聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯各向异性光学性质理论研究

作为重要的光学薄膜材料,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)在诸多工业领域已得到广泛应用.本文利用密度泛函理论结合分子动力学方法深入系统地研究了这两种聚合物的各向异性光学性质,并对比分析了不同分子链长度和微观结构对其各向异性光学性质的影响.计算结果表明PMMA和PC都具有较高的本征双折射率,且分子链长度对本征折射率的影响显著.在可见光范围内,单体单元PMMA本征双折射率在10%以上,而三单元结构本征折射率则不到4%.对于体相结构多聚体,从立方结构拉伸到厚度仅有6?的过程中,PC不同方向折射率最大差异高达6%,而同样情况下PMMA不同方向折射率差异仅有1.3%.此项研究有助于理解PMMA和PC聚合物各向异性光学特征产生的原因和影响因素,从而进一步指导和促进其在更多领域的发展与应用.     

基于X射线微焦CT的燃料颗粒空间距离自动测量方法

在某燃料元件产品中燃料颗粒随机弥散分布在非金属材料中,表征燃料颗粒的分布状况进而评估产品工艺质量具有重要意义。针对该问题,对三维空间内相邻燃料颗粒的间距测量进行了研究,使用X射线微焦计算机层析成像（CT）对该类产品进行了三维扫描成像,从而得到了三维CT图像。在三维CT图像的基础上,提出了一种结合改进型空间直觉模糊C均值聚类和三维区域生长的自动算法,用于分割图像中的燃料颗粒以得到每个燃料颗粒的空间结构。然后,通过计算质心获得燃料颗粒的中心坐标,进而自动计算出相邻燃料颗粒的空间距离。通过仿真实验验证了所提算法的可行性,通过标准球实验验证了测量误差,并通过实际燃料元件测试了相邻燃料颗粒间距的自动测量,表明了所提方法对燃料颗粒间距测量的有效性。     

聚偏氟乙烯添加剂提高CsPbBr3钙钛矿太阳能电池性能

全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池因其优良的特性而受到广泛关注,但是钙钛矿层具有带隙宽、结晶性较差、表面缺陷较多和水分稳定性差等缺点,严重制约了全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池性能的提高和商业化发展.本文以无空穴传输层的碳基CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池作为控制组,在PbBr₂前躯液中引入具有丰富疏水F离子的聚偏氟乙烯(polyvinylideine fluoride,PVDF)作为添加剂,调节CsPbBr₃钙钛矿薄膜的生长过程,改善晶体结构和薄膜形态,降低缺陷密度及非辐射复合几率.结果表明,PVDF处理后钙钛矿器件的光伏性能得到了显著改善,光电转换效率提高至8.17%.并且在无封装条件下保存1400 h后,光电转换效率仍可保持90%以上.这表明适量添加PVDF可以有效提高CsPbBr₃薄膜质量及器件性能.本工作对进一步拓展CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的优化设计思路具有重要意义.     

聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酰胺嵌段共聚物的合成与表征

引发剂;苯胺;聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酰胺嵌段共聚物的合成与表征     

聚甲基丙烯酸甲酯单分子膜的原子力学显微镜研究

报道了利用原子力显微镜（ＡＦＭ）技术对聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）单分子膜进行分子结构水平的观察研究．由ＡＰＭ图像中得到的ＰＭＭＡ单体所占面积与用π－Ａ曲线中换算出液面上ＰＭＭＡＬａｕｇｍｕｉｒ膜中单体的面积符合得很好．从ＡＦＭ图像中可见ＰＭＭＡＬＢ膜中ＰＭＭＡ的线型碳链是与档板（ｂａｒｒｉｅｒ）平行的紧密排列，与ＬＢ提膜方向相垂直．并由此对ＰＭＭＡＬＢ膜的形成过程进行分析．此外，还观察到了在Ｓｉ基底上ＰＭＭＡ直链的卷绕伸直排列形态，初步分析了其形成原因．     

偏氟乙烯/三氟氯乙烯交替共聚物在TATB表面吸附的分子动力学模拟

采用COMPASS力场和NVT正则系综的动力学模拟方法, 搭建了聚合度分别为10, 50和100的偏氟乙烯(VDF)/三氟氯乙烯(CTFE)交替共聚物, 对交替共聚物在1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯(TATB)的(0,0,1)晶面上的吸附和结构进行了分子动力学(MD)模拟. 结果表明, 在300～320 K温区, 聚合度为100的VDF/CTFE交替共聚物链对TATB晶体有理想的表面活性和吸附能力, 以train型构象平铺于TATB表面. 通过对聚合度为10的交替共聚物的多链体系在TATB表面吸附的MD模拟, 表明了VDF/CTFE交替共聚物具有非凝聚吸附的高表面活性特征. 对搭建的乙酸乙酯溶剂化的聚合度为50的VDF/CTFE交替共聚物在TATB晶体表面吸附的模拟, 实验证明了溶剂小分子能够降低共聚物链的吸附能力, 且链以tail型构象吸附于TATB表面.     

羟基铝溶液及铝交联蒙脱土的研究

本文用(27)~Al NMR法和8-羟基喹啉萃取法分别研究了羟基铝溶液中十三聚铝含量的变化规律,还用X-射线衍射法研究了铝交联蒙脱土d_(001)的变化。研究结果表明,铝离子的聚合情况主要由羟铝比决定,而浓度影响不大。随着羟铝比的增加,溶液中单核铝离子含量减少,十三聚铝离子相对含量增加,所得铝交联蒙脱土的d_(001)也随之增大。参照这些变化规律、控制羟基铝溶液的组成,可以制备各种层柱状铝交联蒙脱土复合物。     

单分散多孔交联聚苯乙烯色谱填料的合成(英文)

用分散聚合法合成了粒径为２μｍ的单分散ＰＳ种球,直接将种球用含ＳＴ和ＤＶＢ的乳液进行膨胀－聚合,得到粒径为８．８μｍ的单分散共聚微球。经甲苯抽提后,得到单分散多孔ＳＴ／ＤＶＢ色谱填料。报道的方法不需要对种球进行预膨胀（活化）,缩短了反应周期,大幅度提高了色谱填料微球的单分散性。     

α、β-并三噻吩衍生物分子的电子光谱与三阶非线性光学性质

采用密度泛函理论B3LYP/6-31+g(d,p)方法对二聚α、β-并三噻吩衍生物的15个分子(a～g2) 进行几何构型优化,对其最优构型采用TD-DFT(TDB3LYP/6-31+g(d))计算电子吸收光谱,用有限场FF方法及自编程序计算三阶非线性光学（NLO）性质。计算结果表明,在乙烯分子(反式)两侧分别引入α-并三噻吩、β-并三噻吩基团(c分子)比单纯引入相同的α-并三噻吩(a分子)或β-并三噻吩(b分子)基团,更有利于增大其三阶非线性光学(NLO)性能。在含乙烯桥二聚α、β-并三噻吩 (母体分子)结构的末端,端接含C=C或C≡C的基团（如-C≡CH与-C=C(CN)2）,与端接吸电子基F原子或给电子基-N(CH2CH3)2相比,能隙降值减小,最低能量吸收波长明显红移,其三阶NLO系数  值达106数量级个原子单位(10-33 esu),显示出良好的三阶非线性光学性能,可设计成为性能良好的三阶非线性光学材料。     

原子力显微镜研究环带球晶的形貌和片晶结构

利用原子力显微镜(AFM)的轻敲模式, 研究了聚 e-己内酯/聚氯乙烯(PCL/ PVC)(质量比90︰10)共混体系形成的环带球晶的表面形态和片晶结构. PCL/PVC环带球晶的表面由周期性高低起伏的环状结构组成, 其凸凹起伏的周期与球晶在偏光显微镜下的明暗交替的周期相对应. 这种周期性的凸凹起伏和明暗交替消光的原因是由不同取向的片晶交替排列造成的, 片晶在凹下环带区域的排列主要是Flat-on取向, 而凸起环带区域的片晶排列主要是Edge-on取向. 同时用原子力显微镜原位观察了PHB-co-HHx共聚物环带球晶生长时片晶的动态扭转过程, 初步的研究结果发现片晶的扭转不是均匀连续的, 而是出现在相对较窄的区域.