对聚乙烯醇(PVA)的缩醛化反应机理和影响因素进行了深入分析,提出了一种通过调整混合浆料的粘度避免沉积保证浇注制品均匀度的方法。采取化学发泡剂发泡,机械搅拌匀泡,控制PVA的缩醛化反应速率等技术措施,成功研制出含有丰富开孔结构微气孔的低密度磨具,并可以根据气孔的大小、多少,调整制品密度。确定了稳定的生产工艺和密度为0.4～0.8g/cm3的低密度耐水PVA磨具产品配方。针对不同的磨削对象,选用合适的磨料材质、粒度以及PVA磨具的硬度、密度,可广泛应用于不锈钢、有色金属和硬质合金的精磨、超精磨及镜面磨削,具有广阔的推广应用前景。

关键词： PVA 耐水低密度磨具

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耐水型磷石膏砌块的制备及其防水机理的研究

新型建筑材料 2017年第1期44卷 68-70,99页

作者：朱大勇王君金旭鲁圣军王彩红贵州大学材料与冶金学院高分子材料与工程系贵州贵阳550025 贵州大学化学与化工学院贵州贵阳550025

在磷石膏粉中掺入丙烯酸酯/石蜡复合乳液、硬脂酸乳液、含氢硅油乳液等憎水材料制备了磷石膏砌块,通过不同的防水途径和材料间的协同作用,显著提高了磷石膏砌块的耐水性能。当丙烯酸酯/石蜡复合乳液、硬脂酸乳液、含氢硅油乳液、三乙醇... 详细信息

在磷石膏粉中掺入丙烯酸酯/石蜡复合乳液、硬脂酸乳液、含氢硅油乳液等憎水材料制备了磷石膏砌块,通过不同的防水途径和材料间的协同作用,显著提高了磷石膏砌块的耐水性能。当丙烯酸酯/石蜡复合乳液、硬脂酸乳液、含氢硅油乳液、三乙醇胺、氯化钠、亚硝酸钠的用量分别为磷石膏质量的4%、1%、0.5%、0.2%、1%、1%时,制备的石膏砌块具有较好的防水性能,经测试2 h和24 h吸水率分别降低了45.9%和33.6%,24 h抗折和抗压软化系数分别升高了64.7%和79.2%。有机憎水剂的引入可以有效阻止水分入侵,含氢硅油和丙烯酸酯形成的立体交织网膜是对石蜡和硬脂酸阻水的有力补充,而三乙醇胺、NaCl和NaNO_2的引入可使石膏砌块内部微观结构得到修补与完善,对石膏砌块的防水也起着基础性的作用。

关键词：磷石膏砌块耐水制备防水机理研究