共轭高分子链构象和溶液聚集结构研究进展

共轭高分子具有优异的光电性质和可加工性,被广泛用于有机光电器件的制备。共轭单元的存在使得此类高分子具有更刚性的主链结构。由于较强的分子间相互作用,共轭高分子容易在溶液中形成组装结构。共轭高分子的链构象、组装体结构、薄膜形貌和光电性能之间的联系研究成为了本领域的研究热点。然而,共轭高分子在可见光区存在较强的吸收效应,用传统的光散射技术对共轭高分子溶液的研究充满挑战。本文总结了近年来对于共轭高分子链刚性的研究,并从分子尺度上讨论了链结构与光学、电学性能间可能存在的关联;进一步阐述了共轭高分子溶液聚集的形成和演化,总结了溶液聚集与成膜过程中影响场效应迁移率的因素。试图在不同尺度上讨论共轭高分子的微观结构与宏观性能之间的关系。     

蒸汽辅助结晶法合成多级孔整体型ZSM-5分子筛

多级孔分子筛由于其高的比表面积、良好的传质性能和可调控的孔径等特性,引起了广大科研工作者的研究兴趣.近年来,通过选择性脱除骨架硅或铝,成功合成了多级孔沸石分子筛材料.但是由于骨架原子的脱除使分子筛的结晶度降低,进而使其催化效率降低.通过硬模板法(如炭黑、介孔硅球、气凝胶等),也用于合成多级孔沸石分子筛.然而,这种方法制备过程较为复杂,且成本较高.因此,亟需发展新的多级孔分子筛的制备方法.此外,在工业应用中,沸石分子筛催化剂通常需要做成整体柱状或片形以消除固定床反应器的床层压降.合成整体型沸石分子筛的传统方法是在沸石分子筛成型过程中添加SiO2和Al2O3等无机粘结剂.虽然该方法简单易行,但沸石分子筛的孔道结构容易被破坏,而且无机粘结剂的存在使分子筛活性中心的密度减少.为了解决这些问题,合成整体型多级孔沸石分子筛,不仅具有较强的机械稳定性,适应于工业,而且其多级孔道有利于分子的扩散,从而具有较高的催化活性.针对上述问题,我们以海绵作为模板,通过蒸汽辅助结晶(steam-assisted crystallization,SAC)方法,制备具有多级孔道的整体型ZSM-5分子筛.通过X射线衍射(XRD)、氮吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、固态核磁共振和氨气的程序升温脱附(NH3-TPD)等手段对分子筛进行了结构与性质表征.XRD和固态核磁共振的结果表明,成功合成了不同Si/Al的ZSM-5分子筛.SEM和TEM结果进一步确定了合成的整体型多级孔ZSM-5分子筛(记作M-ZSM-n,n代表Si/Al的摩尔比),由于分子筛颗粒的堆积形成的介孔,海绵模板提供的固体骨架形成的大孔,分子筛本身的微孔,共同构成了微孔-介孔-大孔的整体型ZSM-5分子筛.透射电子显微镜上配备的X射线能谱仪(EDS)结果表明,分子筛中的Si和Al元素能够均匀的分布.氮吸附脱附证明所得整体型分子筛具有明显的介孔结构.NH3-TPD结果表明,不同Si/Al的整体型多级孔ZSM-5分子筛具有不同强度的酸性,其酸性强度:ZSM-5(60)相似文献   

带有端烷烃链的超支化聚酯的受限结晶及动态黏弹行为

以三羟甲基丙烷(TMP)为核,二羟甲基丙酸(DMPA)为支化单体,通过熔融缩聚法合成了第3代端羟基脂肪族超支化聚酯,并用十八酸对其进行端基改性,采用广角X射线衍射(WAXD)、示差扫描量热分析(DSC)及红外光谱(FTIR)研究了不同端基改性程度的超支化聚酯的结晶熔融行为及端烷烃链的构象和堆积结构随温度的变化,采用旋转流变仪研究了端烷烃链对脂肪族超支化聚酯熔体动态黏弹行为的影响.结果表明,这类改性超支化聚酯的结晶归因于长链端烷烃的有序排列,改性程度越高,衍射峰强度越大.受限结晶的端烷烃链在升温后并不能完全转变为无序的结构状态,改性超支化聚酯在"熔点"以上仍有部分有序结构存在.超支化聚酯的线性黏弹区随着端基改性程度的增大而逐渐变短,超支化聚酯的弹性逐渐增大,剪切变稀越明显.动态流变测试中所出现的现象与改性超支化聚酯中端烷烃链的受限密切相关.     

ZnO纳米棒阵列到纳米管结构的自转化机制及其在相变封装材料中的应用

In the emerging field of nanoscience, tubular structures have been attracting remarkable interest due to their well-defined geometry, high specific area, and exceptional physical and chemical properties. Among them, oriented ZnO tubular arrays are regarded as promising candidates for various applications such as optoelectronics, solar cells, sensors, field emission, piezoelectrics, and catalysis. Although template-directed and selective dissolution synthesizing strategies are commonly used to prepare ZnO nanotubes, repeatability and large scale preparation are still challenging. In this study, ZnO nanotube arrays were controllably prepared by tuning the hydrothermal parameters, without the use of any additives. The mechanism underlying the self-conversion of ZnO nanorods to nanotubes was comprehensively studied based on the surface energy theory. It has been proved that the metastable top surface of the ZnO nanorods dissolves preferentially to reach a stable state during the hydrothermal growth. The specific surface energy of different crystal faces of ZnO nanorods was calculated using molecular dynamics simulation. The top surface of the ZnO nanorod, the Zn-terminated [0001] face, demonstrated much higher surface free energy than did the lateral faces, which indicated that the self-dissolution of top face (002) is energetically favorable. The self-conversion behavior of ZnO nanorod arrays with different diameters was specifically investigated by adjusting the initial precursor concentration, density of the crystal seed layers, and growth time. The dissolution-crystallization equilibrium concentration, determined by crystal surface energy, was found to be a key factor for the formation of the tubular structure. Notably, the critical equilibrium conditions for the self-conversion of ZnO nanorods to nanotubes, including zinc ion concentration and pH, have been identified by studying parameters corresponding to the dissolution-crystallization equilibrium for the metastable top surface of the ZnO nanorods. The preparation of the ZnO nanotube arrays was successfully accelerated and simplified via two-step procedure: (1) preparation of ZnO nanorod arrays and (2) self-conversion of ZnO nanorods to nanotubes. The preparation method based on the self-conversion mechanism from rods to tubes for polar oxides is simpler and more easily controllable as compared to the reported methods involving variety of additives. Because of the advantages of adaptability to a wide range of substrates, excellent conducting properties, and filling ability, the prepared ZnO nanotube array films were used in encapsulating phase-change materials. The encapsulated phase-change material exhibited excellent heat storage/release properties and heat conductivities. This indicates the potential application of precision devices for temperature control.     

1,2-丁二醇共聚对聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶行为及力学性能的影响

为了探索生物基乙二醇中的1,2-丁二醇(1,2-BDO)作为共聚单体对生物基聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的结晶行为和力学性能的影响。 本文合成了生物基PET均聚物和不同1,2-BDO共聚单元摩尔分数的系列生物基PET共聚物(共聚单体摩尔分数分别为2.0%、2.7%和5.6%),并采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)和力学测试等技术手段研究了其结晶行为和力学性能。 结果表明,随着1,2-BDO共聚单元摩尔分数的增加,PET共聚物的熔融温度、结晶速率及结晶度均明显降低,表明1,2-BDO共聚单体的引入破坏了PET分子链的规整性,阻碍了PET链段的结晶。 PET材料的拉伸强度随着1,2-BDO共聚单元摩尔分数的增加而降低,而弯曲强度和弯曲模量略有升高。     

联苯聚醚醚酮酮的结晶动力学的研究

通过ｄｓｃ 方法对新型聚芳醚酮联苯聚醚醚酮酮（ＰＥＥＫＤＫ） 的等温及非等温熔融结晶动力学进行了研究,运用Ａｖｒａｍｉ 方程分析了其等温结晶行为,求得了等温结晶活化能,平衡熔点,成核参数,并与其它聚芳醚酮类聚合物进行了比较。同时,对ＰＥＥＫＤＫ的非等温结晶动力学也进行了研究。     

茂金属聚乙烯的非等温结晶动力学

对茂金属催化和传统工艺生产的聚乙烯的非等温结晶行为进行了研究,用ＤＳＣ测试了两种聚乙烯的非等温结晶过程,对所得数据分别用Ｏｚａｗａ方程和莫志深方法进行了处理,发现：由于茂金属聚乙烯有着较高的立构规整性．所以虽然它的分子链较长,但结晶速率高于传统聚乙烯,两种聚乙烯非等温结晶过程中的成核和生长机理也不同,茂金属聚乙烯的生长维数高于传统聚乙烯     

成核剂和促进剂对聚对苯二甲酸乙二酯结晶的影响

研究了一种成核剂和结晶促进剂及其混合物对聚对苯二甲酸乙二酯（ＰＥＴ）结晶过程和熔融行为的影响．结果表明,成核剂的引入降低了ＰＥＴ的结晶成核界面自由能,起到促进ＰＥＴ结晶成核的作用,从而加快了ＰＥＴ的结晶速度．而结晶促进剂对ＰＥＴ的结晶速度影响很小,不能促进ＰＥＴ的成核结晶,但能使ＰＥＴ结晶更完善,使ＰＥＴ的结晶度提高．当两者并用时,ＰＥＴ由熔体降温的结晶行为主要由成核剂控制,而成核促进剂的作用不明显．     

多孔二氧化硅对聚环氧乙烷结晶行为的影响

高分子化合物由于具有很长的分子链,不易进行规整排列,结晶速度通常很慢,为提高结晶速度,有时需要加入成核剂．多孔二氧化硅（ＳｉＯ２）具有较大的比表面积,故吸附作用较强,有可能作为成核剂影响部分结晶高聚物的结晶过程．聚环氧乙烷（ＰＥＯ）为部分结晶高聚物,其结晶行为对杂质较为敏感．本文目的在于通过结晶动力学及结晶与熔融行为的研究,探索多孔二氧化硅对ＰＥＯ结晶行为的影响．１　实验部分　　聚环氧乙烷（ＰＥＯ,Ｍｗ＝１×１０５）．两种多孔二氧化硅（ＳｉＯ２）按文献［１］方法制备,平均粒度为０．３μｍ,平均孔…     

结晶聚合物品相相容性的研究

通过ＤＳＣ、Ｘ－射线衍射、红外光谱及拉伸试验研究了ＨＤＰＥ与ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ与ＬＤＰＥ之间的晶相相容性．结果表明，链结构相近的ＨＤＰＥ和ＬＬＤＰＥ的晶相相容性好，能形成共晶；而链结构差异较大的ＨＤＰＥ和ＬＤＰＥ的晶相相容性较差，倾向于分别结晶，但有部分链段被对方的晶区夹持．不论是支化度大的ＬＤＰＥ链段插入以ＨＤＰＥ为主的晶区，还是支化度小的ＨＤＰＥ链段插入以ＬＤＰＥ为主的晶区，都可破坏晶区的规整性．共晶的形成使共混物的熔点、结晶度、晶粒体积等低于两组份的线性加和，而力学性能，尤其是断裂伸长率，则显著提高，呈协同效应．