王学川
,
张斐斐
,
强涛涛
,
王晓芹
功能材料
胶原纤维(CF)作为吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了CF去除Cr(Ⅵ)时溶液pH值、温度、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响.结果显示,CF对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH值降低而升高,在pH值为2.0时达到最大,随吸附剂用量增大而增大,随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小,CF对Cr(Ⅵ)的吸附量随吸附剂用量增加而减小；随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.吸附平衡时间为6h,最佳吸附温度为40℃.测定了吸附等温线和吸附动力学曲线,结果表明,Freundlich等温方程能更好地描述CF对Cr(Ⅵ)的吸附,吸附动力学符合伪二级吸附速率方程.FT-IR和SEM-EDS分析表明,CF表面含有大量氨基羧基及羟基等活性官能团,CF对Cr(Ⅵ)的吸附过程存在铬酸根阴离子与质子化活性官能团的静电吸附作用和离子交换作用.
关键词:
胶原纤维
,
Cr(Ⅵ)
,
吸附
,
热力学
,
表征
王学川
,
卢先博
,
强涛涛
,
郑郸
高分子材料科学与工程
以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇2000(PEG2000)为单体,通过逐步聚合反应合成了-NCO封端的聚氨酯顸聚体(PPU);再通过接枝使PPU与端羟基超支化聚合物(HPAE)共聚得到一种新型超支化聚氨酯(HBPU).利用红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)等方法对PPU和HBPU的分子结构与性能进行了表征.FT-IR和1H-NMR分析表明PPU与HPAE发生了接枝共聚反应,制备的超支化聚氨酯具有较好的热稳定性和结晶性,其热分解温度达263.2℃,结晶度为19.8%.HBPU出现了明显的微相分离行为.
关键词:
超支化聚氨酯
,
合成
,
性能
王学川
,
步巧巧
,
强涛涛
,
任龙芳
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.023
为了提高猪皮胶原纤维(CF)对废水中 Cr3+的吸附效率，以乙醛酸(GA)为改性剂，对 CF 进行羧基化改性，制备了一种胶原纤维基吸附材料；采用化学分析法分别测定了改性前后胶原纤维中氨基及羧基含量，并通过zeta电位分析仪对改性前后的胶原纤维的等电点进行了测定。结果表明，改性后胶原纤维氨基含量降低69.23%，羧基含量增加了约52.77%，等电点由原来的6.91降低至5.45；比表面积及空隙率测定结果表明乙醛酸改性可有效增加胶原纤维的比表面积，降低其孔隙率；采用 SEM、FT-IR、DSC 对改性前后胶原纤维的组织形态、分子结构及热性能进行了表征，通过胶原修饰和氨基酸分析对羧基化改性机理进行了研究。
关键词:
胶原纤维(CF)
,
羧基化改性
,
吸附材料
,
表征
,
改性机理
张素风
,
王群
,
王学川
,
强涛涛
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.12.007
利用超声波细胞粉碎机对水解胶原蛋白进行预处理，通过 FT-IR、XRD、TG 等手段测定超声波处理前后胶原蛋白结构的变化，结果表明，超声波处理并不改变胶原蛋白的结构。利用纳米粒度仪测定超声波处理时间和处理功率对胶原蛋白粒径的影响，以及超声波处理前后胶原蛋白的粒径分布，实验结果表明，超声波处理时间和功率在一定的范围内的确可以改变胶原蛋白的粒径，超过范围后则影响较小；超声波处理过程中，胶原蛋白大分子逐渐变为小分子，小分子通过氢键与大分子结合。利用处理过的胶原蛋白合成施胶剂，然后对瓦楞原纸进行表面施胶，通过考察施胶后纸张的性能，得到合成施胶剂的粒径与施胶后纸张的性能呈现相关性。
关键词:
水解胶原蛋白
,
超声波处理
,
结构变化
,
粒径
,
施胶性能
,
相关性
王学川
,
王莉
,
强涛涛
,
任龙芳
材料导报
根据阻燃剂在聚氨酯中的化学反应性,可以将聚氨酯的阻燃剂分为非反应型阻燃剂、反应型阻燃剂和纳米材料阻燃剂三大类.并根据这三大类分别综述了阻燃聚氨酯的研究现状,简要介绍了各类阻燃剂的阻燃机理,阐述了其使用过程中存在的优缺点,并展望了阻燃聚氨酯的发展趋势.
关键词:
阻燃
,
聚氨酯
,
纳米
王学川
,
伏芋桥
,
任龙芳
,
强涛涛
,
任静
功能材料
利用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG,Mn=2000)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以二月桂酸二丁基锡(DBTDL)为催化剂,通过逐步聚合反应合成了 NCO封端的聚氨酯预聚体(PPU),通过单因素实验,根据反应过程中异氰酸酯基团和羟值含量的变化规律,优化出了PPU的合成条件:反应温度75℃,反应时间为1.5h,m(DBTDL)=0.007％(以IPDI和PTMG2000的总质量计).再通过接枝使PPU与端羟基超支化聚合物(HPAE)共聚反应制备得到一种新型超支化聚氨酯(HBPU).经过单因素实验分析方法优化出了HBPU的合成条件为反应温度75℃,反应时间4h.分别利用FT-IR和综合热分析对PPU和HB-PU的结构以及热稳定性进行了表征.
关键词:
超支化聚氨酯
,
聚四氢呋喃醚二醇
,
合成
,
表征
王海军
,
赵庭山
,
石宝
,
任龙芳
,
强涛涛
,
王学川
高分子材料科学与工程
将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维置入过冷态的聚乙二醇（PEG）和聚己二酸丁二酯（PBA）熔体,制备了PET纤维/PEG基体和PET纤维/PBA基体复合体系。使用偏光显微镜和原子力显微镜研究了这两种异质复合体系的界面结晶形态,利用接触角测量仪测量了附生结晶法改性前后PET纤维织物的接触角。结果表明,纤维置入温度和结晶等条件决定附生体系的横穿晶体形态结构,选取合适的树脂并采用附生结晶的方法可明显改善PET纤维织物的表面浸润性,并有望改善PET纤维增强复合材料内部的界面结构。
关键词:
附生结晶
,
聚酯纤维
,
聚乙二醇
,
聚己二酸丁二酯
王学川
,
张莎
,
周亮
,
强涛涛
功能材料
利用鞣制化学中铝鞣机理,将Al（Ⅲ）络合在明胶水解得到的胶原蛋白分子上,制备Al（Ⅲ）改性胶原蛋白絮凝材料,利用XRD、荧光光谱和XPS对产物结构及作用机理进行表征与分析。将所制备的絮凝剂用于油田废弃钻井液的絮凝,以其CODCr去除率和悬浮物含量为指标,考察了絮凝条件对废弃钻井液处理效果的影响。结果表明胶原蛋白分子与Al（Ⅲ）间发生了配位反应,制备出了Al（Ⅲ）改性胶原蛋白絮凝剂。其用于废弃钻井液絮凝时,用量为20.7g/L,pH值为6～9,温度为20～40℃。絮凝后,废弃钻井液CODCr去除率达80.1%,悬浮物含量从初始的2115mg/L降至190mg/L,絮凝效果明显。
关键词:
胶原蛋白
,
Al(Ⅲ)
,
絮凝剂
,
废弃钻井液
王学川
,
郝晓丽
,
任龙芳
,
强涛涛
,
张素风
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.013
以丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,过硫酸钾为引发剂,通过乳液聚合法对废弃革屑中提取的胶原蛋白进行改性,制备了一种新型的胶原蛋白改性纸张表面施胶剂.以产物接枝率和沉淀率作为考察指标,通过单因素实验对改性胶原蛋白表面施胶剂的制备条件进行优化；采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、激光粒度仪、透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征,并研究其施胶性能.结果表明,胶原蛋白和非离子单体发生了接枝反应,接枝率为65％左右.产物具有球型结构,其微粒形状规整、大小均一,平均粒径为0．117μm.将其作为施胶剂,可使纸张的环压强度和抗张强度分别提高1．5和1．8倍,60 s 吸水值降低了2．8倍,获得较强的抗水性.以废弃革屑中提取的胶原蛋白为原材料,制备造纸施胶剂,不仅促进了皮革固体废弃物的资源化利用,同时将有可能为造纸行业提供一种新型的造纸施胶剂.
关键词:
废弃皮胶原
,
接枝改性
,
纸张表面施胶剂
,
制备
,
表征
任龙芳
,
贺齐齐
,
强涛涛
,
王学川
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.10.025
以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为主要原料,碱木质素(LG)为改性剂,二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,合成了一系列木质素改性水性聚氨酯(LWPU).研究了LG用量、n(NCO)/n(OH)及DMPA用量对LWPU胶膜力学性能和耐水性能的影响.结果表明,当LG质量分数为0.75％,n(NCO)/n(OH)为5∶1,DMPA质量分数为6％时,胶膜的综合性能较好,其吸水率仅为3.24％,耐水性能明显提高.通过红外光谱、热重分析、X射线衍射及原子力显微镜和扫描电镜对LWPU胶膜的结构与性能等进行了表征,热重分析结果表明,LG的加入可提高聚氨酯材料的热稳定性.加入适量的木质素可以改善水性聚氨酯的耐水性及热稳定性.
关键词:
木质素
,
改性
,
水性聚氨酯
,
力学性能
,
耐水性能
