扫描力显微术在高聚物薄膜玻璃化转变研究中的应用

简述了高聚物薄膜玻璃化转变的复杂性，并结合文章作者的的一些研究结果介绍了扫描力显微术(SFM)在研究高聚物玻璃化转变中的一些方法，包括观察高聚物薄膜形貌的变化，测量其摩擦力、粘附力和弹性模量等物理量的变化，最后指出SFM是研究高聚物薄膜玻璃化转变的有力工具。     

合肥光源在反应动力学研究中的进展

正反应动力学研究化学反应随时间变化的动态过程,包括化学反应速率和反应机理等。分子反应动态学(Molecular reaction dynamics)和燃烧反应动力学(Combustion reaction kinetics)是反应动力学中重要的研究领域,主要利用光谱和质谱技术探测化学反应组分随时间的演化过程,来得到化学反应速率和反应机理等信息。从学科发展历程来看,分子反应动态学和燃烧反应动力学研究的进步离不开     

玻璃化转变机制的串模型与液态低频力学谱研究

本文对近期本课题组在玻璃化转变研究工作进行了扼要的总结。主要包括我们提出的玻璃化转变机制的申模型、发明的一种液态低频力学谱方法、以及用该方法对水的玻璃化转变的表征。     

玻璃化转变机制的串模型与液态低频力学谱研究

本文对近期本课题组在玻璃化转变研究工作进行了扼要的总结.主要包括我们提出的玻璃化转变机制的串模型、发明的一种液态低频力学谱方法、以及用该方法对水的玻璃化转变的表征.     

氟分子与乙烯反应的直接动力学模拟

氟分子与乙烯可以发生三类反应，即氟原子排除反应、氟化氢分子排除反应和加合反应，但除了基机制以外，已有的其它机理都不能合理的解释低温下的反应是如何开始的．通过对氟分子与乙烯反应的直接动力学模拟，以密度泛函方法研究了长期困扰的氟分子与乙烯反应的机理．通过计算支持了基机制，轨线模拟细致地描述了三个反应通道．根据此机制对低温池中的反应给出了解释．     

含萘环聚芳醚酮类聚合物的分子设计与性质研究

聚芳醚酮类聚合物由于具有优良的韧性、刚性、耐热等级高、电性能、耐辐射、耐疲劳、耐冲击、抗蠕变、耐磨、耐热水性好、阻燃性好等特点,在热塑性聚合物领域占有极其重要的位置. 其在航空、航天、核能、信息、通讯、电子电信、石油化工、机械制造、交通运输等高技术领域得到了成功的应用,使许多行业的传统产品实现了更新换代. 但是,随着世界新科技革命的蓬勃发展,对高性能结构材料提出了日益广泛而迫切的需求. 为进一步提高聚芳醚酮类聚合物的性能,满足某些特殊情况下的使用要求（例如高温、高辐照强度）,可考虑对它们进行交联. 使之可用热塑性材料的加工方法加工,然后通过热处理使其交联,成为热固性材料. 这就要求在聚合物链上引入可交联基团. 常用的脂肪族交联基团的引入,会导致聚芳醚酮耐热性降低,而只能寻找芳香族可交联集团的聚合物材料. 本论文的目的是从分子结构设计的角度出发,从合成新型单体入手,采用芳香族亲核取代路线,将萘环引入聚合物主链,合成出一系列的新型含萘环聚芳醚酮类聚合物,并在不同条件下对它们进行了热处理. 主要利用电子自旋共振（ESR）这一手段对热处理前后的聚合物进行了表征,研究了聚合物的热交联行为,讨论了萘环的化学环境、键连位置及热处理条件对交联反应的影响,建议了交联机理.  我们首先通过1,5-萘二酚(1, 5-DHN)、对苯二酚(HQ)和4,4′-二氟二苯酮（DFB）合成了新型高分子量的含1,5-萘二醚型聚醚醚酮无规共聚物（1, 5-PENEK）,发现随着萘环含量的增加, 聚合物的玻璃化转变温度升高,熔点和结晶能力逐步下降直至消失,力学性能略有下降但基本保持了聚芳醚酮的优良性能. 这些性质的改变是由于萘环的引入在增加了聚合物的刚性同时也降低了聚合物的有序排列能力所致. 通过DSC、WAXR检测发现,1,5-萘二醚型聚醚醚酮共聚物（1, 5-PENEK）在320 ℃以上空气中处理时发生交联反应. 随着萘环含量的增加及处理温度的提高,聚合物的玻璃化转变温度增高速度加快,结晶性能迅速下降. 当处理前后的样品用ESR定量检测时,发现只存在一个单峰,并且其幅度随着热处理时间的增加而增强. 增加微波功率时发现在谱峰的两侧有很弱的突起,采用微波功率饱和特性方法证实样品中存在两种性质不同的R₁和R₂自由基. 在不同气氛下处理该样品, 从它们ESR谱的特征推测：R₁可能是RO·自由基,采用改变ESR的检测温度的方法进一步确认热处理后的聚合物中R₁自由基是RO·自由基,并且经计算证明RO·自由基是与分子链中萘环相关联的. 我们又通过模拟的方法证实R₂自由基是萘环自由基. 通过作RO·自由基、萘环自由基的自旋浓度随热处理时间变化曲线发现两种自由基都参与了交联反应,只是RO·自由基的浓度明显高于萘环自由基,在交联反应中起主导作用. 两种自由基浓度随热处理时间的变化趋势相同,即在热处理前期自由基浓度随时间增长很快,中期则变化不大,而后呈线性增长. 可以认为,热处理前期,主要是自由基的激发过程,而中期生成的自由基大多以双基终止的方式被消耗掉,对浓度增长没有明显贡献. 玻璃化转变温度与此相反的变化趋势支持这一结论. 恒温热失重实验表明,1, 5-PENEK在340 ℃热处理时出现明显的分解,说明1, 5-PENEK在340 ℃发生的热交联反应是裂解交联反应. 通过以上测试结果,得到了含1,5-萘二醚型聚醚醚酮共聚物（1, 5-PENEK）在340 ℃热交联的反应机理.  第二部分,我们从1,4-萘二甲酸出发,经过酰氯化反应及付氏酰基化反应,合成了新型单体1,4-二（4-氟苯羰基）萘(1, 4-BFN). 并且利用所得到的单体和4,4′-二氟二苯酮（DFB）与对苯二酚（HQ）通过亲核取代反应合成了含1,4-萘环的聚醚醚酮酮共聚物（1, 4-PEEKNK）. 测试结果表明, 随着萘环含量的增加,1, 4-PEEKNK的玻璃化转变温度升高、 溶解性变好、熔点下降直至消失,1,4-PEEKNK均聚物的力学性能与PEEK相近. 经260 ℃以上热处理的1, 4-PEEKNK均聚物的热分析实验结果表明,随着处理时间或处理温度的增加, 玻璃化转变温度升高. 从而推断在空气中热处理时聚合物发生了交联反应. 结合FT－IR、NMR等提出,交联反应是发生在萘环上的交联反应. 我们同样采用了ESR技术对1, 4-PEEKNK聚合物的交联反应类型进行了研究. 发现自由基的浓度随着处理时间的增加同样经历了3个阶段,由此我们判断1,4-PEEKNK聚合物发生的交联反应为自由基交联反应. 在不同热处理温度下1, 4-PEEKNK聚合物处理8 h的自由基自旋浓度表明在260 ℃和300 ℃热处理时自由基浓度增加的很少,与未处理样品的浓度几乎一致,认为这是由于在此温度下自由基激发的速度相对缓慢, 因此自由基全部被用于交联反应. 但是在340 ℃热处理时,自由基的浓度则急剧增加,这说明在此温度下自由基产生的速度极快甚至也产生了其它种类自由基,虽然聚合物也发生了交联反应,但是有大量自由基剩余而不利于材料的进一步使用. 恒温热失重结果说明在260 ℃热处理的1, 4-PEEKNK未发生裂解反应. 通过以上结果,给出了1, 4-PEEKNK在260 ℃热交联的交联反应机理.  总之,我们合成了两种不同萘环化学环境及不同键连接方式的聚合物,对其基本性质进行了研究,并且发现两种聚合物在空气中于一定温度下热处理时都发生了交联反应,但交联方式及交联机理各有不同. 就综合性质及应用要求而言,我们认为1,4-萘二酮型聚合物PEEKNK作为全芳香性可交联聚芳醚酮类材料应具有很好的应用前景.     

PVPh/PEO共混物动力学演化过程的NMR研究

聚合物共混物中链段的慢取向运动与其玻璃化转变行为和宏观力学性质密切关联,而基于化学位移各向异性重聚的~(13)C CODEX(centerband-only detection of exchange)固体核磁共振(SSNMR)技术能够有效表征共混物中链段的慢取向运动.该文利用~(13)C CODEX NMR技术详细研究了相容性聚合物共混物聚乙烯基苯酚/聚氧乙烯(PVPh/PEO)中的刚性组分PVPh在较宽温度范围内的慢取向运动特性与玻璃化转变过程的关联.研究表明,在玻璃化转变起始温度以下,PVPh主链的分子运动被冻结,而侧基存在b-松弛的慢取向运动;在玻璃化转变起始温度附近,PVPh主链具有明显的慢取向运动,而且主链和侧基是一种协同的分子运动.该文利用NMR技术揭示了共混物中的玻璃化转变起止温度分别对应于高分子主链慢取向运动CODEX信号的开始和极大值处的温度.     

非晶态聚合物主转变弛豫峰与玻璃化转变过程的相关性研究

从弛豫理论出发,在不同的时效时间和不同降温速率下,测量了非晶聚合物PVC玻璃化转变过程中与时间参量密切相关的α峰峰温(T_α)的响应关系,得出以下结论:1)玻璃化转变温度(T_g)一般是指非晶态聚合物热平衡态与非平衡态的温度转变点(T_t),是温度变化造成的热弛豫过程的直接结果,而α内耗峰是在动态力学测量过程中得到的聚合物玻璃态与高弹态(橡胶态)的分界点处的力学弛豫过程,表现为动态模量锐变过程,是非晶态聚合物热平衡态下的特征内耗峰.两者都与非晶态     

水的玻璃化转变的研究

本文用我们液态低频力学谱方法对玻璃化转变研究领域中一个持续半个多世纪、十分令人困扰的热点水的玻璃化转变问题进行了研究。用表征玻璃化转变最直接的参量力学模量，首次实现对水的玻璃化转变过程的明确表征，得出水的玻璃化转变温度是163K，而不是长期一直认为的136K。另外，水的玻璃化转变表现出不同于传统玻璃化转变的反常耗散行为。研究还表明，水的玻璃化转变温度表现出重要的同位素效应，这是水的玻璃化转变奇异特征的一个反映，也是在玻璃化转变研究中首次观测到同位素效应。     

大口径激光玻璃环抛光学沥青抛光胶

研制了四种不同沥青和松香含量的光学沥青抛光胶,对其形貌、针入度、玻璃化转变温度、软化点和粘度等参量进行了表征。从组成和结构分析了抛光胶三种物理状态变化原因,将玻璃化转变温度和软化点作为其临界转变温度。实验研究了四种抛光胶对大口径激光玻璃的抛光效果,发现抛光胶中沥青和松香的质量分数分别为30%和70%时,抛光效果比较理想,在像散和表面疵病控制方面能够满足要求,可作为大口径激光玻璃抛光专用胶。     

一种基于SU8聚合物的基因测序芯片

基因测序技术极大地推动了生物学和医学研究的发展. 结合了焦磷酸测序 原理及阵列式微反应池芯片的高通量测序仪在从头测序和宏基因组测序方面有着不可替代的作用. 本文首次提出并研制了一种基于SU8聚合物的基因测序芯片. 选择了高传输效率、 低耦合损耗的光纤面板作为基片, 通过改善SU8均匀性及释放应力, 在光纤面板上成功制备出百万数量级阵列式微反应池; 设计并制作侧壁镀膜装置, 实现了SU8阵列式微反应池侧壁选择性光学薄膜蒸镀, 有效地提高了微反应池的光学隔离度, 将相邻微反应池之间的光串扰率平均值从25%降低到了1%, 满足了高通量焦磷酸测序对测序芯片独立并行传输弱光信号的要求. 基于SU8聚合物的基因测序芯片制备工艺简单、成本低廉, 具有良好的应用前景. 关键词： DNA测序 SU8 微反应池 光纤面板     

用正电子湮没探测高聚物的自由体积特性

简要介绍了用正电子湮没谱探测高聚物的微观结构的方法，给出了几种具有简单链结构的高聚物的玻璃化转变，自由体移浓度的标度行为，自由体积形成能的直接测量等方面的最新应用结果，由此表明，正电子湮没谱学在高分子物理研究领域具有十分广阔的应用前景。     

超声波对沥青质分散作用的研究进展

本文论述了超声作用原理，并分析了超声波对液体中的化学反应的物理效应和化学效应，指出了超声波对沥青质的作用也可以分为物理效应和化学效应，指出超声作用的一个突出优势是超声的复合作用，即空穴塌陷产生的局部高温、高压对反应的引发作用，冲击波及微相射流对颗粒的分散作用和对传质的改善作用，以及超声对片层的破坏作用等。     

丙三醇浓溶液玻璃化转变与结构松弛参数DSC分析

利用差示扫描量热仪研究了5种高浓度丙三醇水溶液(60%、70%、80%、90%、100%)的玻璃化转变行为,以考察水分含量和升降温速率对其玻璃化转变行为和结构松弛参数的影响.采用4种线性升降温速率(10、15、20、25K/min)获得玻璃化转变的相关参数.利用GordonTaylor方程对玻璃化转变温度的分析结果表明,水对丙三醇增塑常数的计算结果与升降温速率和玻璃化转变温度的读取方法有很大关系.玻璃化转变过程的比热容变化不仅随水分含量的增加而增加,而且与升降温速率也有一定的依赖关系.结构松弛活化能的计算结果表明,随体系水分含量的增加,体系的结构松弛活化能和动力学脆度都逐渐降低.随水分含量的变化,热力学脆度和动力学脆度表现出相反的变化趋势.     

邻苯二甲酸二甲酯系材料的液态簧振动力学谱测量

用液态簧振动力学谱方法对邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯的系列样品进行了测量. 在升温过程中所测温区范围内，结果表明邻苯二甲酸二甲酯样品相继发生了动力学玻璃化转变、过冷液态的结晶、晶体—液态相变和挥发过程，而在邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯样品中仅仅发生了动力学玻璃化转变和挥发过程. 上述实验结果与分析表明，液态簧振动力学谱方法是研究拥有液态过程的可靠和有效的方法，并且能够提供物质变化的丰富信息.     

宇宙线对地球气候的影响

对宇宙线影响地球气候的一些观测结果和物理机制的研究进行了总结和概述,主要讨论了宇宙线对大气中化学反应、云形成过程等的影响,并给出了羊八井宇宙线观测站对宇宙线流强和大气参量日变化的初步观测结果．     

氨基硅烷/马来酸酐接枝聚丙烯界面化学反应的研究

利用溶剂萃取与红外光谱（ＩＲ）、光电子能谱（ＸＰＳ）技术研究了化学键接在玻璃纤维表面的硅烷偶联剂与接枝聚丙烯间的界面化学反应。结果表明：溶剂萃取可以除去玻璃纤维／树脂界面区物理结合的聚合物基体,减少基体信号的影响,在此基础上,利用ＩＲ,ＸＰＳ可以直接证明氨基硅烷（ＡＰＳ）与马来酸酐接枝聚丙烯间发生了界面化学反应,生成了含酰胺基的反应产物。进一步对不同化学状态的Ｎｌｓ的ＸＰＳ定量分析发现,尽管ＡＰＳ     

食品玻璃化保存的研究进展

简单介绍了玻璃化转变的基本理论,通过阐述玻璃化保存在水产品、速冻水果及速冻面制品中的应用来说明食品玻璃化保存的研究现状,并对目前食品的玻璃化保存所存在的主要问题进行了探讨。     

单重态氧的气固化学反应发生体系的热力学分析

 采用Gaussian程序软件包,在RHF/Lanl2dz计算水平上,计算了由4类无机固体反应物(包括碱金属的过氧化物或超氧化物、碱土金属的过氧化物或超氧化物)与3类气体反应物(包括卤素气体、卤化氢气体和卤化氘气体)所组合的12种可产生单重态氧(O2(1Δg))的气固化学反应体系的热力学参数(如反应焓变、Gibbs反应自由能变化值以及化学反应平衡常数)。计算结果结合O2(1Δg)在氧碘化学激光器(COIL)中的实际应用,分析比较了不同固体反应物和不同气体反应物对气固化学反应体系产生O2(1Δg)的影响。分析结果表明：大部分的上述气固化学反应体系的Gibbs反应自由能变化值为负值,反应可自发进行;但在所有的气固化学反应体系组合中,由碱金属超氧化物与F2或Cl2组成的气固化学反应体系的反应生成热是比较少的,这有利于气固化学反应体系产生的O2(1Δg)用于COIL中。分析同时表明由碱金属超氧化物(如LiO2,NaO2或KO2)与卤素气体(如F2或Cl2)所组成的气固化学反应体系能更高效地产生O2(1Δg),较适合用于COIL中。     

水的玻璃化转变的研究

本文用我们液态低频力学谱方法对玻璃化转变研究领域中一个持续半个多世纪、十分令人困扰的热点水的玻璃化转变问题进行了研究.用表征玻璃化转变最直接的参量力学模量,首次实现对水的玻璃化转变过程的明确表征,得出水的玻璃化转变温度是163K,而不是长期一直认为的136K.另外,水的玻璃化转变表现出不同于传统玻璃化转变的反常耗散行为.研究还表明,水的玻璃化转变温度表现出重要的同位素效应,这是水的玻璃化转变奇异特征的一个反映,也是在玻璃化转变研究中首次观测到同位素效应.