聚苯乙烯基微球的制备及其在催化和复合材料中的应用

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:asdf_1900
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚苯乙烯基高分子微球因其物理特征和化学可修饰性,在诸多技术领域有较大的应用前景。因而其制备与应用拓展已成为材料研究领域的热点。磺化聚苯乙烯微球是聚苯乙烯基微球中一种重要品种,其制备方法主要是通过加入浓硫酸或其他硫酸盐对聚苯乙烯微球进行表面修饰。由于工艺过程使用浓硫酸易造成设备腐蚀和污染环境,且磺化后磺酸基仅存在于微球的表面、磺酸基量不易控制等缺点。本论文以碳酸钙为载体,利用对乙烯苯磺酸进行表面修饰,而后再用苯乙烯、二乙烯基苯、过氧化二苯甲酰在碳酸钙表面吸附交联,得到聚苯乙烯基包覆的碳酸钙微球。将聚苯乙烯基包覆的碳酸钙微球进行酸化处理和中温炭化处理分别获得磺化聚苯乙烯空心微球(SPS-HMs)和炭化磺化聚苯乙烯实心微球(CSPS-SMs)。以SPS-HMs和CSPS-SMs为基材在催化和复合材料方面开展了以下工作:1、聚苯乙烯基微球的制备(1)SPS-HMs先将对乙烯苯磺酸对碳酸钙进行修饰,再加入苯乙烯、二乙烯基苯和自由基引发剂对修饰碳酸钙表面进行交联包覆得到产物后,再用浓盐酸对其进行酸化制得磺化空心微球并对其结构和性能进行检测分析。OM和SEM测试结果表明,聚苯乙烯基包覆材料的形状为球形或近球形;IR、XPS以及EDX分析结果表明,聚苯乙烯基微球的磺酸基在球的内表面;(2)CSPS-SMs先将对乙烯苯磺酸对碳酸钙进行修饰,再加入苯乙烯、二乙烯基苯和自由基引发剂对修饰碳酸钙表面进行交联包覆得到产物后,在氮气氛围,程序升温下炭化14h,制得聚苯乙烯包覆的碳酸钙炭化微球。OM和SEM测试结果表明,聚苯乙烯炭化材料的形状为球形或近球形;IR检测分析可知,CSPS-SMs中含有磺酸基的存在;XPS和EDX测试表明,在CSPS-SMs的外表面没有发现磺酸基的存在,而红外谱分析中表明球体存在磺酸基,因此,磺酸基在微球的内表面,不会影响高分子材料加工稳定性。2、SPS-HMs在有机催化中的应用(1)利用SPS-HMs作为催化剂对环己酮和乙二醇缩酮反应的转化率问题,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、物料配比以及重复利用次数对收率的影响问题。研究发现:当催化剂用量为0.5%(环己酮质量来计量),反应时间为2h,环己酮与乙二醇的物料比为1:1.2,反应温度为100℃时,缩酮的转化率达到99.9%。比常用的缩酮催化剂的催化效率高,且SPS-HMs催化性能稳定。(2)利用SPS-HMs作为五倍子单宁酸的水解催化剂,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间、物料配比以及重复利用次数对其水解收率的问题。实验结果表明:当催化剂用量为7%(按单宁酸质量来计量),反应时间为6h,反应温度为80℃,物料比为1:3时,其没食子酸的产率能达到96.99%。相比目前常用的催化剂其所得到的产率要高,废水排放少。3、CSPS-SMs在复合材料中的应用(1)以CSPS-SMs和PA66为原料,通过熔融共混法制备了 CSPS-SMs/PA66复合材料,并研究了复合材料的结构和性能。TGA测试结果表明CSPS-SMs/PA66复合材料具有较好的热降解稳定性;IR分析结果表明CSPS-SMs在共混挤出过程中与PA66发生了界面作用;同时,DSC、DMA、热变形以及维卡软化点温度测试分析的结果表明CSPS-SMs/PA66复合材料的熔融温度、结晶温度、储能模量、玻璃化转变温度、热变形以及维卡软化点温度高于纯PA66;力学性能结果分析表明:当CSPS-SMs用量为5 phr时制备的炭化CSPS-SMs/PA66复合材料与纯PA66相比其拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弹性模量分别上升了 13.88 MPa、1.02 kJ/m2、7.4 MPa和0.24 GPa;SEM冲击断面结果分析表明CSPS-SMs/PA66复合材料中球表面与基体界面相容性作用好。(2)以CSPS-SMs和PC为原料,通过熔融共混法制备了 CSPS-SMs/PC复合材料,并研究了复合材料的力学性能。SEM冲击断面结果分析表明:CSPS-SMs/PC复合材料与硬脂酸、铝酸酯和钛酸酯修饰的碳酸钙/PC复合材料进行对比,其粒子分散均匀,没有出现孔洞和粒子脱落现象;力学性能结果分析表明:随着CSPS-SMs用量的增加,CSPS-SMs/PC复合材料的拉伸强度和弯曲强度呈现先上升后下降的趋势;当加入3份CSPS-SMs时,CSPS-SMs/PC复合材料与其他修饰剂修饰碳酸钙所制备的PC复合材料进行对比其拉伸强度、弯曲强度、弹性模量都有明显的上升。(3)通过开炼机湿法混炼方法制备了 CSPS-SMs/NBR复合材料。无转子硫化仪实验结果表明:随着CSPS-SMs用量的增加,CSPS-SMs/NBR复合材料的最小扭矩、最大扭矩、扭矩差呈现先增加后下降的趋势。交联密度结果分析表明:随着CSPS-SMs用量的增加,CSPS-SMs/NBR复合材料交联密度呈现上升的趋势;力学性能结果分析表明湿法混炼法比干法混炼法所制备的CSPS-SMs/NBR复合材料的力学性能好;随着CSPS-SMs用量的增加,CSPS-SMs/NBR复合材料的拉伸强度、扯断伸长率呈现先增大后下降的趋势,300%定伸应力呈现上升的趋势;当含对乙烯苯磺酸量为7%的CSPS-SMs用量为100 phr时,其CSPS-SMs/NBR复合材料的拉伸强度、扯裂伸长率与纯NBR相比分别提高了 213.6%和170.9%;SEM冲击断面结果分析表明:CSPS-SMs/NBR复合材料,其粒子分散均匀,没有出现孔洞和粒子脱落现象。
其他文献
目的 探讨中频脉冲整体治疗仪联合针灸理疗对腰椎间盘突出症患者疼痛程度与生命质量的影响。方法 选取2012年2月至2017年1月医院收治的腰椎间盘突出症患者70例作为研究对象,
文言文是我们文学的根,亦是传统文化得以传承的桥梁。文言文教学过程中,我们应该处理好"言"与"文"的关系,夯实"言"之基础,在教学中,引导学生品味感受,悉心咀嚼,从而不断走进
皮肤衰老是一种正常的生理现象,虽然我们不能阻止衰老,但可以采用合适的方法来延缓皮肤的衰老。汽巴精化为此提供了一套多管齐下的解决方案:首先使用广谱紫外线吸收剂一天来
建筑工程经济管理应当树立常态化、智能化、全面化和系统化的思维,注重全面分析影响建筑工程的各项经济因素,在我国建筑市场深化转型的大背景下构建完善的经济管理体系,创新
影像组学是医学影像学领域近年来研究的热点,通过从CT等医学图像中提取高通量特征,结合人工智能分析,可为疾病的精准诊疗评估提供有价值的信息。然而,目前影像组学研究尚缺乏完善的标准,其研究结果的可重复性受到极大挑战。虽然已有学者提出了影像组学研究的标准和建议,但其仍有待完善。小波特征是图像通过小波分解后计算所得的特征,蕴含图像的高维信息,是图像特征的重要组成部分之一,已被广泛应用于医学影像组学研究中。
本文对高校消极腐败现象的成因进行深入研究,紧密结合我国现阶段经济社会发展的实际情况,从思想上、组织上和制度上制定完备的遏止高校消极腐败现象的举措,逐步消除高校消极
N气田为我国东海大型低渗气田,已发现的3套气藏储层(气层)厚度均达100多米,总气藏厚度超过400米,探井无阻流量达308万方/天,圈闭面积30km~2~51 km~2,圈闭幅度210~276 m,具备
<正>【本刊讯】近日,山东魏桥创业集团有限公司举行2018年终工作总结表彰大会,对2018年工作进行总结,表彰奖励先进集体和先进个人,安排部署2019年各项工作。魏桥创业集团公司
期刊
设计了一种基于电流镜的三电极电化学传感器CMOS恒电位仪电路,由控制运放、电流镜和单端输出的跨导放大器构成。与传统的恒电位仪相比,该电路结构简单,减少了读出电路的功耗
水泡眼是金鱼中较为名贵的品种之一,它属蛋种水泡眼型,与文种水泡眼的区别在于没有背鳍。而眼下围各有一个半透明的水泡,肉质薄囊,内充满透明的液体,突出于眼睛之外,张力强,
期刊