PVA微晶交联和SA/PAA双网络协效增强增韧SA纤维

为了提高海藻酸钠(SA)纤维的断裂强度和断裂伸长率, 以丙烯酸(AA)为化学交联组分, SA为离子交联组分, 聚乙烯醇(PVA)为微晶交联组分, 采用湿法纺丝和冻融循环方法制备含有PVA微晶交联点和海藻酸钠/聚丙烯酸(SA/PAA)双网络结构的海藻酸钠/聚丙烯酸/聚乙烯醇(SA/PAA/PVA)复合纤维. 通过流变性能、 力学性能、 红外光谱、 X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试研究了交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)含量和PVA微晶交联对SA/PAA/PVA纺丝原液和复合纤维的结构与性能的影响. 结果表明, 当MBA质量分数为0.5%时, 纺丝原液的损耗模量(G″)最小, 可纺性最好, 复合纤维的断裂强度达到2.83 cN/dtex, 断裂伸长率达到9.38%, 比再生SA纤维分别提高了15.98%和38.96%; PVA冷冻之后形成微晶交联点并且PAA和PVA已经复合到体系中; PAA和PVA的加入提高了复合纤维的结晶度; 复合纤维的表面形貌趋于光滑和规整, 纤维断面更加致密.     

聚酰亚胺/聚丙烯腈共混黑膜的制备及其结构与性能

采用共混的方法制备聚酰胺酸/聚丙烯腈(PAA/PAN)共混溶液.其中2种PAA溶液分别由二酐(3,3′,4,4′-联苯二酐(BPDA)与均苯四甲酸二酐(PMDA))和二胺(对苯二胺(PDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA))均聚或共聚而得,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,PAN溶于DMAc中制成溶液后与PAA溶液混合,涂膜后热处理制得聚酰亚胺(PI)/PAN共混薄膜.分析了PAA和PAN在热处理过程中的变化,以及PAN的加入量对共混薄膜的结构与性能的影响.结果表明,在热处理过程中,PAA完成了亚胺化成为PI,而PAN完成了预氧化,形成了稳定的梯形结构,制备出具有良好力学性能、黑色、不透光的薄膜,但是随着PAN含量的增加,体系发生明显的相分离,薄膜力学性能有所下降,(BPDA/PDA/ODA)PI中加入10%的PAN和(PMDA/ODA)PI中加入20%的PAN时能获得具有良好力学性能的黑色、低透光率的薄膜.     

分子筛型PAN-ACF制备及表面结构的XPS研究

以聚丙烯腈基活性炭纤维（PAN ACF）为原料,首次采用液相浸渍结合空气氧化的方 法,在较为温和的条件下改变原料的表面结构和孔隙结构,制备出具有分离N2/O2性能的分子 筛型PAN ACF.采用TGA DTA、电子天平及XPS技术分析表征了分子筛型PAN ACF的吸附性能 和表面结构.结果表明:浸渍煤焦油后的PAN ACF在100～400 ℃之间失重缓慢,是煤焦油中苯 环及杂环类化合物与纤维表面氧化接枝的过程;经350 ℃浸渍空气氧化ACF对N2/O2吸附量及 选择性均得到了显著提高,选择系数达到5.6;浸渍煤焦油的PAN ACF表面具有一定量的羟基 、醚基、羰基和羧基等含氧官能团,氧化过程中各类官能团含量发生改变,类石墨碳含量随浸 渍浓度增加而增大;浸渍氧化再炭化的结果使PAN ACF对N2/O2吸附选择性得到明显提高.     

碳纤维中的单层石墨物相及其对力学性能的影响

依据碳纤维中各种物相的X射线衍射特性, 确认PAN基碳纤维中除了乱层石墨微晶外, 还存在大量的单层六元环C原子层面物相, 建立起两种非完整结晶物相的定量分析方法. 实验结果表明, 随着退火温度由1350 ℃上升到2400 ℃, Tx-3高强型碳纤维中的单层石墨含量由59.6%下降到34.8%, 乱层石墨含量由40.4%上升为65.2%. 与此同时, 碳纤维的拉伸强度则由3.65 GPa下降到2.05 GPa, 而延伸率也由1.04%下降到0.58%. 并对PAN基碳纤维中单层石墨对其力学性能的影响也进行了初步的探讨.     

掺杂羧基化碳纳米管的纳米碳纤维前驱体的制备及表征

为获得结构完整、 性能优良的纳米碳纤维前驱体, 采用静电纺丝法制备了掺杂羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维. 用扫描电子显微镜、 偏振红外光谱、 透射电子显微镜、 拉曼光谱及拉伸性能测试等对杂化纳米纤维的微观结构和力学性能进行了研究, 分析了MWCNTs含量的影响. 实验结果表明, 5%(质量分数)的MWCNTs掺杂量为杂化纳米纤维直径的突变点, 且MWCNTs的加入有利于PAN分子链的取向, MWCNTs在PAN纤维中大体上沿纤维轴向取向分布. 3%MWCNTs/PAN杂化纳米纤维的拉伸强度和拉伸模量分别达到88.6 MPa和3.21 GPa.     

热处理对富氮碳纳米纤维结构及储锂性能的影响

以聚丙烯腈(PAN)为原料,经静电纺丝、稳定化和碳化,制备了碳纳米纤维(CNFs)。系统地研究了氮的种类及含量对锂离子电池(LIBs)中Li+的储存性能和负极容量的影响。碳化过程中纤维从无定形碳向石墨化碳结构转变,含氮官能团减少,结构的变化对Li+在CNFs电极中的存储位置有很大的影响。结果表明,Li+不仅可以存储在石墨化碳层之间,还可以存储在氮功能化引起的缺陷部位,后者主要是由于碳材料的氮掺杂而使LIBs的电化学性能改善。碳化温度为600℃时,可以产生足够高的氮含量,从而提高电极的容量。在电流密度为0.1 A·g^-1时,循环200次之后比容量高达560 mAh·g^-1,即使在1 A·g^-1的高电流密度下,循环1000次比电容量仍然保持在200 mAh·g^-1。     

升温速率对神木煤热解半焦结构性能的影响

利用管式炉和微波材料工作站分别对神木煤煤样进行终温为750 ℃的慢速(3和5 ℃/min)、中速(10和15 ℃/min)及快速(50、100、225、350和750 ℃/min)热解,基于热解半焦X射线衍射谱图解析热解半焦的微晶结构参数,采用傅里叶变换红外光谱表征热解半焦的表面化学,并借助热重分析仪、选用气化活性参数R_T评价热解半焦的气化反应活性。结果表明,随着升温速率的增大,神木煤热解半焦总体上呈现的趋势是:表面含氧官能团含量降低,半焦的微晶层片尺寸L_a和石墨化度明显提高,层间距d₀₀₂和堆积高度L_c略微减小,说明神木煤半焦结构随升温速率的提高变得规整;随着升温速率的增大,半焦的气化活性R_T从0.178 2降低至0.103 6。热解终温为750 ℃的神木煤热解过程中,快速热解有利于获得易石墨化、表面非极性化、气化反应性低的产物。     

高强高模型碳纤维与高模型碳纤维微观结构分析

利用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、元素分析(EA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和小角X射线散射(SAXS)表征和分析了高强高模型碳纤维和高模型碳纤维的微观结构和化学组成.结果表明,高强高模型碳纤维的石墨微晶晶粒尺寸细小,组成微晶的石墨片层间距较大,片层间和片层边缘保留了非共轭碳构成的晶体缺陷,石墨化程度较低,微晶间缝隙较小,分布均匀,路径曲折;高模型碳纤维具有更加完善的石墨微晶结构,石墨化程度较高,微晶尺寸更大,组成微晶的石墨层堆砌整齐有序,非碳元素较少,共轭态碳明显增多,但其微晶间裂纹和孔隙结构也较大.高强高模型碳纤维因具有多层次的微观结构和缺陷,相比高模型碳纤维,有更多的应力扩散和能量存储及耗散路径,是其拉伸应变和强度保持的关键所在.     

碳纤维微晶结构的形成与生长

碳纤维的微晶结构是影响其性能的决定性因素,本论文采用广角X-射线衍射法研究了聚丙烯腈预氧纤维在碳化阶段中微晶结构的形成、生长与转变过程。研究结果表明:在1000℃以下,经预氧化反应形成的不连续多环芳香平面结构沿平行于纤维轴的方向堆积并逐渐靠近,形成类似于晶核的微晶结构生长中心,表现为类石墨片层间距的减小而晶粒增长缓慢;当温度高于1000℃时,晶粒的生长速度明显加快,形成三维有序的微晶结构;在温度高于1500℃的石墨化阶段,类石墨微晶结构进行重排,晶粒尺寸迅速增加。根据这一规律,可以通过控制晶核生成和晶粒生长速度的匹配,进行碳纤维的结构设计和调控。     

丙烯腈-衣康酸基纳米纤维纱线的热稳定及碳化研究

碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得.但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展.因此,在PAN分子链中引入衣康酸(IA),通过溶液聚合法合成了P(AN-co-IA)共聚物并通过静电纺丝法制备了P...     

PVA/PAA水凝胶纤维的电刺激响应性能

以过硫酸胺为引发剂,在PVA水溶液中原位聚合丙烯酸单体,得到的PVA／PAA混合水溶液在凝固浴硫酸胺饱和水溶液中纺丝制备了物理缠结和氢固定网络形式的PVA／PAA水凝胶纤维。该纤维于NaCl溶液中在直流电场作用下具有电流－刺激敏感性,表现为溶胀、收缩、弯曲行为。纤维的弯曲速度和最大弯曲度随电场强度和凝胶网络中PAA含量的增加而增大,随电解质溶液离子强度的变化出现临界最大值。纤维向负极弯曲的过程中,在电场下自由离子和反庆子迁移引起的渗透压主导作用,弯曲过程主要是溶胀弯曲;向正极弯曲过程中,由于电化学反应和电场作用下产生的PH梯度导致凝胶网络构像变化主导作用,弯曲主要是收缩弯曲;弯曲由负极向正极转化过程中,两种机理对弯曲的影响相对平衡。     

自然光照下PEG/PAA 凝胶在Fe3+/CA溶液中的 凝胶-溶胶转化行为的研究

本文将PEG/PAA凝胶浸入铁/柠檬酸（Fe3+/CA）溶液中,在自然光照一定的时间可实现凝胶-溶胶的相互转化,而且转化行为受溶液的组成及其pH值的影响。只有当溶液中[Fe3 ]0: [CA]0≤1:2,且溶液的pH在1-6之间,该转化才会发生,通过改变溶液中[Fe3 ]0: [CA]0的值或溶液的pH可以有效地控制其转化速率。此外,实验结果表明,当凝胶转化为溶胶后,在其中加入高价金属阳离子,例如Fe3 、 Al3 、Ce4 、Cu2 等,溶胶又会再次转化为凝胶。由于这种新颖的特性,该凝胶有望应用于药物释放、细胞培养等领域。     

疏水/亲水性聚二乙烯基苯/聚丙烯酸大孔互穿聚合物网络树脂对苯胺的吸附性能

采用分步悬浮聚合法制备了聚二乙烯基苯/聚丙烯酸甲酯（PDVB/PMA）大孔互穿聚合物网络,将其中的聚丙烯酸甲酯转化为聚丙烯酸,得到具有疏水/亲水性能的聚二乙烯基苯/聚丙烯酸（PDVB/PAA）大孔互穿聚合物网络（IPN）,研究了这类疏水/亲水大孔PDVB/PAA IPN对苯胺的吸附热力学和吸附动力学,测定了该树脂的孔结构、含水量、弱酸交换量和溶胀性能;测定了该树脂对苯胺在不同温度下的吸附等温线,利用热力学函数关系计算了吸附焓、自由能和熵。 红外光谱显示,成功合成了疏水/亲水PDVB/PAA IPN,与PDVB、PDVB/PMA IPN树脂相比,其BET表面积以及孔容均减小,含水量为62.73％,弱酸交换量为1.91 mmol/g;对苯胺的吸附为放热、自发的过程;溶胀实验、静态解吸实验表明,PDVB/PAA IPN树脂中疏水性的PDVB网具有疏水作用吸附能力,亲水性的PAA网具有氢键作用吸附能力。 对苯胺的吸附在90 min时即可达到吸附平衡,树脂吸附苯胺符合一级速率方程,吸附速率主要受颗粒内扩散的控制,同时还受液膜扩散的影响,吸附动力学可采用HSDM模型描述。     

电场条件下高分子共混物组分浓度梯度化的研究

研究了聚乙烯醇/聚丙烯酸高分子共混物水溶液中,共混物各组分在电场诱导条件下沿电场方向的浓度梯度分布情况.通过测定不同时刻PVA/PAA高分子共混物水溶液在电场的不同区域内的pH值,研究了电场诱导下共混物各组分沿电场方向的迁移过程.结果表明,PAAn-向电场正极迁移,同时由于浓差梯度,PVA向负极迁移,并形成浓度梯度分布.随时间的延长,高分子共混物的组分梯度程度逐渐加大.     

自然光照下PEG/PAA凝胶在Fe~(3+)/CA溶液中的凝胶-溶胶转化行为

将PEG/PAA凝胶浸入铁/柠檬酸(Fe3+/CA)溶液中,自然光照一定时间可实现凝胶-溶胶的相互转化,而且转化行为受溶液的组成及其p H影响。只有当溶液中[Fe3+]0∶[CA]0≤1∶2,且溶液的p H在1~6之间,该转化才会发生,通过改变溶液中[Fe3+]0∶[CA]0的值或溶液的p H可以有效地控制其转化速率。此外,结果还表明,当凝胶转化为溶胶后,向其中加入高价金属阳离子,例如Fe3+、Al3+、Ce4+、Cu2+等,溶胶又会再次转化为凝胶。由于这种新颖的特性,该凝胶有望应用于药物释放、细胞培养等领域。     

Preparation,Characterization and Controlled Release Investigation of Biocompatible pH-Sensitive PVA/PAA Hydrogels

In the present research hydrogel films based on polyvinyl alcohol (PVA) and polyacrylic acid (PAA) blend, with various crosslink densities, have been prepared through different thermal treatment. The results of FTIR and DSC confirmed quality and quantity of conclusion on miscibility of PVA/PAA blends, respectively. Besides, biocompatibility of the samples has been proved in cytotoxicity tests using L929 cells, according to ISO10993–5. Water uptake of the hydrogel blends is measured. pH sensitivity properties of blends are studied with and without boiling in NaOH solutions where the effect of swelling in water before boiling has also been investigated. Preswellings in water and NaOH concentration have been found to be mainly effective on pH sensitivity of PVA/PAA blends. Biocompatibility and pH sensitivity behavior make these hydrogels appropriate candidates to orally deliver drugs such as insulin and peptides that can be released in basic pH of intestine. The stability of these films in acidic solutions and its expansion and also the consequent release of drugs in basic solutions have been studied by using Teofilin as a model drug by UV-spectrophotometeric measurements.     

Preparation and Application of a Novel Core-Shell Organic Nanoparticle as a Fluorescence Probe in the Determination of Nucleic Acids

A novel type of core-shell organic nanoparticles (pyrene/poly-acrylic acid; PAA) has been prepared by precipitation polymerization under ultrasonic irradiation. It was characterized by transmission electron microscopy (TEM) and fluorescence lifetime. The lifetime is about 5µs, which is much longer than conventional organic dyes fluorescence lifetime. As the surface of the core-shell organic nanoparticles is covered with abundant carboxylic groups, the nanoparticles are water-soluble, stable and biocompatible. At pH 6.4, maximum fluorescence is produced, with the maximum excitation and emission wavelengths of 338nm and 397nm, respectively. Under optimum conditions, the calibration graphs are linear over the range of 4.0×10^–51.0×10^–2mgmL^–1 for calf thymus DNA (ct-DNA) and 2.0×10^–41.0×10^–2mgmL^–1 for fish sperm DNA (fs-DNA). The detection limits were 3.6×10^–5mgmL^–1 and 1.4×10^–4mgmL^–1 for ct-DNA and fs-DNA, respectively. The method was applied to the determination of ct-DNA and fs-DNA in synthetic samples and the results were satisfactory. The method is sensitive, stable, rapid and tolerant towards most interfering substances.     

梯度引发自由基聚合体系(Ⅰ)——基原法合成超高分子量聚合物

90年代在自由基聚合基础研究领域的一个重要成是“长 短终止”理论被进一步确认和接受[1 ,2 ] .按照该模型 ,聚合反应中的终止反应主要发生在长链自由基与短链自由基或初级自由基之间 ,即长链自由基之间很难进行终止反应 ,链终止常数随链长增加而急剧下降 .80年代初 ,Ｓｉｍｉｏｎｅｓｃｕ等[3] 曾报道了用等离子体照射封有单体的玻璃管 ,尔后放入暗处聚合的工作 ,发现不仅可得到分子量上千万的聚丙烯酸或聚丙烯酰胺 ,而且聚合活性可保持几十个小时 ;国内学者[4] 利用该法也得到了分子量接近千万的聚丙烯酰胺 .基于这种终止模型和实验结果 ,…     

Analysis of the specific heat of p-azoxyanisole (PAA) near the phase transitions

The analysis of the experimental data for the specific heat C_p at various temperatures is given here near the nematic-isotropic liquid (T_NI = 133.9°C) and the solid-nematic (T_SN = 117.6°C) transitions in p-azoxyanisole (PAA). The analysis of the specific heat C_p is performed according to a simple power-law formula and a renormalisation-group expression. The values of the critical exponent α are extracted above and below the transition temperatures of T_NI and T_SN for this liquid crystalline material. Our exponent values are compared with the predictions of a three-dimensional Ising model and XY model for liquid crystals. Using the specific heat C_p , the temperature dependence of the enthalpy H and the entropy S is calculated in the nematic phase (T > T_SN ) of p-azoxyanisole.     

STUDIES ON REVERSE OSMOSIS SEPARATION OF AQUEOUS ORGANIC SOLUTIONS BY PAA/PSF COMPOSITE MEMBRANE

The reverse osmosis (RO) separation of aqueous organic solutions, such as alcohols, amines, aldehydes, acids,ketones, and esters etc., by PAA (polyacrylic acid)/PSF (polysulfone) composite membrane has been studied. It was foundthat the separation results for aliphatic alcohols, amines and aldehydes are satisfactory, the solute rejection (R_a) and thevolume fluxes of solutions (J_v) for 1000 ppm ethanol, ethylamine and ethyl aldehyde are 66.2%, 61.0%, 84.0% and 0.90×10~(-6), 0.35×10~(-6), 0.40×10~(-6) m~3/m~2·s, respectively, at 5.0 MPa and 30℃. R_a increased with increasing molecular weights ofalcohols, amines and aldehydes, and the R_a for n-amyl alcohol, n-butylamine and n-butyl aldehyde reached 94.3%, 88.6%and 96.0%, respectively. Satisfactory separation results (R_a>70%) for ketones, esters, phenols and polyols have beenobtained with the PAA/PSF composite membrane. The effect of operating pressure on the properties of reverse osmosis hasalso been investigated. Analysis of experimental data with Spiegler-Kedem's transport model has been carried out and themembrane constants such as reflection coefficient σ, solute and hydraulic permeabilities ω and L_p for several organic soluteshave been obtained.