低自由能固体表面的制备及其应用*

低自由能表面具有一些独特的性能,在工业和日常生活中具有广泛的应用,本文就低自由能表面的制备及其发展概况进行综述,共引用文献83篇。     

低表面能化合物在超浸润材料中的应用

近年来,由于超浸润材料在自清洁、微流体传输和生物相容性等方面的潜在应用,具有极端润湿性的超浸润材料成为了材料领域的一个研究热点。研究表明,除材料表面微纳米结构的构筑外,材料表面能的控制也是制备超浸润材料的另一关键因素。随着对超浸润材料润湿性机理研究的深入,许多不同结构不同类型的低表面能化合物也越来越多地被应用于超浸润材料的制备中。本文从分子结构、化合物类型等角度出发,综述了超浸润材料制备中所大量应用的低表面能化合物,并归纳了pH值、温度、浓度及溶剂等因素对材料低表面能化的影响,总结了低表面能化合物在提高机械强度、制备润湿性转换材料和不同浸润性修饰中的选择和应用情况,最后提出了低表面能化合物应用的一些不足之处并对其发展方向进行了展望。     

低表面能聚合物的聚合进展

低表面能聚合物材料是低表面能材料中重要的一类.这类材料性能独特,用途广泛,尤其体现在涂料领域,用作防污涂层.目前,低表面能聚合物主要有氟碳树脂、有机硅树脂及氟硅树脂三种.有关这三种材料的合成研究十分活跃,出现了众多的合成研究报道.按合成过程对应的聚合机理划分,主要有基团转移聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、自由基聚合、活性官能团间的反应.本文按聚合机理划分方法对低表面能聚合物近期的合成研究进展进行综述.     

低表面能侧基含氟聚合物*

含氟聚合物材料具有优异的热稳定性、极低的表面能、强化学稳定性和生物相容性等,在功能涂料、织物整理、微电子、汽车以及航空航天等领域具有很好的应用前景。本文综述了侧基含氟聚合物的主链、全氟烷基链、主链与全氟烷基链段间连接基团的结构对聚合物表面性能的影响,并总结了环境友好型低表面能侧基含氟聚合物的研究进展。     

具有低表面自由能有机介电薄膜的制备及表征

通过自主开发的有机镀膜技术在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备了具有低表面自由能和较高介电常数的有机纳米薄膜. 利用X射线光电子能谱(XPS)分析了表面有机镀膜过程的反应机理, 借助傅里叶变换红外(FT-IR)光谱进一步确认表面有机膜层的存在, 采用接触角测量仪测定了有机薄膜的蒸馏水接触角和表面自由能变化, 使用椭圆偏振光谱仪研究了薄膜的厚度, 并借助精密阻抗分析仪评价了薄膜的介电性能. 有机镀膜后镁合金表面形成了一层纳米级厚度的有机薄膜, 接触角从基体的70.8°上升至150.5°, 表面自由能从基体的37.96 mJ·m^-2降低到1.57 mJ·m^-2, 镁合金表面从亲水性转变为疏水性; 薄膜的厚度和质量随有机镀膜时间延长先增加后有所减小, 在镀膜20 min时薄膜性能最佳, 此时膜重达到23.5 μg·cm^-2, 膜厚最大为147.48 nm, 其相对介电常数也达到最大, 在1 kHz下可达24.922.     

一种交联聚合物薄膜的表面引发聚合制备及其摩擦磨损性能

采用活性可控的表面引发原子转移自由基聚合方法,在硅片表面制备了聚3-(三甲氧基硅)丙基甲基丙烯酸酯聚合物刷,其中产物侧链的三甲氧基硅基团提供相邻分子间相互交联的位点而形成聚合物薄膜;采用衰减全反射红外光谱仪和原子力显微镜分析了薄膜的化学结构和微观形貌,利用椭圆偏光测厚仪和接触角测量仪测定了其厚度和水接触角,并利用微观和宏观摩擦磨损测试装置评价了薄膜的摩擦磨损性能.结果表明,所制备的薄膜具有聚合物的结构特征以及良好的减摩抗磨特性,且其抗磨能力随着厚度增加而增强.     

基于原子表面的蛋白质水合自由能预测模型

提出了一种计算蛋白质水合自由能的简化模型（SAWSA 2）.模型把蛋白质分子中的原子分为20种不同的原子类型,通过每类原子的溶剂可及化表面以及相应的溶剂化参数,就可以得到分子的水合自由能.不同原子类型的溶剂化参数通过110个蛋白质分子水合自由能拟合得到,水合自由能的标准值采用了基于求解Possion-Boltzmann方程（PB）以及分子表面计算（SA） 相结合的方法.采用得到的模型,预测了20个蛋白质分子的水合自由能,预测值的相对值和绝对值都能和PB/SA的计算值很好地吻合,大大优于两种已报导的水合自由能模型.     

一种新型低带隙共轭聚合物的合成及其光学性质

在钯催化剂作用下, 通过4,7-二(5-溴-2-噻吩基)[2,1,3]苯并噻二唑与2,5-二乙炔基-3-辛基噻吩的偶联反应, 合成了一种新的共轭高分子聚4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑-3-辛基噻吩二炔(PTE-DTBT). 通过紫外可见吸收光谱及荧光光谱对其光学性质进行了研究. 紫外-可见吸收谱结果表明, PTE-DTBT的固体膜光学带隙为1.71 eV; 电化学测试其带隙为1.88 eV. TiO₂/PTE-DTBT共混固体膜的荧光发射谱结果表明电子供体PTE-DTBT分子与电子受体TiO₂分子间存在有效的电子转移.     

表面铅(Ⅱ)印迹聚合物的制备及其分离富集性能研究

以铅(Ⅱ)为印迹离子,以3-氨基丙基-三乙氧基硅烷为功能单体,用表面印迹技术在纳米TiO2/SiO2表面聚合形成铅(Ⅱ)印迹聚合物。试验结果表明:在静态吸附条件下,铅(Ⅱ)印迹聚合物对铅(Ⅱ)的吸附量为非印迹聚合物吸附量的3倍。控制富集的含铅(Ⅱ)样品溶液pH为4,体积最大为200mL,通过柱的流量为1.0mL·min-1。用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了洗脱液中的铅量。方法的检出限(3s)为0.09μg·L-1。以湖水样品为基体,用标准加入法做回收试验,测得回收率在95.6%~98.1%之间。应用所提出方法分析了2种国家一级标准物质,测得铅含量与认定值一致。     

吉布斯自由能的多功能性质探讨

在物理化学常用的热力学函数中,吉布斯自由能是一个用途最为广泛、最具有明确意义的热力学函数,它除了在特定条件下可作为过程与方向的判据外,还具有狭义化学势、最大非膨胀功和狭义表面自由能等功能。本文就吉布斯自由能的多功能特性展开讨论,并通过两个实例说明实际体系中ΔG的计算方法及用途,以帮助学生在物理化学学习过程中深入理解吉布斯自由能。     

接触角法研究医用聚醚聚氨酯材料表面自由能与界面自由能

<正> 表面性质在医用材料与生物体的相互作用中起着至关重要的作用,如血液相容性材料的表面对血细胞具有吸附、变形、凝血、溶血等作用。表面能和界面能是医用材料的重要研究内容之一,材料的表面能及其极性与非极性分量在影响或控制材料与生物体的相互作用之面一直是医用材料的重要课题。Raier曾提出当材料的临界表面张力在20-30erg/cm~2时,血液相容性好,也有人认为,血液与材料的界面自由能趋于零时,才能     

一种可溶性聚酰亚胺的合成与性能研究

选用三苯二醚四酸二酐 (HQDPA)和二甲基二苯甲烷二胺 (DMMDA)为单体 ,在NMP中通过低温溶液缩聚 化学亚胺化法合成了高分子量可溶性聚醚酰亚胺PI(HQDPA DMMDA) .通过FT IR、WAXD、TG DTG以及DSC等手段对聚酰亚胺的结构和性能进行了表征 .结果表明 ,合成的PI为无规高分子结构 ,平均分子链间距为 0 5 16 3nm ;易溶于N 甲基吡咯烷酮、N ,N 二甲基乙酰胺和四氢呋喃等极性溶剂中 ;其 10 %的分解温度为5 2 8℃ ,玻璃化转变温度Tg 为 2 5 1℃ ;断裂伸长率为 2 4 % ,断裂强度为 10 7MPa ;2 5℃时 ,PI均质膜的透H2 系数为 3 80 9Barrer ,H2 N2 、H2 CH4 的理想分离系数为 16 6 9、2 14 0 ;其透N2 、O2 、CO2 和CH4 系数均在 0 0 18～0 5 76Barrer之间     

EXAMINATION OF THE SURFACE FREE ENERGY AND ACID-BASE PROPERTIES OF CELLULOSE BY THE COLUMN WICKING TECHNIQUE AND THE CRITICAL PACKING HEIGHT/DENSITY

INTRODUCTIONThe wicking technique has been used to determine the surface energy components of solids[1-7]. Generally, thereare two wicking processes in practice, i.e. thin layer wicking and column wicking. A comparison of the twowicking techniques made by van Oss et al.[2], shows that column wicking has a problem of showing differentpacking density due to some kinds of powder materials, i.e. clay can not give good repacking reproducibility[2].But thin layer wicking has a problem in sample…     

CALCULATION OF CONFORMATIONAL ENTROPY AND FREE ENERGY OF POLYSILANE CHAIN

The conformational entropy S and free energy F were calculated by exact enumeration of polysilane chain up to 23segments with excluded volume (EV) and long-range van der Waals (VW) interaction. A nonlinear relation between S_(EV+VW)and chain length n was found though S_(EV) was found to vary linearly with n. We found that the second-order transitiontemperature of polysilane chain with VW interaction increases with the increase of chain length, while that of polysilanechain without VW interaction is chain length independent Moreover, the free energies F_(EV+VW) and FEv are both linearlyrelated with n, and F_(EV+VW) 相似文献   

氟硅协同改性丙烯酸树脂的合成与防污性能研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(FMA)、甲基丙烯酸聚二甲基硅氧烷基酯(SMA)、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯和丙烯酸乙酯为共聚单体,通过溶液聚合反应合成出侧链含有机氟、有机硅的丙烯酸树脂.通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振氟谱(19F-NMR)、红外光谱(FTIR)对聚合物的结构进行了表征.通过扫描电镜(SEM)、接触角测试和生物评价等方法,探讨了FMA、SMA含量对树脂涂膜性能的影响.结果表明氟硅改性的丙烯酸树脂比单独含氟或含硅改性的丙烯酸树脂具有更低的表面能,而且氟硅改性的丙烯酸树脂涂膜比商业化的聚硅氧烷涂膜具有更好的防污性能.     

可紫外光交联氟代聚芳醚的合成及性能研究

以丙酮酸、苯甲醚为原料合成了1,1-双(4-甲氧基苯基)(BMPE)乙烯单体,并通过去甲基反应得到了含可交联基团的二酚单体1,1-双(4-羟基苯基)乙烯(BHPE),并且用核磁共振、飞行质谱及元素分析表征了单体的结构,DSC测试了单体的熔点.并将BHPE与全氟联苯(DFBP)在氟化钾和氢化钙的催化作用低温下进行缩聚反应,得到了一种可紫外辐照交联的氟代聚芳醚.通过核磁共振证明了所合成的单体以及聚合物的结构,凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物的分子量.傅立叶变换红外光谱分析了聚合物紫外辐照下的交联反应.所合成的氟代聚芳醚在室温下可溶于氯仿、四氢呋喃等有机溶剂,紫外交联后不溶于任何有机溶剂.且合成的聚合物具有良好的热稳定性能(玻璃化转变温度为160℃,交联后的5%热失重为465℃).     

模仿绿色荧光蛋白的荧光聚合物的合成和光学性质研究

受绿色荧光蛋白(GFP)荧光增强原理启发,采用开环聚合制备了两亲性聚乙二醇-生色团-聚己内酯(PEG-c-PCL)嵌段聚合物.通过核磁共振氢谱和碳谱(1H-,13C-NMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等证明其结构和性质.生色团和聚合物有相似的紫外吸收光谱,且最大吸收峰都在371 nm.荧光发射光谱表明,生色团的发射峰在427 nm,但聚合物的荧光发射峰出现了6 nm的红移,这是高分子化引起的结果.透射电镜(TEM)和动态光散射(DLS)证明了该两亲性嵌段聚合物能够组装成为纳米粒子.当聚合物组装成纳米粒子后,荧光强度增大了55倍,并且荧光发射峰出现了14 nm的红移,这些现象可归结于荧光生色团自由旋转的限制和组装导致的相互作用增强.     

一种耐高温憎水聚芳醚的合成与性能初步研究

以双酚芴单体和全氟联苯为原料,通过亲核取代反应,在较低温度(120℃)下直接聚合,得到了一种高分子量的含芴部分含氟的聚芳醚,并用1H-NMR进行表征.合成的聚合物具有好的热稳定性,玻璃化温度达到271℃,5%的热失重为420℃.这些聚合物能溶于四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿和DMAC等常见的有机溶剂,通过溶液浇注的方法制备出光滑、柔韧的膜,并利用表面接触角(CA)对膜材料的表面性能进行了表征.用氯仿制备膜的接触角为102°,而用四氢呋喃制备膜的接触角为107°,接触角接近聚四氟乙烯(112°),具有较好的憎水性.     

可溶性亚酞菁的合成,光谱及聚集性质的研究

酞菁类化合物作为一类有机功能材料,如导体或半导体、气敏元件、电化学催化剂、电致变色及光致变色材料、光动力疗法的药物以及非线性光学材料等^[1],已经受到化学家和材料学家们的关注.近几十年来,化学家们已经成功地合成出了带各种不同取代基和含有不同中心金属原子的酞菁或萘酞菁类化合物,并对它们的物化性质进行了广泛而深入的研究.     

含苯并咪唑单元可溶性聚酰亚胺的合成和性能

合成了一种刚性芳香二胺单体3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二胺基苯基甲苯(BDAP),与6-氨基苯基-2-氨基苯并咪唑(BIA)组成混合二胺,分别与4种商品化的二酐单体(均苯四酸二酐(PMDA)、联苯四酸二酐(BPDA)、二苯酮四酸二酐(BTDA)和二苯醚四酸二酐(ODPA))一步法缩聚合成了一系列可溶性聚酰亚胺.采用FTIR,1H-NMR,UV-Vis,DMA和TGA等测试方法对所制备的聚酰亚胺进行了表征.结果表明,所制备的聚酰亚胺具有良好的溶解性能,能够在NMP和DMAc等常规溶剂中溶解;耐热性及力学性能优良,玻璃化转变温度超过410℃,分解温度在500℃以上.