材料学院艳汇报高分子方向发院长审核

环保低碳新型功能高分子材料的研究及开发2021年5月26日常州大学材料学院

高分子材料与工程报告人：黄文艳汇报内容自再生吸油树脂的研制与含油废水1

现有基础及优势2环境友好型高固含量涂料及黏合剂的研究3合成树脂工艺技术-（PS）的合成4一、现有基础及优势“新能源材料科学与工程”江苏省优势学科国家级实验示范中心及江苏省环境友好材料重点实验室“材料学”江苏省重点学科

材料科学与工程一级学科硕士点高分子新材料常州市重点实验室材料科学与工程一级学科博士点江苏省高校品牌专业建设项目工作示意图：出水

树脂柱油聚集含油废水柴油净化水二、自再生吸油树脂对含油废水的净化含油废水与经吸油树脂处理过的水视觉效果(吸油树脂已处理过5吨以上含油废水）进样水浓度为485.2ppm出样水浓度为50.1ppm实际除油率为89.6%进样水浓度57.3ppm出样水浓度22.0ppm实际除油率为61.6%自再生吸油树脂的制备及含油废水的净化处理。影响可行性的因素：（1）支化聚合物制备方法（2）支化聚合物制备的成本（3）引入支化聚合物后，对其他性能的影响链缠结少分子间作用力小黏度低黏度低流变改性剂环境友好型高固含量溶液制备低能耗聚合物成型加工高固含量涂料的制备支化聚合物的研究背景及意义三、环境友好型高固含量涂料及黏合剂的研究普通丙烯酸型涂料固含量低不超过50%消耗大量有机溶剂，不环保漆膜性能差高固体含量丙烯酸型涂料(70%)降低树脂分子量树脂中引入支化结构漆膜性能差制备方法生产成本活性自由基聚合常规自由基聚合成本高成本低研究目标：用常规自由基聚合制备低成本、漆膜性能好的70%固体含量的丙烯酸型涂料体系粘度低分子量高影响可行性的因素：1.高固体含量涂料的制备70%固含量的支化树脂配成的涂料与线型树脂涂料成膜后性能对比数据样品分子量(g/mol)支化因子g′固含量/%膜厚/μm表干时间/min附着力/500g铅笔硬度抗冲击性能/1000g*50cmL-117020169.350171级4H不合格B-1170000.7670.645151级4H合格B-2175000.8670.750141级3H合格B-3179000.7970.340111级4H合格B-4209000.7571.040111级3H合格L-1为线型树脂，B-1,B-2,B-3,B-4为支化树脂因此该项目具有很大的优势以及推广延伸价值高固含量为70％的涂料性能优异且在抗冲击性方面显著的面漆制备高韧性漆膜的涂料方法简便且成本低廉2.环境友好型自抛光防污涂料用基体树脂的研究已报道的防污涂料自抛光防污涂料（有机锡、铜等）低表面能防污涂料仿生涂料导电涂料……

造成鱼类等海洋生物免疫系统的破坏，甚至危害人类健康

无法保证广谱防污的效果生物降解高分子基防污涂料---防污涂料发展的新希望可通过主链的降解使表面不断自更新而达到防污目的，同时由于降解产物为无毒的小分子，可避免海洋污染。防污剂生物降解高分子生物降解高分子基防污涂料-新挑战可用单体种类有限合成聚合物结构单一山穷水尽柳暗花明理论：实现了乙烯基单体和环状单体的杂化共聚应用:将无法降解的乙烯基聚合物通过共聚的方式变成可降解聚合物研究成果1：完美地实现了“自抛光”和“低表面能”双重防污效果的结合研究成果2：自抛光防污涂料用基体树脂的功能调控杂化共聚合成可降解聚合物

己内酯与N-苯基马来酰亚胺的杂化共聚己内酯与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的杂化共聚……生物降解高分子基防污涂料---防污涂料发展的新希望产品特性：方法简单、原料易得，环境友好，未来产业化前景好。可通过主链的降解使表面不断自更新而达到防污目的，同时由于降解产物为无毒的小分子，可避免海洋污染。应用:将无法降解的乙烯基聚合物通过共聚的方式变成可降解聚合物.对照实验涂覆树脂1个月3个月6个月1个月3个月6个月因此该项目具有重大的社会意义及推广延伸价值优势：（1）自主开发，条件温和，工艺简单（2）与环氧树脂相容性好，韧性优越（3）不同结构聚醚胺，功能化度》90%风力发电叶片用环氧树脂固化剂——聚醚胺电子用环氧胶固化剂-多聚硫醇优势：（1）自主开发，条件温和，工艺简单（2）固化时间短《5min（3）粘接力强，适应不同基材3.绿色环保用环氧树脂黏合剂的开发节能环保光固化硅基离型剂专利：201810390687.2，201910359411.2非对称双烯与氨基硅油加成反应制得材料优势：活性自由基聚合（ATRP等）特点：分子量可控聚合成本昂贵，聚合体系复杂，难操作，有催化剂残留合成的支化聚合物分子量低，分子量分布很宽。常规自由基聚合？四、(57)合成树脂工艺技术-聚苯乙烯（PS）的合成技术1.支化聚苯乙烯的制备链转移剂单体存在下的常规自由基聚合(1):Macromolecules

2012,45,4092.溶液聚合，Mw.MALLS>105g/mol,PDI=6-10。(2):Polym.Chem.

2014,5,1863.乳液聚合，Mw.MALLS>106g/mol,PDI=4-6。(3):Polym.Chem.2014,5,3326.溶液聚合，支化PVAc。链转移剂单体存在下的常规自由基聚合特点：聚合体系简单易行，单体和聚合方法成本低廉。所得聚合物的分子量相对较高，尤其是乳液聚合所得分子量高，分子量分布窄。单体制备，储存和聚合时巯基和双键的Michael加成反应巯基化合物的特殊不愉快味道。溶液聚合—难于满足大规模化应用。U.SPatent:9,181,374B2(2015)Polym.Chem.,2017,8,4428过氧化引发剂单体存在下的常规自由基聚合生成的初级自由基-R1O•和-R2O•引发和终止反应总效率的匹配。若-R1O•的反应效率>>-R2O•的反应效率：交联。若-R1O•的反应效率<<-R2O•的反应效率：线性聚合物。制备方法更简单，单体和聚合方法适应性强，能进行本体聚合。以含有叔胺结构的乙烯基单体为支化单体在本体和溶液聚合中：叔胺—过氧化物氧化还原引发体系只能引发缺电子单体聚合，如丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯等；对于苯乙烯和醋酸乙烯酯这些富电子单体，则引发效率很低、引发速率较慢，无法得到高转化率的聚合物。乳液聚合的特点：乳液聚合反应速率较快；聚合热易扩散，聚合反应温度可以控制；聚合反应即使在反应后期黏度也很低；单体适用范围较广。乳液聚合的场所为乳胶粒，自由基寿命长。自由基通过扩散控制进入胶束，期望实现可聚合叔胺与氧化剂构成氧化还原引发体系引发苯乙烯聚合。带有双键的叔胺-过氧化物在常温下通过乳液聚合，引发合成支化聚合物SampleFeedratioT(ºC)Conv.st(%)Mn.SEC(g/mol)Mw.MALLS(g/mol)PDIL1St25-DMAEMA1-AIBN0.1256096.0030800858002.26L2St25-DMAEiB1-KPS12580.50466001547004.06L3St25-DMAEiB1-KPS13582.60568001545004.54B1St25-DMAEMA1-KPS12590.341177009804006.03B2St25-DMAEMA1-KPS13592.03800005120003.75B3St5-DMAEMA1-KPS0.053524.34492001208003.16支化聚苯乙烯图1聚苯乙烯的支化因子g′与分子量的关系图（B1：[St]:[DMAEMA]:[KPS]=25:1:1，T=25ºC；B2：[St]:[DMAEMA]:[KPS]=25:1:1，T=35ºC）g′=[η]branching/[η]linear

C：DEAEMAE：MAEDAF：CHP

图2氧化剂与还原剂的结构式D：DMAEMAG：TBHPH：KPSSampleFeedratiosT（ºC）Conv.St(%)Mn.SEC(g/mol)Mw.MALLS(g/mol)PDIg′E8St25-DEAEMA1-AIBN0.1256082.57828003274003.071.00E9St25-DEAEMA1-KPS12584.6582720015220006.721.00E10St25-DEAEMA1-KPS13588.485044009187009.991.00E11St5-DEAEMA1-KPS13595.3219800393002.851.00E12St10-DEAEMA1-KPS13592.751622006838003.051.00E13St25-DMAEMA1-TBHP13598.43981003165002.541.00E14St25-DMAEMA1-CHP13565.55316001210002.361.00E15St25-DMAEMA1-AIBN0.1256096.0030800858002.261.00E16St25-DMAEMA1-KPS12590.341177009804006.030.71E17St25-DMAEMA1-KPS13592.03800005120003.750.77E18St25-MAEDA1-KPS13586.32gelE19St30-MAEDA1-KPS13582.7314070025350001.610.55UnitedStatePatent,US10611860B2.Apr.7.2020.2.乳液聚合室温制备超高分子量线型聚合物-（自由基聚合）SampleMn.GPC(g/mol)Mw.GPC(g/mol)PDIPS-1186000026000001.40PS-2196000032900001.68PS-3163000026800001.64PMMA-1138700033150002.39PMMA-2216900059870002.76PMMA-3214800063800002.97PVAc-135000010013002.87PVAc-260100017760002.97PVAc-391500027440003.00以超高分子量PS为例：与通用PS相比：Tg增加