分子沉积聚合物膜的制备及其摩擦学性能研究

以聚对磺酸钠苯乙烯(PSS)为聚阴离子、聚烯丙基氯化氨(PAH)为聚阳离子交替沉积制备了多层聚合物纳米复合膜,用热分析仪考察了这两种体相聚合物的热稳定性,采用紫外-可见光谱仪、椭圆偏振光测厚仪、接触角测量仪等分析了复合膜的性能,用DF-PM型动静摩擦系数精密测定装置考察了其摩擦学性能.结果发现,所制备的聚合物复合膜具有一定的减摩作用,原因是单晶硅表面沉积聚合物超薄膜可以降低表面的粘着力,对硅表面具有微观修饰作用,从而降低其同钢对摩时的摩擦系数;单晶硅表面分子沉积聚合物纳米复合膜的摩擦学特性同超薄膜的层数相关,沉积层数较多的超薄膜的耐磨寿命较长,并因加热处理而得到明显改善.     

功能性超薄有序分子沉积膜的制备及其结构研究

1991年G.Decher等首次探讨了阴阳离子与聚电解质交替沉积制备有机超薄膜的方法。我们在完善成膜技术和发展成膜基质的基础上,详细研究了其成膜过程与膜的结构,并定义这种新的自组装超薄有序膜为分子沉积膜——MD膜。MD膜是利用阴阳离子的静电吸附反应特性,通过相反离子体系的交替分子沉积制备的层状有序自组装多层超薄膜。需要指出的是,分子沉积既是有机超薄膜的制备技术,本身又是一种自组装超薄有序膜。MD膜制备工艺简单,热稳定性和长期稳定性好,不受基体形状与面积限制。     

静电自组装铁电超薄膜及其性能研究

利用静电自组装方法在石英玻璃表面交替沉积聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和聚偏氟乙烯(PVDF)超薄膜,制得PDDA/PVDF铁电复合超薄膜.通过石英晶体微天平实时监测超薄膜的沉积,研究了超薄膜的表面形貌、结构及电性能.结果表明,自组装每层PVDF超薄膜的厚度为7.5 nm;PDDA/PVDF铁电复合超薄膜的表面平整、均匀,其中C1s的光电子能谱与极化处理后充负电荷的PVDF铁电聚合物一致,但F1s由于溶解再组装过程而降低了0.3 eV;静电自组装材料纳米级的薄膜厚度和聚合物的络合作用导致了铁电复合超薄膜的非晶结构和高的表面电阻率.     

聚(对乙烯基苯酚)的合成及其与重氮树脂的氢键自组装研究

带相反电荷的聚电解质,交替沉积在基片,形成超薄有序膜,通常称为静电自组装,自1991年由Decher首次阐明以来,静电自组装技术引起了广泛重视,利用氢键相互作用的氢键自组装1997年才有报道,沈家骢、张希等从聚丙烯酸和聚乙烯基吡啶通过氢键组装了有序超薄膜。和乙烯基吡啶通过氢键组装超薄膜的制备。由于静电力和氢键均很弱,此类膜对极性溶剂不稳定,如在DMF中会离解而遭破坏,我们曾报道重氮树脂（DR）与酚醛树脂间通过氢键的自组装,本文报道聚（对乙烯基苯酚）（PVPh）的制备及春与重氮树脂（DR）间的氢键相经作用,并结合光照,制备了对极性溶剂稳定的超薄膜。     

一种新型的氢键自组装液晶光控取向膜

报道了一种新型的以氢键为驱动力的液晶自组装光控取向膜, 研究了薄膜的制备方法与光敏特性. 通过聚(4-乙烯基吡啶)中的吡啶基团与光敏聚丙烯酰氧基肉桂酸间的氢键作用制备了LBL(layer-by-layer)型的自组装多层膜, 制备过程的紫外-可见光谱表明, 该组装过程为逐层、均匀沉积过程. 傅里叶变换红外光谱表明, 多层膜的成膜驱动力为氢键. 用线性偏振紫外光辐照该薄膜, 多层膜中与光矢量方向匹配的光敏基团发生[2+2]环加成反应, 形成表面张力各向异性的薄膜. 用该薄膜作为向列相液晶的取向膜制成平行液晶器件, 在偏光显微镜下观察, 发现获得了均一、稳定的取向效果.     

P(St-AM)核壳聚合物微球的制备及其光子晶体膜

采用一步乳液聚合法,调节引发剂用量,制备了不同粒径的具有核壳结构的功能性聚(苯乙烯-丙烯酰胺)乳胶微球.用透射电子显微镜表征了乳胶微球的核壳结构和粒径,所制微球的粒径分别为195,217,234和255 nm.用红外光谱对微球的化学成分进行了表征,证实聚丙烯酰胺已包覆在聚苯乙烯外层.通过竖直沉积自组装法制备了聚合物微球的光子晶体薄膜.扫描电子显微镜表征了所制光子晶体膜的表面形貌,反射和透射光谱表征了光子禁带.结果表明,聚合物微球以面心立方紧密堆积,其(111)面与基底平行;微球粒径不同,光子晶体的光子禁带不同.制备了不同光子禁带的光子晶体,禁带分别位于473,515,574和630 nm,相应的薄膜分别呈蓝色、绿色、黄色和红色,对于光子晶体的拓展和应用具有重要的意义.     

由组分可控的LB膜前驱物法制备Y2O3稳定立方相ZrO2的超薄陶瓷膜

由有机LB膜技术发展了一种制备组分、厚度可控的无机超薄陶瓷膜的方法.以Zr、 Y的β-二酮络合物的作为"表面离子"代替传统的亚相离子,沉积它们与花生酸的混合LB膜.并将它作为前驱物,经臭氧处理和热处理,成功制得了Y2O3稳定的立方相ZrO2超薄膜(YSZ).用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)等手段研究了YSZ薄膜的相结构和其组成.结果表明,超薄陶瓷膜中Zr与Y的含量比率控制得很好,且形成Y2O3稳定的立方相ZrO2.说明这种方法可以成功地用来制备组分和膜厚均可控的纳米陶瓷膜.     

自组装超薄膜修饰Ta2O5介质膜及其特性研究

采用静电自组装方法在五氧化二钽(Ta2O5)介质氧化膜上制备了聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二烯丙基二甲基氯化铵/聚-3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT-PSS)超薄膜.研究了两种自组装超薄膜在Ta2O5介质氧化薄膜上的组装特性.结果表明两种自组装膜能够稳定地组装于Ta2O5介质膜表面,并有效降低薄膜的表面粗糙度.进一步研究了两种自组装超薄膜修饰的Ta2O5电容结构的电性能.结果表明静电自组装膜对Ta2O5介质膜表面进行修饰后,有效地隔离了介质氧化膜中的缺陷,降低了电容的漏电流并提高耐电压能力;研究还发现不同厚度的超薄膜对Ta2O5电容结构的耐压特性有不同程度的影响,较厚的薄膜可以更好地提高电容的耐压能力并降低漏电流,但会增加电容的等效串联电阻(ESR).另外,在相同薄膜层数的情况下,聚合物电解质PEDOT-PSS良好的导电性能降低了复合超薄膜的电阻,使得PDDA/PEDOT-PSS修饰的电容结构ESR值较低.     

类金刚石碳薄膜对碳膜导电性能的影响

以聚酰亚胺薄膜为原料,经炭化形成碳膜;进而在碳膜表面制备了类金刚石碳(DLC)薄膜,研究了制备条件对碳膜导电性能的影响.采用扫描电镜分析了薄膜的表面形貌和微观结构;采用X射线衍射仪分析了薄膜的晶体结构.结果表明,DLC薄膜的电阻率随着沉积时间的延长先减小后增加;当沉积时间达到3 h时,相应DLC薄膜的电阻率达到最小值5.66×10-5Ω.m.     

沉积电位对电沉积ZnS薄膜的影响

采用电沉积方法,在不同沉积电位条件下,在氧化锡铟(ITO)导电玻璃上沉积制备了ZnS薄膜,利用XRD、SEM和UV-VIS测试技术对在不同沉积电位所制备薄膜的晶相结构、表面微观形貌和光学性能进行了表征.研究结果表明:沉积电位在1.5 V—1.7 V范围内制备的ZnS薄膜呈非晶态,其可见光透过率从60 %降低到20 %,薄膜的光学带隙约为3.97 eV.在沉积电位为2.0 V条件下所沉积薄膜为ZnS结晶相和金属Zn混合相,薄膜透过率显著降低.     

Characterization and tribological investigation of self-assembled trimethoxysilyl-functionalized poly(phthalazinone ether ketone)thin films on glass substrates

<正>Trimethoxysilyl-functionalized PPEK(PKGS) films had been designed to serve as wear resistant coatings for silicon surfaces. These surface films were formed by a dip-coating technique applied to self-assembled monolayers(SAMs).The formation and wetting behavior of PKGS films were characterized by means of contact angle measurement.The friction coefficient of the film prepared is very low(about 0.1),and the anti-wear behavior is good,with a lack of failure after sliding over 1800 s.     

TiO2/聚丙烯酸丁酯纳米复合膜的制备及摩擦性能

二氧化钛;TiO2/聚丙烯酸丁酯纳米复合膜的制备及摩擦性能     

Tribological performance of fatty acid modification of sol–gel TiO<Subscript>2</Subscript> coating

In this paper, the coatings with friction-reducing properties were investigated using both sol–gel and self-assembling techniques. The thin film of TiO₂ was firstly prepared on glass substrates via a sol–gel method, followed by calcinating at 480 °C. The films of fatty acid were then deposited on the TiO₂ surface to obtain a dual-layer film. The contact angle measurement and FT IR spectroscopy were used to determine the wetting behavior and chemical structure of films, respectively. The friction-reducing behavior of films sliding against a steel ball was examined on a macro friction and wear tester. It is found that fatty acid is strongly adsorbed on sol–gel derived TiO₂ surface. Good friction-reducing behavior is observed for the glass substrate after duplex surface-modification with TiO₂ surface obtained by sol–gel method and top layer of fatty acid.     

Tribological performance of fluoroalkylsilane modification of sol–gel TiO<Subscript>2</Subscript> coating

This paper explores the possibility of making coatings with super friction-reducing and wear protection properties by using both sol–gel and self-assembling techniques. The thin film of TiO₂ was firstly prepared on glass substrates via a sol–gel method, followed by sintering at 480°C. The self-assembled monolayer of Fluoroalkylsilane (FAS) were then prepared on TiO₂ thin film to obtain TiO₂–FAS dual-layer film. The contact angle measurement and X-ray photoelectron spectroscopy were used to determine the wetting behavior and chemical structure of films, respectively. The friction behavior of films sliding against a steel ball was examined on a macro friction and wear tester. It is shown that FAS is strongly adsorbed on sol–gel derived TiO₂ thin film, making it strongly hydrophobic. Good friction-reducing and wear protection behavior is observed for the glass substrate after duplex surface-modification with sol–gel TiO₂ and top layer of FAS.     

活性端基聚苯乙烯表面修饰膜的制备与摩擦学性能

以巯丙基三甲氧基硅烷为链转移剂 ,利用自由基聚合反应合成了三甲氧基硅烷封端的聚苯乙烯 ,研究了其在单晶硅基底上的自组装行为 ,并用红外、X射线光电子能谱、原子力显微等对膜进行了表征 .研究发现 ,聚合物的浓度大于 1mg mL时才能形成较完整的聚合物膜 ,均方根粗糙度低于 1nm ,自组装过程在 90℃时 1h内即可完成 .与空白基底相比 ,自组装聚苯乙烯膜具有良好的减摩抗磨性能 ,稳定摩擦系数为 0 12 .     

仿贝壳结构的自组装纳米复合薄膜的制备、表征及摩擦学性能研究

利用超分子自组装方法在普通玻璃表面制备了仿贝壳有机-无机复合纳米薄膜 。采用X射线衍射仪、傅立叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪及透射电子显微镜等 对薄膜结构进行了表征。用动-静摩擦系数测定仪初步考察了其摩擦行为。结果表 明,这种薄膜具有机-无机有序交替的层状纳米复合结构,其聚合前的层间距为4. 20 nm, 聚合后的层间距为3.91 nm。聚合后的仿贝壳自组装纳米复合薄膜具有良好 的减摩性能。     

FABRICATION OF HIGHLY HYDROPHOBIC FILMS OF POLY（3-HEXADECYL PYRROLE） NANOPARTICLES BY LANGMUIR-BLODGETT TECHNIQUE

Thin films of poly(3-hexadecyl pyrrole) (P3HDP) nanoparticles have been fabricated by using Langmuir-Blodgett film deposition technique. The structures and morphology of the films were studied by using infrared spectroscopy, scanning and transmission microscopes. The experimental results demonstrated that the nanoparticles were formed by self-assembling P3HDP at air-water surface. The water contact angles of these films with different deposition layers were measured to be as high as 110°.     

自掺杂基团对聚苯胺自组装膜电化学性能的影响

基于离子相互作用,实现了以聚苯胺(PANI)为聚阳离子,以聚(邻氨基苯甲酸)(PCAN)、聚(邻氨基苯磺酸)(PSAN)为聚阴离子的层-层自组装,形成层厚均匀的全共轭超薄功能膜.由于磺酸基—SO3-的电负性高于—COO-,使得PANI-PSAN自组装膜沉积量小于PANI-PCAN;电化学实验结果显示,由于PCAN和PSAN的导电性均弱于PANI,所以两种自组装膜的电化学性能取决于PANI,但同时受到羧酸、磺酸基团的较大影响,使得PANI-PCAN自组装膜的电化学性能要优于PANI-PSAN.     

一种交联聚合物薄膜的表面引发聚合制备及其摩擦磨损性能

采用活性可控的表面引发原子转移自由基聚合方法,在硅片表面制备了聚3-(三甲氧基硅)丙基甲基丙烯酸酯聚合物刷,其中产物侧链的三甲氧基硅基团提供相邻分子间相互交联的位点而形成聚合物薄膜;采用衰减全反射红外光谱仪和原子力显微镜分析了薄膜的化学结构和微观形貌,利用椭圆偏光测厚仪和接触角测量仪测定了其厚度和水接触角,并利用微观和宏观摩擦磨损测试装置评价了薄膜的摩擦磨损性能.结果表明,所制备的薄膜具有聚合物的结构特征以及良好的减摩抗磨特性,且其抗磨能力随着厚度增加而增强.