分层蒸镀制备聚酰亚胺自支撑膜及其特性研究

 采用分层蒸镀法,在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体,然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理,使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品,在脱膜后能制备出直径1.8 cm,厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱,特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌,结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。     

聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究

通过分子动力学模拟对聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的形态结构、 热力学性质、力学特性进行计算, 分析其随模拟温度和纳米颗粒尺寸的变化规律. 模拟结果表明, 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物为各向同性的无定形态结构, 铜纳米颗粒与聚酰亚胺基体之间通过较强的范德华作用结合在一起使结构更加稳定, 铜纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态, 在铜颗粒和聚酰亚胺基体之间形成界面层, 界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的等容热容随着颗粒尺寸增大而明显增高, 随温度变化比聚酰亚胺体系更为缓慢, 在较低温度下较小颗粒尺寸复合物的热容比聚酰亚胺体系更低. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热压力系数随颗粒尺寸增加而显著增大, 比聚酰亚胺体系的热压力系数更小, 且随温度升高而减小的程度要小得多. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热力学性质表现出明显的尺度效应, 温度稳定性明显高于聚酰亚胺体系. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量, 具有比聚酰亚胺体系更低的杨氏模量和泊松比, 随温度升高分别减小和增大, 与聚酰亚胺体系随温度的变化趋势相反, 且杨氏模量的温度稳定性显著提高, 同时泊松比随纳米颗粒尺寸增大而减小, 具有明显的尺度效应. 加入铜纳米颗粒形成复合物可获得与聚酰亚胺体系显著不同的力学新特性. 关键词： 分子动力学模拟 聚合物纳米复合物 聚酰亚胺 纳米颗粒     

聚酰亚胺/钽铌酸钾纳米颗粒复合材料结构与机械性能分子动力学模拟

利用多尺度建模方法构建了聚酰亚胺/钽铌酸钾纳米颗粒复合物模型, 通过分子动力学模拟研究了不同尺寸钽铌酸钾纳米颗粒(5.5, 8.0, 9.4, 10.5, 11.5 Å)对复合材料的结构、弹性模量和相互作用能的影响规律, 并通过计算纳米颗粒表面原子键能和单位表面积原子数目探究了复合物机械性能提高的内部机理. 聚酰亚胺和聚酰亚胺/钽铌酸钾复合材料的杨氏模量分别为2.91和3.17 GPa, 泊松比分别为0.37和0.35, 钽铌酸钾纳米颗粒的引入可以显著改善聚酰亚胺的机械性能. 纳米颗粒表面原子的键能为8.62-54.37 kJ·mol^-1, 表明颗粒与基体主要通过范德华力作用结合且有氢键存在. 计算结果表明, 相同掺杂比例下, 纳米颗粒尺寸越小, 纳米颗粒表面原子数目越大, 颗粒与基体作用更强, 杨氏模量的提高幅度越大, 尺寸效应越显著. 因此, 掺杂小尺寸纳米颗粒是提高聚酰亚胺机械性能的有效途径.     

31P NMR在阻燃剂DOPO合成中的应用

9,10-二氢-9氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物（DOPO）的合成涉及酯化、酰基化、水解和脱水环化反应.通过核磁共振磷谱（³¹P NMR）对各步反应得到的产物进行表征,分析各反应产物的组成,由此得出各步反应规律,并找出了影响DOPO的产率和纯度的一些关键因素.     

原位低场核磁共振弛豫法定量监测光催化Cr(Ⅵ)还原反应

本文利用原位低场核磁共振（LF-NMR）技术在真实固液反应环境中对光催化还原Cr（Ⅵ）反应进行了定量研究,并对Ag纳米颗粒负载量不同的Ag担载石墨相氮化碳复合光催化剂（Ag/g-C₃N₄）在可见光照射下催化Cr（Ⅵ）还原为Cr（Ⅲ）的性能进行了研究.研究发现,Ag纳米颗粒负载（负载量分别为1 wt.%、2 wt.%、5 wt.%和10 wt.%）可以有效提高g-C₃N₄的光催化性能;且负载量为5 wt.%时光催化性能最优,为无Ag负载的g-C₃N₄的4倍.此外,本文还通过横向弛豫时间（T₂）定量分析了反应体系中顺磁性Cr（Ⅲ）离子的浓度,证实了采用LF-NMR弛豫法评价光催化Cr（Ⅵ）还原反应性能的可行性.     

铱催化叠氮化物和亚酰胺环加成反应的密度泛函研究

用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法对铱催化的环加成合成5-氨基1,2,3-三唑化合物机理进行了计算研究. 计算结果表明：（1）通过叠氮化合物的端基氮分别进攻不同炔烃碳原子形成两种竞争机制;（2）释放催化剂得到目标产物的还原消除过程是反应的关键步骤;（3）对于进攻苯基一侧炔烃碳原子的反应通道,具有相对较低的活化自由能;（4）两个竞争通道存在一定的能量差,表明反应具有较好的选择性,计算研究对实验报道进行了很好的补充和解释.     

柔性悬臂电磁驱动光开关的仿真与制作

设计并制作了一种用于波长信道选择系统的新型柔性悬臂梁电磁驱动光开关,该光开关采用微光机电系统技术制作,由带有平面螺旋形线圈的聚酰亚胺悬臂梁、圆柱形永磁体、基座以及双面反射棱镜组成.通过改变线圈中激励电流的方向来控制开关动作.运用有限元的方法,模拟分析了线圈与永磁体之间电磁力的分布以及悬臂梁回复力、电磁力与挠度的关系.对该光开关的驱动性能进行了测试,实验结果表明：加载较小的工作电流（0.15A）,悬臂梁便可以产生较大的挠度（0.925mm）,满足波长信道选择系统光路偏转的要求.     

用x射线形貌研究半绝缘砷化镓单晶胞状结构

通过x射线异常透射形貌（XRT），化学腐蚀显微观察和电子显微技术（TEM）研究了液封直拉（LEC）法生长的半绝缘砷化镓（SI-GaAs）单晶中蜂窝状胞状结构，从晶体生长和冷却过程的热应力、弹性形变引起位错的运动和反应考虑，分析了该结构的形成机理与过程.认为这是由高密度位错（EPD）运动和反应所形成的小角度晶界的集合群. 关键词： SI-GaAs 小角度晶界 胞状结构     

聚醚酰亚胺（YS－30）链结构的1D和2DNMR谱分析

聚醚酰亚胺（ＹＳ－３０）是一种可溶性的聚酰亚胺，本文对它的￣（１３）ＣＮＭＲ谱，￣１ＮＮＭＲ谱和ＣＯＳＹ谱进行了研究．经过分析，对￣（１３）ＣＮＭＲ和￣１ＨＮＭＲ谱作出了归属，确认了聚醚酰亚胺的链结构．     

聚酰亚胺膜的热性能分析

通过合成四羧酸丁烷型脂肪族和四羧酸环五烷型脂环施聚酰亚胺,以拓展现有的只限于芳香型聚酰亚胺膜材料的范围,并测定和比较了芳香型聚酰亚胺、四羧酸丁烷型脂肪族和四羧酸环五烷型脂环族聚酰亚胺的热学性能,初步探讨了结构与热性能之间的关系。     

基于拉丝塔光纤光栅的准分布式温盐传感器

提出了一种基于拉丝塔光纤光栅（DTG）的准分布式温盐传感器，可以同时测量海水的温度和盐度。该传感器由多个聚酰亚胺（PI）涂敷DTG和无涂敷DTG串联构成，PI涂敷DTG作为盐度传感组件，盐度的变化会导致聚酰亚胺涂层吸收或释放水而产生膨胀或收缩作用，进而引起光纤光栅中心波长的漂移。温度串扰可以通过使用无涂敷光纤光栅中心波长的变化来补偿。实验结果表明，该传感器能实现温度和盐度的实时测量，对温度和盐度的变化表现出线性响应，且具有良好的重复性。其中，盐度灵敏度平均为-5.58 pm/（mol/L），温度灵敏度平均为10.02 pm/℃。由于拉丝塔光纤光栅的超弱反射特性，该方法可以实现大规模海水温度和盐度的准分布式测量，在海洋工程中有一定的应用前景。     

钐的聚酰亚胺配合物的微波辐射固相配位合成和表征

钐离子（Ⅲ）与苯代三聚氰胺和2，4－甲苯基二异氰酸酯（TDI）生成的聚脲再与均苯四酸二酐生成的聚酰亚胺的固相配位反应。考察了微波辐射时间（功率）、稀土离子和聚合物的配比以及温度等因素对配合物产率及配合物中钐离子含量的影响，测量了配合物的红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、^13C固体核磁共振及X－射线粉末衍射等，并推测了配合物可能的结构。测定了配合物中钐离子的含量，通过荧光发射光谱测量了配合物的荧光发射强度，并与相应的常规加热配位进行比较。通过磁化曲线测量了配体和配合物的磁性能。实验结果表明：此类配合物不具有钐离子的特征荧光峰，钐离子的第一激发态能级和配体的三重态能级之间不能匹配。另外配合物显示出稀土离子的优良的磁性能。     

NH3与MH（M=Li,Na）反应机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了NH₃与MH（M=Li,Na）的放氢反应机理.在6-311G（2d.2p）基组水平上对反应物、中间体、过渡态及产物进行了全几何参数优化.频率分析和内禀反应坐标（IRC）计算证实了中间体和过渡态的正确性和相互连接关系.计算结果表明,NH₂与MH（M=Li,Na）的反应均为单通道的氢取代反应,反应生成LiNH₂（NaNH₂）与H₂.     

现代物理信息

 Phys.Rev.Lett.（物理评论通讯）19911.证实极度丰中子核中存在双中子用反应（π^-,π⁺）与（π^-,P）造成极度丰中子核,通过测连续丢失质量谱而证实,（K.K.Seth et al.,Vol.66 No.19）.     

H+D2O→HD+OD反应的微分截面:一种全维态-态量子动力学计算

用含时波包方法计算得到H+D₂O→HD+OD反应的第一个初始基态,第一对称（100）和反对称（001）伸缩振动激发态的全维态-态微分截面.计算的三个初始态的微分截面在低碰撞能量下都是很强的后向散射.随着碰撞能量的增加,微分截面越来越宽,伴随着峰的位置逐渐向小角度移动,与标题反应是一个通过抽取机理的直接反应相一致.发现（100）和（001）态不只有几乎完全相同的积分截面,还有基本相同的微分截面-在相同的总能量下和基态反应也接近.反应产生的OD只有很小一部分在v=1态上,其分布几率和基态与振动激发态的相对几率相似,从而证实了Zare等人的实验结果和局域模式图像.另外让人意想不到的是,在相同的总能量下,伸缩激发抑制了产物HD的转动激发.     

锗烯与异氰酸多通道反应的理论计算

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了单重态GeH₂与HNCO的反应机理.在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和内禀反应坐标（IRC）确定中间体和过渡态,用QCISD（T）/6-311++G**方法计算了各个驻点的单点能.计算表明单重态的锗烯与异氰酸的反应有抽提氧、插入N-H键、抽提亚氨基的反应路径.采用经Winger校正的Eyring过渡态理论分别计算了1个大气压、不同温度下反应势垒较低通道的热力学及动力学性质,结果表明插入N-H键反应（GeH₂+HNCO→IM7→TS6→P2）通道在温度400 K～1400 K内,有较高的平衡常数和反应速率常数,为主反应通道,主产物为GeH₃NCO.     

柔性悬臂电磁驱动光开关的仿真与制作

设计并制作了一种用于波长信道选择系统的新型柔性悬臂梁电磁驱动光开关,该光开关采用微光机电系统技术制作,由带有平面螺旋形线圈的聚酰亚胺悬臂梁、圆柱形永磁体、基座以及双面反射棱镜组成.通过改变线圈中激励电流的方向来控制开关动作.运用有限元的方法,模拟分析了线圈与永磁体之间电磁力的分布以及悬臂梁回复力、电磁力与挠度的关系.对该光开关的驱动性能进行了测试,实验结果表明：加载较小的工作电流（0.15A）,悬臂梁便可以产生较大的挠度（0.925mm）,满足波长信道选择系统光路偏转的要求. 关键词： 微光机电系统 光开关 柔性悬臂梁 电磁驱动     

气相沉积法制备聚酰亚胺薄膜不同单体配比的表征及其性能影响

聚酰亚胺微球作为惯性约束聚变的重要候选靶丸之一,其力学性能和热学性能的提高对于实现聚变点火有重要意义.本文以均苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚为原料,采用气相沉积法制备了不同单体配比的聚酰胺酸薄膜,研究了制备聚酰胺酸薄膜过程中不同单体蒸发温度对薄膜组成的影响,并对聚酰胺酸薄膜进行热环化处理.采用红外光谱仪分析了聚酰胺酸薄膜和聚酰亚胺薄膜的组成,结果表明:随着二酐蒸发温度的增加,聚酰胺酸薄膜中过量二酐单体的红外吸收振动特征峰(1780 cm~(-1),1850 cm~(-1)强度增加,单体配比由二胺过量到二酐二胺配比均衡再到二酐过量.热环化处理的过程中,薄膜中过量单体会再次蒸发,其红外图谱显示最终产物只有聚酰亚胺,但单体配比接近样品聚酰亚胺红外特征振动峰(1380 cm~(-1))强度更大.X射线衍射图谱显示配比接近的样品具有更高的晶化程度,说明过量单体的存在抑制了聚酰胺酸分子链的生长,造成分子量降低.采用纳米压痕仪和热重分析仪分别测量了聚酰亚胺薄膜的弹性模量和硬度以及失重曲线,结果表明分子量的降低会造成聚酰亚胺薄膜的弹性模量和硬度的降低,同时热稳定性也变差.扫描电子显微镜图像显示聚酰亚胺薄膜呈层状结构,单体配比接近的样品表面状况更好,这一点与聚酰亚胺分子的生长规律相符合.     

甲酸乙酯与羟基自由基氢提取反应速率常数的量化计算与激波管实验

针对甲酸乙酯（H（CO）OCH₂CH₃）与羟基自由基（OH）的反应动力学展开了理论与实验研究.在理论方面,首先通过量化计算得到了在M06-2x/ma-TZVP水平下准确的反应势能面,随后利用多结构-扭转（multi-stucture torsion MS-T）方法对转动非谐效应进行了研究,获得了非谐校正系数,最后基于传统过渡态理论并考虑Eckart隧穿效应获得了200~2 000 K温度范围的反应速率常数.在实验方面,开展了激波管实验来测定H（CO）OCH₂CH₃与OH的反应速率常数,基于激光吸收光谱技术探测OH自由基306.7 nm的吸收线,并对反射激波后高温反应过程的OH浓度变化进行测量,从而获得了900~1 321 K温度范围的反应速率常数,并论证了理论计算结果的合理性与准确性.      

斯特林制冷机活塞和聚酰亚胺的粘接工艺研究

针对斯特林制冷机的关键部件活塞与聚酰亚胺组成的摩擦副,分析了聚酰亚胺与活塞样件的摩擦试验情况,并对二者的粘接工艺进行了研究。结果表明,聚酰亚胺的摩擦系数为0.45,并且摩擦磨损量少,能够满足自润滑耐摩擦磨损的要求,在混合清洗的条件下,采用高强度环氧粘接剂通过过盈配合的方式可以将活塞与聚酰亚胺粘接的很牢固,通过胶粘剂剪切强度的测试,其拉伸剪切强度可以达到4.3MPa,效果较好。