原位一步法制备BTDA/4,4′-ODA/4,4′-SDA 聚酰亚胺表面银化薄膜

采用原位一步自金属化的方法制备了具有反射性和导电性的表面银(Ag)化的聚酰亚胺(PI)薄膜,PI是由一种二酐(3,3′,4,4′-四羧基二苯酮酐,BTDA)和两种二胺(4,4′-二氨基二苯醚,4,4′-ODA与4,4′-二氨基二苯硫醚,4,4′-SDA)三元共聚而得,系统研究了4,4′-SDA的引入对薄膜性能及相态结构的影响.结果表明,4,4′-SDA的加入有助于银的还原和迁移,并利于薄膜导电性的提高,薄膜的反射率在两种二胺单体4,4′-ODA与4,4′-SDA的摩尔比为1比1时达到最佳.     

聚酰亚胺/二氧化硅/银杂化薄膜的制备及其结构与性能研究

采用溶胶-凝胶和原位自金属化相结合方法制备聚酰亚胺(PI)/二氧化硅(SiO2)/银(Ag)三元复合薄膜,通过红外(FTIR)、透射电镜(TEM)、动态粘弹谱仪(DMTA)等系统地考察了热处理过程中杂化薄膜结构形态变化以及SiO2含量对金属银向基体表面迁移情况和杂化薄膜各种性能的影响.实验结果表明,在热处理过程中可以同时完成聚酰胺酸的亚胺化、SiO2粒子的形成及银的还原,并且可以通过改变热处理温度和时间或改变SiO2含量来控制银粒子向聚合物基体表面的迁移.     

具有高表面反射性和导电性的聚酰亚胺-银复合薄膜的制备

聚酰亚胺-银的复合薄膜以其表面银层无与伦比的反射性和电导率,再加上聚酰亚胺基体本身优异的热稳定性和物理机械性能,以及其轻质和柔性的特点,在航空航天和微电子等许多领域具有广阔的应用前景,成为近年来广泛研究的多功能材料之一。本文对比了当前用于制备表面金属化的聚酰亚胺薄膜的各种方法及其优缺点,包括外部沉降法、超临界流体法、原位一步自金属化法、表面改性离子交换自金属化法和直接离子交换自金属化法,特别总结了由本课题组近年来所发展起来的表面改性离子交换自金属化法和直接离子交换自金属化法在制备高反射高导电的双面银化的聚酰亚胺薄膜方面所取得的研究进展。这两种方法均基于简单的银盐化合物前驱体即可实现双面高反射高导电的表面银化的聚酰亚胺薄膜的制备,过程简单,成本低廉。所制得的聚酰亚胺-银复合薄膜的表面反射率超过100%,表面电阻接近纯金属银的水平;复合薄膜的表面银层与聚合物基体之间有很优异的粘结性能;且很好地保持了母体聚酰亚胺薄膜优异的机械性能和热性能。其中采用直接离子交换自金属化技术,仅需将聚酰亚胺的预聚体薄膜在极稀的银盐水溶液中(0.01M银氨溶液)处理5min,然后热处理即可实现聚酰亚胺薄膜的双面金属化,是目前效率最高和银利用率最高的方法。     

石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征

首先制备可均匀分散于N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化石墨烯片(GO),将GO的DMF分散液与聚酰胺酸(PAA)的DMF溶液进行液相共混,然后流延成膜制得GO-PAA复合薄膜,最后将PAA进行热酰亚胺化处理,在此过程中GO被原位还原为石墨烯(GS),从而获得石墨烯-聚酰亚胺(GS-PI)复合薄膜.将具有不同石墨烯含量的复合薄膜样品分别进行热重分析及力学和电学性能测试.结果表明,随着GS含量的增加GS-PI复合薄膜的表面电阻率逐渐降低.使用1.0 wt%的GO制备的GS-PI复合薄膜的表面电阻率降至106Ω,此后趋于稳定.在GO不高于0.6 wt%的用量下制备的复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率可发生同步增加;至GO用量为0.6 wt%二者的增强都达到最高值.此后继续增加GS含量,拉伸模量持续提高,断裂伸长率出现下降.在实验涉及的范围内,复合薄膜保持良好的延展性和热稳定性.     

单向拉伸聚酰亚胺薄膜

分别以聚酰胺酸法和部分酰亚胺化的“凝胶法”研究了均苯二酐/二苯醚二胺(PMDA/ODA)和联苯二酐/对苯二胺(BPDA/PPD)体系聚酰亚胺薄膜在制膜过程中对单向拉伸比的影响,研究了薄膜在热膨胀系数和力学性能方面的差别。结果表明,“凝胶法”薄膜可以有较高的拉伸比,可以使薄膜有较低的热膨胀系数(对于PMDA/ODA,由35.1×10-6/℃降低到12.5×10-6/℃),可以明显提高拉伸方向的强度和模量,PMDA/ODA可以分别达到236MPa和1.7GPa;BPDA/PPD可以分别达到613MPa和9.3GPa,但伸长率有所降低。     

原位一步法制备PMDA/ODA基PI/Ag复合薄膜

采用PMDA／0DA-AgAc／TFAH体系,用原位一步法制备了具有一定反射性和导电性的表面银膜化的PI／Ag复合薄膜,并对影响薄膜制备的各种因素以及薄膜亚微相态与其性能之间的关系进行了研究。实验中wAg=0．13的薄膜反射率达29．5％,而且经过轻微抛光后具有了导电性,表面电阻率为100Ω／sq。同时,金属化后的复合薄膜很好地保持了母体聚酰亚胺的机械性能。     

聚酰亚胺薄膜结构研究Ⅱ

以小角激光光散射、偏光显微镜、X光衍射、电子显微镜、力学性能测定及红外光谱等方法研究了几种聚酰亚胺薄膜的聚集态结构。结果表明,它们在取向状态、球粒和链球结构、表面状况及球晶结构等方面有明显差异,而化学组成相同,因此认为聚集状态的这些差异是导致力学性能不同的主要原因.文中还提出方位角Q_d可作为检测PI薄膜取向状况的参照指标.     

聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性复合膜的制备及性能研究

以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、 4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,4,3',4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)为原料, 合成了聚酰胺酸硅氧烷嵌段共聚物. 将此嵌段共聚物和聚酰胺酸(s-BPDA/4,4'-ODA)共混, 通过控制制膜条件, 利用各组分在不同溶剂中的溶解度的差别, 使聚酰亚胺硅氧烷富集在膜的上表面. 因为两相在结构和性质上的相似性, 当聚酰胺酸硅氧烷和聚酰胺酸混合时, 具有很好的相容性, 消除了两相间的界面, 从而制备了优异的聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性的复合膜材料. 利用X射线光电子能谱(XPS)和水滴接触角对此复合膜进行了表征, 证明了此复合膜的两面异性, 并对此复合膜进行了热性能和机械性能研究, 发现此薄膜保持了聚酰亚胺优异的性能.     

光致变色WO3/4,4′-BPPOBp超晶格薄膜的制备

Layered WO3/4,4′-BPPOBp self-assemble mulitlayers (SAMs) films have been fabricated by polyelectrolytes (PEs) approach.The SAMs films with well-ordered superlattice structure and d-space of 0.695nm and good photochromic property have been studied by employing UV- visible,small angle XRD and XPS.     

DNA薄膜的制备及性质研究进展

从化学的角度概述了近年来用分子组装技术对DNA分子的组装，DNA薄膜化及其性质研究的进展。     

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℃。     

溶胶陈化对聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜性能的影响

采用不同陈化时间的酸催化硅溶胶制备SiO2含量一定的聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜,用FTIR-ATR、SEM、TMA等手段对其微相结构、热稳定性、力学性能进行了研究.结果表明:随着硅溶胶水解和聚合反应的进行,杂化薄膜中的SiO2颗粒由棒状长大为球体,并逐渐团聚、变形,薄膜的光学透明性降低,热膨胀系数逐渐减小,拉伸强度先增大后减小.当球形SiO2颗粒的直径小于1 μm且均匀分布在基体中时,薄膜综合性能最优.     

低聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合薄膜的力学性能和疏水性能（英文）

具有优良的力学和疏水性能的复合薄膜在惯性约束物理实验中具有重要作用.在本文中,我们使用简单的溶液混合的方法合成了低聚倍半硅氧烷/聚酰亚胺(POSS/PI)复合薄膜.结果表明由于POSS的引入,力学性能和疏水性能显著增强.力学测试结果显示,当POSS质量分数为10%时,弹性模量和硬度分别达到29.29 GPa和29.29 MPa,相比纯的PI薄膜为14.9 GPa和0.64 MPa.同时,当POSS质量分数为20%,复合薄膜的接触角为83.59°,明显高于纯的PI薄膜(66°).因此,POSS/PI复合膜比纯PI薄膜显示了强大的生命力和极其广阔的应用前景在惯性约束聚变(ICF)物理实验中.     

溶胶-凝胶法在聚酰亚胺衬底上制备c轴取向ZnO薄膜

通过溶胶-凝胶工艺, 采用两步加热法在聚酰亚胺表面制备了具有c轴取向的ZnO薄膜. 通过差式扫描量热-热重分析(DSC-TGA)得出最佳的前热处理温度和后热处理温度分别为300和390 ℃. 通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体取向和表面形貌进行了分析, 描述了ZnO薄膜在聚酰亚胺上的生长过程. 拉伸实验结果表明, ZnO薄膜与聚酰亚胺衬底有较强的附着力.     

可紫外光固化聚酰亚胺的设计制备及性能研究

以含酚羟基的2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6FAP)作为接枝光敏单元的载体,以刚性苯并咪唑单元赋予材料良好的力学性能,设计合成了一种具有紫外光固化能力的可溶性聚酰亚胺.系统探究了光源距离、光源电流通量、光引发剂种类和含量、活性稀释剂种类等对固化成型过程的影响,确定了光固化聚酰亚胺的组成配方及工艺条件(光源距离为10 cm、电流通量为100%、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(Irgacure 819)含量为3 wt%、活性稀释剂1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)为20 wt%),并对光固化薄膜的基本性能进行了分析.光固化薄膜的拉伸强度达到123 MPa,固化树脂在5%(Td5)和10%(Td10)热失重时的温度分别为410和487℃,且具有较低的润湿性和吸水性.研究结果可为开发新型光敏性聚酰亚胺提供研究基础.     

共缩聚法制备含芴大侧基无色透明聚酰亚胺薄膜及其性能

以4,4′-二氨基二苯醚（ODA）和含芴大侧基的9,9-双（3-氟-4-氨基苯基）芴（FFDA）为二胺单体,4,4′-联苯醚二酐（ODPA）为二酐单体,经常温下溶液共缩聚反应得到含FFDA的聚酰胺酸（PAA）溶液,再经化学亚胺化得到无色透明聚酰亚胺（PI）薄膜。使用傅里叶红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热（DSC）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）分析、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、万能材料试验机等对PI进行了结构及性能表征。结果表明：随着n(FFDA)∶n(ODPA)的投料比增加,PI的热性能和力学性能均相应提高,当该比例达到50%时,PI的可见光透过率达到85%,且室温下在常见极性溶剂中的溶解性较好。     

纳米薄膜光催化剂的制备与表面态研究

利用溶胶-凝胶提拉成膜法制备了TiO2,SnO2,Ag/SnO2,Ag/SnO2/TiO2纳米薄膜半导体催化剂.采用粉末电导法初步研究了纳米半导体薄膜催化剂的表面结构,测定了表面态能级相对于半导体导带边的位置.实验表明:四种催化剂在不同的表面能级位置都存在表面态:TiO2具有两类表面态,其能量分别为0.75eV和0.58eV.Ag/SnO2/TiO2由于Ag的担载,出现更负的表面态能级(0.33eV).这将会显著提高导带电子密度,加速光催化反应速率.     

传感器用镓掺杂氧化锌纳米盘/纳米花状结构催化剂的制备及表面表征

采用简便的旋涂过程和一步水热法在压电基片上制备了Ga掺杂的ZnO纳米薄膜(GZO)。在水热处理过程中,通过添加不同的聚合物可形成纳米盘和纳米花状形貌的薄膜。采用场发射扫描电镜(Fe-SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱表征了样品的形貌、微结构和组成。 XRD和FE-SEM结果证明,在AlN/Si压电基片上形成的纳米盘、纳米棒和纳米花状GZO均为纤维锌矿相。采用浸渍法进一步在所制GZO样品上固定了绿色的荧光蛋白质(GFP)。运用原子力显微镜和荧光光谱分析了GFP与GZO表面结合的性质,考察了其用于传感器和生物成像技术的可行性。痕量GFP的固定使该材料产生荧光响应,表明其用于紫外光传感器时具有较好活性。     

高储能密度聚酰亚胺/钛酸钡/水滑石复合薄膜的制备与性能

利用零维纳米粒子与二维纳米片在聚合物基体中的协同分散,构筑纳米粒子/二维纳米片/聚酰亚胺(PI)三元复合体系,系统研究了零维-二维组合纳米填料对复合材料介电常数、击穿强度、储能密度以及机械性能的影响.结果表明:采用氟碳表面活性剂插层修饰可以将水滑石剥离为水滑石二维纳米片(HT),在此纳米片溶液中分散钛酸钡纳米粒子(BT),并进行聚酰亚胺的原位聚合.在聚合物溶液形成薄膜的过程中,二维纳米片和纳米粒子的协同作用抑制了各自的团聚,改善了2种纳米填料在聚合物薄膜中的分散状况.在所制备的PI/BT/HT复合薄膜中,HT有利于改善BT在PI基体中的均匀分散,提高了薄膜的击穿强度,进而提升了复合薄膜的储能密度.与仅加入20%BT相比,在聚酰亚胺中同时加入2种填料20%BT和1%HT时,击穿强度达到354.4 kV/mm,储能密度达到2.58 J/cm3,分别提高了12.4%和14.6%.因此,在纳米粒子/聚合物复合材料中增加少量二维纳米片就可以显著改善其性能,这种方法有望在更多纳米复合功能材料领域得到应用.