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.     

聚丙烯腈基碳纤维及其原丝中的微孔尺寸分布

利用二维小角X射线散射技术(SAXS)研究了聚丙烯腈基碳纤维及其原丝的微孔结构。结合逐级切线法、对数正态分布及麦克斯韦分布函数对2类实验样品内部微孔的尺寸分布进行了分析。结果表明,2类样品中的孔结构具有显著差别,原丝微孔在4~8 nm范围内分布比较集中,碳纤维中微孔的分布区域则移向1.3~1.8 nm。散射数据显示出明显的分形特征,碳纤维与其原丝的孔分形维数分别为1.33和1.55,表明原丝中具有较大的孔隙缺陷。相对于原丝,碳纤维微孔尺寸分布走向均匀和集中,前者则表现出比后者更宽的尺寸分布。就拟合方法而言,逐级切线法的解析手段容易引入误差,低角区的纤维表面散射和高角区的噪音容易对其结果造成影响。正态分布得到了比较窄的尺寸分布,但对于低尺寸区域孔隙的拟合不理想。麦氏分布在一定程度上弥补了以上不足,能够较好地拟合两类纤维样品中微孔的分布状况。     

聚丙烯腈基碳纤维中微孔洞的一维多取向小角X射线散射研究

应用一维多取向小角X射线散射(SAXS)方法研究了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维中微孔洞的形态.结果表明,这些微孔洞沿纤维轴方向呈针状,并与纤维轴呈Φ=14°角的取向排列;微孔洞投影在碳纤维横截面上的平均半径R=1.14nm,投影在碳纤维轴向上的平均长度L=17.97nm.建立的一维多取向SAXS方法可以得到若干二维SAXS方法才能得到的微孔洞形态及分布信息等参数(如Φ和L),且在各种纤维的微孔洞或微纤维的表征方面具有一定的普适性.     

小角X射线散射在高分子研究中的应用

本文综述了小角X射线散射理论,并介绍了小角散射在高分子溶液、结晶聚合物、嵌段共聚物和离聚物等研究中的应用.     

原位小角X射线散射研究热拉工艺对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜结构的影响

采用原位小角X射线散射和扫描电子显微镜研究了热拉过程中,拉伸比和拉伸温度对熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜晶体和孔洞结构的影响.研究结果表明,冷拉、热定型过程中片晶簇被分离开,其内部结构在热拉过程中不发生分离等变形;随着热拉拉伸比的增加,片晶簇间架桥长度不断增大;与冷拉、热定型样品相比,热拉后的微孔膜架桥沿垂直于拉伸方向具有较好的周期性.不同的拉伸温度结果表明,架桥长度随拉伸温度升高而增加;温度过高时架桥会发生熔融.     

溶致液晶中金属纳米粒子的掺杂及其作用机制研究

在用琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)构建的具有长程有序结构的层状溶致液晶内, 用不同方式导入预制的亲油或亲水贵金属纳米粒子, 可得到纳米粒子分布在不同介观空间内的无机/有机杂合体. 依据小角X射线散射和偏光显微镜结果, 通过分析掺杂纳米粒子与液晶模板的相互作用, 对掺杂前后体系结构的变化及制得杂合体的稳定性进行了表征. 结果表明, 除考虑掺杂粒子与层状模板空间的匹配外, 体系中静电斥力、范德华引力和Helfrich涨落力之间的平衡是维持液晶结构稳定的基本条件.     

聚乙烯片晶辐照破坏的X射线散射研究

聚乙烯片晶辐照破坏的Ｘ射线散射研究王国英，姜炳政（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词辐照聚乙烯，广角Ｘ射线衍射，小角Ｘ射线散射有关聚乙烯辐照破坏和交联问题，Ｈｏｓｅｍａｎ等［１］从Ｘ射线衍射的研究指出，辐照交联和破坏在晶区内部发生；...     

预氧化过程中张力对聚丙烯腈预氧化纤维微缺陷结构的影响

本文报道用同步辐射二维小角X射线散射(2D\|SAXS)研究预氧化过程中张力对PAN纤维缺陷的影响.     

小角X射线散射表征AOT/水层状溶致液晶的有序性

用小角X射线散射研究了AOT/水层状溶致液晶的有序性. 通过对散射曲线的解析, 讨论了表面活性剂浓度、温度和助表面活性剂等三个方面对溶致液晶层状相结构有序性的影响. 在一定的范围内, 提高温度, 改变表面活性剂浓度和加入少量助表面活性剂可使碳氢链排列由稀疏转变为密实, 层状相也相应地由“柔性双层”过渡到更加有序化的“平面双层”. 基于形状因子和体系内分子间作用力, 提出了层状相形成与有序化的机理, 同时采用分子模拟的方法展现了不同浓度下的液晶结构.     

表面活性剂溶致液晶的表征及相图绘制

该实验以离子型表面活性剂C14TAB-水二元体系为研究对象,通过偏光显微镜和目视观察法详细研究体系的各向同(异)性、双折射、偏光织构等光学性质和相行为,利用小角X射线散射(SAXS)技术表征溶致液晶相的结构和参数,并绘制其二元相图。该实验在原有综合化学实验的基础上拓展研究体系,降低实验成本,提升实验准确性,可帮助学生在了解溶致液晶表观性质的基础上,进一步认识其微观结构,掌握表征技术的原理和方法,激发学生对物理化学实验的兴趣,有助于学生科学逻辑思维的拓展和实验技能的提高。     

大孔交联聚苯乙烯的分形结构研究

采用小角Ｘ－射线散法测定大孔交联聚苯乙烯树脂的结构,发现大多数大孔交联聚苯乙烯在数纳米至数十纳米的标度尺寸范围内具有分形结构,分形维数介于２和３之间。本研究还进一步探讨了交联度、致孔剂,功能基化反应及后处理对大孔交联聚苯乙烯分形结构的影响。     

应用弦长度分布函数研究中孔分子筛的精细结构

弦长度分布(chord length distribution, 简称CLD)可以用来描述几何对象(球形颗粒、柱状孔、薄片等)的大小、形状和空间排布等特点. 原理上, 弦长度分布正比于由小角散射所得的相关函数的二次微分, 因此可以由相对散射强度进行计算. 在结构研究中, 将实验所得弦长度分布与理论计算某种确定几何体所得高度准确的弦长度分布进行比较, 可以获知对象的特征几何结构. 本文以中孔氧化硅分子筛为研究对象, 介绍了弦长度分布的计算方法, 以此精确计算了中孔分子筛的孔径分布, 得到了分子筛表面有机官能化对孔径的影响规律.     

NaCl、KCl、Na_2CO_3、K_2CO_3等电解质溶液对含水卵磷脂液晶结构影响的SAXS研究

关于电解质溶液对卵磷脂液晶结构的影响前人有过报导。例如Chapman和G. Shiply等在研究碱金属氯化物对卵磷脂液晶结构的影响时指出:随着Li~ 到Cs~ 离子半径增加,脂双层的厚度也发生相应变化。Plainer等也指出KCI,NaCl溶液使磷脂层厚度发生变化。关于磷脂蛋白复合膜与Na~ ,K~ 、Ca~(2 )离子的作用也有一些报导。本文报导用小角X射线散射(SAXS)方法研究几种电解质溶液对卵磷脂形成液晶结构的影响。     

小角X射线散射技术在高分子表征中的应用

小角X射线散射(SAXS)技术是表征高分子材料微观结构的一种重要手段.当X射线穿过材料时,在材料不均一的电子云密度分布作用下,发生散射并形成特定的散射图案,使得我们可以根据特定的模型来反推材料的微观结构,并计算相关结构参数.SAXS特有的对微观结构的统计平均及无损探测使其成为了一种不可或缺的高分子材料微观结构分析手段....     

利用X射线小角度散射法研究大孔吸附树脂的孔结构——平均孔径的测定

利用小角X射线散射技术研究了吸附剂的孔结构。选择含6％二乙烯基苯和100％汽油作致孔剂制备的干燥及水和甲苯溶胀的聚合物小球为样品,测定了干态及溶胀态样品的平均孔径及孔径分布。得到了随溶剂吸附量增加平均孔径变化的关系。对吸附和溶胀机理作了初步探讨。     

一个低分子量聚氧化乙烯从亚稳态的折叠链片晶向稳态的伸直链片晶转化增厚过程的研究

报道分子量为5000的聚氧化乙烯(PEO)从熔融态淬火到液氮温度后形成的两次链折叠(2-FC)片晶增厚过程的研究结果.在升温和恒温条件下,采用小角X射线散射(SAXS)在位地跟踪了2-FC片晶增厚成一次链折叠(1-FC)和进一步成为伸直链(EC)片晶的增厚过程.通过对SAXS数据以及它们的一维相关函数的数据的分析,发现在52℃以下,2-FC片晶主要增厚为1-FC片晶;在52℃以上,2-FC片晶则主要增厚为EC片晶;在58℃到EC片晶的熔点的温度区域里,已经形成的1-FC片晶还会熔融,完全转化为EC片晶.利用偏光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM)观察晶体的形貌,比如球晶,获得的研究结果表明,没有发生大范围的晶体破坏后再形成的变化,也就是说片晶的增厚过程是一个发生在球晶内部的薄片晶熔融后转化为厚片晶的过程.     

NaCl、KCl、Na2CO3、K2CO3等电解质溶液对含水卵磷脂液晶结构影响的SAXS研究

This paper describs the structural character of liquid-crystal of 5%H_2O-egg yolk phospholipid (PC) containing in avarious salt's solution, the layer distance was determined by means of SAXS method. Experimental results show that the layer distance of liquid crystal phase is increased in the 5%H_2O-PC system as the amount of solution of NaCl or KCl is increased. But on the addition of Na_2CO_3 or K_2CO_3 solution into the 5%H_2O-PC system the layer distance of liquid-crystal phase is held constant. It is considered that Na_2CO_3 or K_2CO_3, might be hydrolyzed producing OH~- ions, so that the latter could stablize the interfacial potential between water and egg yolk phospholipid. Absence of this behavior for solution of NaCl or KCl might be due to NaCl and KCl are salts which formed by strong acids and strong bases.     

小角X射线散射法研究液晶结构中样品架改进及影响因素

采用自制样品架对粘性液晶样品的小角X射线散射测试进行了改进,研究了影响测试结果的因素并进行了排除.     

小角X光散射表征分散液中Nafion的微观结构

利用小角X光散射研究了全氟磺酸离子聚合物Nafion膜在不同比例的氮甲基甲酰胺和正丁醇混合溶剂中分散形成分散液的微观结构。 研究表明,主链刚性和主-侧链亲疏水性的协同作用使分散液中的Nafion呈典型的棒状胶束结构。 胶束的等效回转半径(R_g)对Nafion质量浓度表现出-0.42的标度,与聚电解质在无盐溶剂中的理论标度一致;而胶束间相关长度对Nafion质量浓度表现出-0.13的标度,与典型的中性聚合物溶液理论标度一致。 极性低的正丁醇促进Nafion主链溶剂化并利于长胶束形成,而极性高的氮甲基甲酰胺则能促进Nafion分散。 该研究将为理解Nafion分散液的性质以及湿法制备Nafion膜的微结构形成提供清晰指导。