木质素/氧化锌复合颗粒的制备及在水性聚氨酯中的应用

通过沉淀法以季铵化木质素(LQAs)、醋酸锌和NaOH为原料制备了不同木质素负载量的木质素/氧化锌(LQAs/ZnO)复合颗粒.测试结果表明,LQAs/ZnO复合颗粒是由LQAs和ZnO形成的杂化结构,且NaOH用量对LQAs/ZnO复合颗粒的形貌有显著影响.与纯ZnO相比,复合颗粒对紫外光的吸收明显增强.此外,探究了复合颗粒掺杂改性的水性聚氨酯(WPU)复合薄膜的光学和力学性能.与0.6%(质量分数)的LQAs/ZnO复合颗粒均匀共混成膜的WPU复合薄膜的断裂拉伸强度和断裂伸长率相较于纯WPU薄膜,分别提高了81.5%和10.9%.经过192h紫外光老化测试后,断裂拉伸强度保持在25 MPa以上,断裂伸长率保持在360%以上,表明LQAs/ZnO复合颗粒可有效提高WPU薄膜的紫外屏蔽性能和抗紫外老化性能.     

掺杂羧基化碳纳米管的纳米碳纤维前驱体的制备及表征

为获得结构完整、 性能优良的纳米碳纤维前驱体, 采用静电纺丝法制备了掺杂羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维. 用扫描电子显微镜、 偏振红外光谱、 透射电子显微镜、 拉曼光谱及拉伸性能测试等对杂化纳米纤维的微观结构和力学性能进行了研究, 分析了MWCNTs含量的影响. 实验结果表明, 5%(质量分数)的MWCNTs掺杂量为杂化纳米纤维直径的突变点, 且MWCNTs的加入有利于PAN分子链的取向, MWCNTs在PAN纤维中大体上沿纤维轴向取向分布. 3%MWCNTs/PAN杂化纳米纤维的拉伸强度和拉伸模量分别达到88.6 MPa和3.21 GPa.     

Cu-BTC/PVDF杂化膜的原位掺杂制备及增强的染料吸附性能

将Cu-BTC颗粒与聚偏氟乙烯(PVDF)溶液共混,原位掺杂制备了Cu-BTC/PVDF杂化膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、热重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪等对杂化膜的结构进行了表征,并对杂化膜的亲/疏水性质、膜孔隙率以及膜水通量进行了测定,探讨了Cu-BTC的掺杂量对杂化膜结构和性质的影响.结果表明,Cu-BTC的存在使PVDF薄膜的成核机理发生改变,降低了PVDF膜孔尺寸,提高了膜表面亲水性和水通量.在对刚果红(CR)的吸附实验中,Cu-BTC/PVDF杂化膜表现出显著增强的吸附活性,且随着Cu-BTC掺杂量的增加,Cu-BTC/PVDF对CR的吸附性能逐渐增强.吸附热动力学拟合结果表明,吸附过程以Langmuir单分子层吸附和化学吸附为主要特征.     

PAA/PU合金制备多孔PI薄膜及结构与性能研究

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂, 在聚氨酯(PU)溶液中使均苯四酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODA)缩聚成聚酰亚胺(PI)预聚体聚酰胺酸(PAA), 从而制成PAA/PU的混合溶液, 然后刮涂成膜, 经过热处理使得PAA亚胺化和PU降解, 制备多孔PI薄膜. 通过对薄膜进行红外光谱,热失重分析及透射电镜(TEM)观察, 结果表明, 最佳的PU热降解温度为360 ℃, PU降解后在PI基体中留下长条状纳米孔, 且孔径大小随聚氨酯含量的增加而增大. 通过对薄膜进行力学性能、 介电性能和吸水率研究, 结果表明, 随着体系中PU用量的增加, 热处理后的多孔PI薄膜的介电常数逐渐下降, 但拉伸强度降低, 吸水率上升.     

通过交联抑制高温下氢键的解离提高聚酰亚胺的耐热性和尺寸稳定性

将炔基结构引入该聚酰亚胺主链中,通过热引发化学交联反应构建化学限域位点,抑制高温下氢键的减弱和解离,进而通过交联和高温下更加稳定的氢键协同性提升了该PI薄膜在高温下的尺寸稳定性.结果表明,相对于线性PI,交联后PI在400℃的强氢键含量达到26.1%,与未交联PI相比提高了近50%,从而将300~400℃范围的的热膨胀系数(CTE)从33.8×10?6/K降低至5.1×10^?6/K.最终制备的PI膜的Tg高达452℃,40~400℃范围内的CTE仅为2.1×10^?6/K,拉伸强度高达231 MPa,有望用于AMOLED的基底材料.     

二阶非线性光学活性聚酰亚胺有机-无机杂化材料的合成与表征

通过溶胶-凝胶法制备了含二阶非线性光学发色团分散红19(DR₁₉)的硅氧烷染料与聚酰亚胺有机-无机杂化材料.利用红外光谱、紫外-可见光谱、SEM、DSC和TGA等手段对其进行了表征.杂化极化后的序参数高达0.48,并具有优良的极化取向稳定性,423K下处理300h后,序参数仍能保持初始值的90%.杂化薄膜有较好的表面平整性,其断面呈网络结构.杂化材料的玻璃化转变温度(T_g)为561K,比纯聚酰亚胺的T_g(543K)高18K,表现出优良的高温热稳定性,其5%热失重温度为691K,10%热失重温度为758K.     

耐超高温双酮酐型聚酰亚胺的合成及性能

以4,4'-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)为芳二酐单体,对苯二胺(PPD)为芳二胺单体,经低温溶液缩聚制得成膜性能优良的高相对分子质量聚酰胺酸(PAA),再经过热亚胺化制备双酮酐型聚酰亚胺(PI)薄膜。 采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)、热重分析仪(TGA)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)及力学性能等技术手段表征了聚酰亚胺膜的结构和性能,考察了不同亚胺化温度对合成的双酮酐型聚酰亚胺膜性能的影响。 结果表明,经程序升温至320 ℃能使PAA热亚胺化基本趋于完成。 PI薄膜为部分有序聚集态结构,玻璃化转变温度(T_g)为298 ℃,具有优异的热性能,热失重温度(T_5%)为523 ℃。 拉伸强度达到130 MPa,弹性模量为5.77 GPa。 PI薄膜紫外光透过截止波长为375 nm,在可见光区具有良好的透光性能及耐溶剂性能。     

Cu掺杂TiO_2薄膜的摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃基底上制备了纯TiO2和Cu掺杂的TiO2(Cu-TiO2)纳米结构薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、粉末X射线衍射(XRD)及UMT-3摩擦磨损试验机考察了Cu掺杂量对薄膜组成、结构、表面形貌及摩擦学性能的影响.结果表明,相比于纯TiO2薄膜,Cu掺杂TiO2纳米薄膜平整、均匀,具有较好的耐磨减摩性能.Cu掺杂量的多少直接影响Cu-TiO2薄膜的减摩抗磨性能,当Cu掺杂量为5%(摩尔分数)时,Cu-TiO2膜具有最佳的耐磨寿命和最低的摩擦系数.     

表面改性纳米BaTiO3杂化聚酰亚胺薄膜的合成及其热性能

以3,3’,4,4’-联苯四酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为原料,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同纳米BaTiO3含量的聚酰亚胺(PI)/BaTiO3杂化膜。采用不同的硅烷偶联剂对纳米BaTiO3进行表面改性,发现γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH590)的改性效果较好。大部分杂化膜在质量损失5%的温度都较纯膜有不同程度的升高,最多升高了18℃,说明PI/BaTiO3杂化膜较纯膜具有更好的耐热性能,且热分解温度均高于520℃。     

聚苯并咪唑/磺化苯膦酸锆质子交换杂化膜的制备与表征

为了提高质子交换膜在高温和低湿度条件下的热稳定性、机械性能和质子传导性能,将新型质子导体磺化苯膦酸锆(Zirconium Sulfophenylphosphonate,Zr SPP)引入聚苯并咪唑(Polybenzimidazole,PBI)有机基体中制备PBI/Zr SPP质子交换杂化膜。分别采用扫描电镜(SEM)、拉伸测试、热稳定性分析(TGA)和交流阻抗法对质子交换杂化膜的微观结构及性能进行表征。考察了Zr SPP在膜内的分散性及其加入对质子交换杂化膜的热稳定性能,机械性能及质子传导性能的影响。实验结果表明,Zr SPP均匀的分布在质子交换杂化膜中;Zr SPP的加入增强了质子交换杂化膜的热稳定性能;在外界不加湿的条件下,PBI/5%Zr SPP质子交换杂化膜的质子电导率在160℃可达到38m S/cm。PBI/5%Zr SPP质子交换杂化膜的拉伸强度为43.0MPa,具有比Nafion117(拉伸强度26.6MPa)更好的机械性能。