液态丙烯腈低聚物修复聚丙烯腈基碳纤维微孔缺陷

提出一种全新的缺陷修复的方法,即将聚丙烯腈基(PAN)碳纤维T300在液态丙烯腈低聚物(LAN)中浸渍后,再进行预氧化和碳化热处理,可以将T300的拉伸强度提高25%.应用二维小角X射线散射(SAXS)法可以计算出LAN修复缺陷前后T300微孔缺陷的长度(L)、横截面尺寸(lp)、取向角(Beq)、相对体积(Vrel)的变化,结果表明碳纤维的拉伸性能越好,微孔的长度、取向角、相对体积含量越小.T300拉伸性能的提高是由于缺陷修复的结果.应用BET比表面积法、扫描电子显微镜(SEM)表征LAN修复缺陷前后T300的比表面积以及表面形貌的变化,结果表明,T300在LAN中浸渍并经过预氧化和碳化热处理,比表面积变小,表面缺陷明显减少.进一步验证LAN对碳纤维中的微孔缺陷具有修复作用.应用X射线光电子能谱(XPS)法表征LAN修复前后T300表面化学成分的变化,结果表明,LAN修复后含氧官能团(C―OH,C=O,HO―C=O)显著增加,有利于增强碳纤维与树脂基体之间的相互作用,从而提高碳纤维的力学性能.     

主链型液晶聚芳酯酰胺的合成、结构与性能研究进展

主链型液晶聚合物(main-chain liquid crystalline polymers,MCLCPs)分子链易取向的特性赋予其优异的性能,在航空、电子等领域具有不可替代的地位。其中芳香族聚酯酰胺(aromatic polyesteramides,APEAs)作为重要的一类,解决了单一化学结构的聚芳酯须在较高温度下加工、聚芳酰胺分子间氢键带来的刚性过大、易吸水等问题,具有可观的应用前景。目前相关研究中的分子链结构与聚合方法繁多,但缺少系统性的梳理。本文按照酯键与酰胺键的生成次序,将APEAs的合成分为同时生成、易生成无规链结构的一步缩聚法与先后分别制备、可得到有规序列的两步缩聚法。另外,不同结构单体的反应特性决定了适用的聚合方法与条件不同,因此本文一并整理了其聚合反应的影响因素。在此基础上,梳理了主链结构与性能的关系,展望未来的发展方向,以期为新型APEAs的合成提供借鉴与参考。     

聚{11-[(4'-正庚氧基-4-联苯基)羰基]氧-1-十一炔}的相结构与相转变

采用示差扫描量热法(DSC)、一维(1D)、二维(2D)广角X-射线衍射(WAXD)和偏光显微镜(PLM)等研究手段对聚{11-[(4'-正庚氧基-4-联苯基)羰基]氧-1-十一炔}(PA-9,7)的本体相转变和相结构进行研究,并采用分子动力学方法对相结构进行模拟.结果表明,样品的相转变为近晶B相(SmB)(→)近晶A相(SmA)(→)各向同性态(Iso).在近晶B相中,侧链在层状结构中排列成具有六次对称性的准长程有序结构.     

5-{[(4′-正戊基氧-4-联苯基基)羰基]氧}-1-戊炔的相转变与相结构

采用差示扫描量热(DSC)、一维(1D)广角X射线衍射(WAXD)、热台偏光显微镜(PLM-hotstage)等研究手段对含联苯液晶基元的侧链液晶聚炔单体5-{[(4′-正戊基氧-4-联苯基基)羰基]氧}-1-戊炔(A3EO5)的本体相转变和相结构进行了研究.DSC和1D-WAXD实验结果表明,A3EO5在升温和降温过程中均呈现四个相转变过程,形成双向性液晶.样品从各向同性态降温至室温过程中,首先形成近晶A相,随后进入层内排列具有准长程有序的近晶B相,继续降温将形成层内为正交排列的近晶E相,在此之后样品进入晶相.PLM结果指出样品在各向同性态降温过程中分别形成球状织构、角锥织构和同心圆弧织构.     

Laponite/聚氨酯纳米复合材料制备与性能研究

通过溶剂交换法将无机Laponite从水相转移到N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中,在超声波作用下,Laponite与热塑性聚氨酯(TPU)溶液进行共混复合,Laponite插层到PU分子链间而制备Laponite/聚氨酯纳米复合材料.利用TEM,AFM,TGA,DSC,DMA和静态拉伸对其结构、组成、形貌和性能进行表征,研究结果表明,Laponite优先插层到聚氨酯的硬段中,片层和硬段通过氢键相互作用和尺寸匹配性,进而形成一种插层网络结构.由于这种网络结构的存在,使Laponite/聚氨酯复合材料的强度、硬度及韧性得到同步提高.     

固态聚合物电解质研究进展

开发下一代高安全且高能量密度能源体系是新能源产业进一步蓬勃发展的关键。将易燃易爆的液态电池替换为固态电池是一项极具前景的工作。在固态电解质中,聚合物电解质由于其高安全性、粘弹性及其良好的界面相容性等成为广泛研究的对象。但是在室温下其离子电导率仍然偏低,需要在高温下才能达到一定的电池性能。因此,在提升聚合物电解质常温离子电导率的同时,还需要进一步研究和改善电解质/电极之间的界面问题,降低界面阻抗。本文从固态聚合物的优缺点出发,介绍了不同固态聚合物电解质的性能及其离子传输机理,展望了固态聚合物电解质的最新研究进展和发展方向。     

高性能聚丙烯腈碳纤维中纳米级微孔分析表征研究

高性能碳纤维由于其优异的性能,在各行各业中具有广泛应用。为深入研究碳纤维内结构与其性能之间的相关性,本文应用小角X射线散射研究了一系列典型的聚丙烯腈碳纤维样品,分析了样品内微孔的尺寸及取向,讨论了强度和模量与微孔的相关性,研究结果表明:高性能碳纤维的力学强度和模量与碳纤维内微孔缺陷的长度和长径比有关,控制碳纤维内微孔缺陷的长度有望实现高强碳纤维的制备,控制牵伸倍率从而控制碳纤维内微孔的长径比有望实现高模碳纤维的制备。     

分子动力学模拟不同组分下CaO-Al2O3-SiO2系玻璃微观结构的转变

采用分子动力学模拟的方法研究了CaO-Al2O3-SiO2系玻璃的微观结构,发现Ca/Al=1/2时CaO-Al2O3-SiO2系玻璃(网硅酸盐体系)并不像传统理论认为的那样是一个完整的三维网络,而是存在一定量的非桥氧,从而从理论上进一步证实了Stebins等人的实验结果.同时也发现不同的Ca/Al比对Si和Al键接方式产生重要影响,在Ca/Al＞1/2时,Al比Si容易成为网络的中间体,其首先插入网络体中间;在Ca/Al＜1/2时,Si比Al容易成为网络中间体.虽然在能量上Al-O-Si占有扰势,但当Ca/Al从大于1/2变化到小于1/2时,仍有部分Al-O-Si转变成Al-O-Al和Si-O-Si,丰富了Al自回避规则的内容.     

聚｛11-[(4′-正庚氧基-4-联苯基)羰基]氧-1-十一炔｝的相结构与相转变

采用示差扫描量热法(DSC)、一维(1D)、二维(2D)广角X-射线衍射(WAXD)和偏光显微镜(PLM)等研究手段对聚{11-[(4′-正庚氧基-4-联苯基)羰基]氧-1-十一炔}(PA-9,7)的本体相转变和相结构进行研究,并采用分子动力学方法对相结构进行模拟.结果表明,样品的相转变为近晶B相(SmB)近晶A相(SmA)各向同性态(Iso).在近晶B相中,侧链在层状结构中排列成具有六次对称性的准长程有序结构。     

不同形貌的纳米邻苯二甲酸锌盐制备的研究

本文采用液相分散沉淀法，以邻苯二甲酸酐和醋酸锌为主要原料，通过改变分散剂聚乙二醇200（PEG200）的用量及溶剂中醇-水的配比，初步研究了纳米邻苯二甲酸锌盐的合成及形貌变化条件，并用元素分析仪、红外光谱仪（IR）、热重分析（TG）、X-射线衍射仪（XRD）以及透射电镜（TEM）对样品的物相、晶体结构及尺寸形貌进行了表征。结果表明：溶剂中醇-水比大于2：1有利于纳煽动棒的生成。