纸浆纤维表面的木素磺酸盐层层自组装疏水改性

为实现纸浆纤维表面的疏水改性,利用木素磺酸盐(LS)与Cu2+层层自组装的方式对纸浆纤维进行了表面修饰.通过X射线光电子能谱分析、原子力显微镜分析以及动态接触角测量的方法对自组装后的纤维表面进行了分析和表征.结果表明:纤维表面S和Cu的含量随着LS与Cu2+的交替组装而增加,说明LS和Cu2+在纤维表面的层层自组装是可行的;随着层层自组装的进行,纤维表面的微细纤维逐渐被木素致密覆盖;表面木素的增加致使AFM相图的平均相位逐渐增大,使表面疏水性提高;纤维的初始接触角随着自组装层数的增加而增大,且一定时间(0.08 s)内接触角的下降速率减小;组装5层木素后,纤维表面的初始接触角由0°提高至104.8,°0.08 s后下降至78.9°,表面由高度亲水性变为具有一定疏水性.由此可得出结论:通过控制SL自组装的层数可以有效且可控地实现纸浆纤维的疏水改性.     

漆酶的层层自组装固定化及其酶学性质

利用静电层层自组装方法对漆酶进行固定化,在固体基底(云母片)上制备了阳离子聚丙烯酰胺( CPAM)/漆酶自组装膜;通过紫外可见吸收光谱、原子力显微镜对自组装膜的活力增长情况及表面形貌进行分析表征,并对层层自组装方法固定化漆酶的酶学性质进行了研究.结果表明:CPAM/漆酶自组装膜的活力随着自组装层数的增多呈线性增长,通过...     

B10白铜表面超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

以B10白铜为基底,采用刻蚀、煅烧和表面改性的方法制备了超疏水膜,采用K100-MK2型张力仪测量超疏水膜的接触角,采用扫描电子显微镜观察超疏水膜的表面形貌,采用电化学工作站测试超疏水膜在3.5% NaCl（%表示质量分数）水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,刻蚀、煅烧后的B10白铜样品分别在溶液A中改性5 min、在溶液B中改性12 h后,得到的两种超疏水膜的接触角可分别达到153.2°和151.5°。将两种超疏水膜分别在3.5% NaCl水溶液中腐蚀10 d后,与裸B10白铜相比,仍表现出较好的耐腐蚀持久性。该方法为制备具有抗腐蚀和自清洁性能的超疏水表面提供了一条有效途径,可用于金属材料的表面改性。     

铜基疏水冷表面液滴冻结实验研究

为了研究不同环境条件下液滴在不同接触角疏水表面的冻结行为,采用自组装法制备了具有不同接触角的铜基疏水表面,通过实验观测了不同环境条件下液滴在不同接触角表面的冻结行为,分析了各因素如接触角、冷表面温度、环境温度以及湿度对冻结时间的影响。实验结果表明:在降温过程中,由于疏水表面润湿性发生变化导致接触角减小;冻结时间随接触角、冷表面温度、环境温度及湿度的增加均呈现增加的趋势。结合液滴冻结开始后的相变过程及能量守恒原理,建立了液滴冻结一维层式数学模型,对不同实验条件下液滴的冻结持续时间进行计算,计算结果与实验结果吻合良好,误差不超过15%。     

氧化还原法刻蚀制备铜基超疏水表面

通过三氯化铁和铜的氧化还原反应,在铜基材料上制备了具有一定粗糙度的微结构表面。该表面使用月桂酸进行表面处理后,表现出优异的超疏水性能。水在该表面上的接触角可达161.6°。表面微结构和超疏水性能受刻蚀时间的影响较大。随着刻蚀时间的增加,表面上的微粗糙结构开始逐渐形成并增大,此过程对应的水的接触角不断增加,到一定程度后,逐渐趋于稳定。进一步考察了刻蚀剂的浓度、修饰剂的种类、浓度和时间等条件对于该表面超疏水性能的影响。结果表明,反应和修饰条件对铜表面的表面润湿性能具有明显的影响。     

大量不凝性气体存在时不同润湿性传热管冷凝传热特性实验研究

为了提高大量不凝性气体存在时水蒸气的冷凝传热性能,实现对电力、化工、制冷等工业领域中余热的高效回收利用,基于水平管外冷凝传热实验系统,实验研究了氮气-水蒸气混合气体在不同润湿性光滑管和翅片管表面的润湿特性和冷凝传热特性。通过化学刻蚀与自组装方法对紫铜光滑管与翅片管表面进行疏水与超疏水改性处理,并且根据仿生原理,制备了亲水+疏水组合翅片管表面与亲水+超疏水组合翅片管表面。研究发现,当大量不凝性气体存在时,亲水+超疏水组合翅片管的冷凝传热特性最优,水蒸气体积分数对不同润湿性传热管的冷凝传热特性影响显著,并且随着水蒸气体积分数增大,超疏水翅片管和亲水+超疏水组合翅片表面的冷凝形式由珠状冷凝逐渐向膜状冷凝过渡。     

多层纳米反应器原位电化学还原制备CTS-Ag/PSS复合膜

采用层层静电自组装的方法将壳聚糖-Ag+(CTS-Ag+)和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)交替沉积在基底上,然后用电化学方法将纳米薄膜表面的Ag+离子还原为单质Ag,构筑了CTS-Ag/PSS纳米复合薄膜。通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安(CV)等手段对纳米复合薄膜的组装、结构、表面形貌和光学性能进行了测试分析。UV-vis结果显示复合膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大,呈良好的线性关系,表明多层膜是均匀组装的;FESEM图形显示膜表面有一定的粗糙度;XPS结果证实了复合膜上有Ag生成,CV结果表明多层膜对氧还原有较好的电催化活性。     

静电纺聚砜纤维的制备与吸油性能

针对海洋溢油问题,利用静电纺丝一步法制备不同质量分数的聚砜(PSF)纤维膜,扫描电镜结果发现纤维表面存在细微孔洞.对纤维形貌和结构包括纤维直径、纤维间孔隙率、纤维表面孔径分布、接触角、吸油倍率、保油率和油水分离等进行测试和表征,结果表明,随着PSF/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液质量分数的增大(从12%增大到18%),纤维中的珠状物逐渐消失,平均直径增大,纤维间孔隙率增大,纤维表面的孔径主要分布在10~100nm,水的接触角在131°~140°范围内,PSF纤维膜对菜籽油和机油的吸油倍率最高可达到37和50,对机油的保油率高达75%,同时具有良好的浮力与疏水亲油性.     

普通硅酸盐表面的疏水改性及微纳结构表征

通过十八烷基三氯硅烷(OTS)硅烷化自组装方法,实现了普通硅酸盐玻璃的表面疏水改性,改性后的玻璃表面具有疏水性和良好的透光性.该方法首先运用氢氟酸(HF)溶液预处理玻璃表面,进行化学织构化,形成微纳结构,然后利用OTS分子在玻璃表面自组装形成疏水分子膜.实验考察了HF溶液的处理时间、OTS甲苯溶液的浓度及其处理时间、以及其他预处理方法对玻璃表面接触角的影响,得到了一种简便易行的玻璃疏水改性处理方法,能够方便的制备出接触角为107o的透明疏水玻璃.同时,运用原子力显微镜(AFM)测定了光面玻璃和磨砂面玻璃在疏水改性过程中玻璃表面微观结构的变化,提出了该疏水改性方法的作用机理.     

磁头表面氟代硅烷自组装膜的制备和表征

采用分子自组装成膜技术,在磁头表面制备了1H,1H,2H,2H-全氟癸烷基三乙氧基硅烷(FTE)自组装膜。使用时间飞行二次离子质谱仪(TOF-S IM S)、X射线光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪对FTE自组装膜进行了表征。XPS测得的FTE自组装膜C 1s谱图中有分谱出现在287.905 eV位置,这证明FTE分子以C—O—S i键与磁头表面结合。通过分析TOF-S IM S测量的不同反应时间的膜厚和其对应的AFM表面形貌图发现,FTE自组装膜形成过程分为表面亚单层膜低覆盖、表面亚单层膜中等覆盖、团聚和聚结4个阶段。实验结果表明,控制反应时间可以在磁头表面制备超薄平整的FTE自组装膜,膜厚为(1.20±0.01)nm,表面粗糙度小于0.2 nm。该层超薄膜使磁头对水的接触角增加到110.5°±0.1,°令磁头的疏水性能得到很大提高,进而较大幅度地提高了磁头表面的抗污染能力。     

STM and XPS study on the self-assembled films of Schiff base on copper surface

SAMs (self-assembled monolayers) of Schiff base were prepared on the copper surface, and characterized by the modern technique of surface analysis. The results demonstrated that the well-ordered and densely packed SAMs of N-2-hydroxyphenyl-(3-methoxy-salicylidenimine), designated as V-bso, were formed on the Cu(111) surface. And two benzene rings in the V-bso molecule were not flat on the copper surface, but tilted at a certain angle. The development of this new system of self-assembly would be of significance to the application of the SAMs in the field of metal corrosion and protection.     

Preparation and characterization of 3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate self-assembled monolayer on surface of chip

Monolayer of 3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate was prepared on the slide by self-assembled tech-nique. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was employed to analyze the elementary composition of the film. Contact angle of distilled water was measured to characterize the surface state. It was shown that 3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate had been successfully assembled on the slide. The in-crease of contact angle to 80° demonstrated that the hydrophobicity of the surface of chip was in-creased signific...     

Fabrication of superhydrophobic AAO-Ag multilayer mimicking dragonfly wings

Inspired by the co-coupling of the non-smooth structure and the waxy layer inducing the hydrophobicity of dragonfly wing surface,we developed a simple and versatile method to fabricate a superhydrophobic surface with the dragonfly wing structures.In this work,Ag nanorods grew on highly ordered anodic aluminum oxide(AAO) surface via a galvanic reduction approach.Then the AAO-Ag multilayer was fabricated.Furthermore,the surface free energy of AAO-Ag multilayer was reduced by modifying with perfluorodecanethiol.The modified AAO-Ag multilayer was superhydrophobic and the static contact angle reached as high as 168°.X-ray photoelectron spectra(XPS) were used to characterize the chemical structure of the obtained products.The morphologies of AAO-Ag multilayer was similar to microstructure of dragonfly wing surface and presented hierarchical rough structure.The results showed that the co-coupling of the rough structure and low surface free energy induced the superhydrophobic performance of the AAO-Ag multilayer surface.     

MPTS/MPTES复合自组装薄膜的制备及摩擦磨损特性分析

采用分子自组装技术,在单晶硅表面制备3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTES)薄膜以及MPTS/MPTES复合自组装薄膜,利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及接触角测定仪对MPTS/MPTES复合薄膜的结构进行分析,并采用DF PM型动/静摩擦系数精密测定仪评价其摩擦磨损性能.结果表明,与MPTS薄膜和MPTES薄膜相比,MPTS/MPTES复合薄膜具有优异的疏水性和摩擦磨损性能,其原因在于MPTS/MPTES复合薄膜的分子体积较大并具有可移动性和特殊的柔韧性,其基底附近呈现出类似于固体紧密排列的结构并具有一定的刚性和承载能力.     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

Preparation of superhydrophobic silver nano coatings with feather-like structures by electroless galvanic deposition

Superhydrophobic silver nanocoatings with feather-like morphology are fabricated on copper substrates by electroless galvanic deposition. The coating exhibit superhydrophobicity with a contact angle of 156.4° and glide angle of 4° without any further surface modification. Scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and contact angle measurements are used to investigate the morphology, crystal structure and superhydrophobicity, respectively, of the coatings. The coatings exhibit high thermal stability; their water contact angle did not change when the coatings were heated to 200°C for 2 h. The mechanism of superhydrophobicity of the silver coating is discussed based on the work of Amirfazli, Wenzel and Cassie.     

紫外光引发的玉米淀粉在软材料表面的改性

以玉米淀粉作为改性剂、二苯甲酮（BP）做光引发剂对聚合物材料表面进行紫外光偶合反应,用X-射线电子能谱(XPS)、水接触角(CA)和扫描电子显微镜(SEM)对改性后的聚合物表面进行了结构和性能表征。结果表明,玉米淀粉被固定到CPP膜表面的最佳条件为0.03g/L玉米淀粉、1.0g/L BP、12.0mW/cm²光强和8min光照时间。玉米淀粉改性后的CPP膜的接触角可由105.0°变为66.3°。随着玉米淀粉的初始浓度的增加,改性CPP膜的表面水接触角先随之下降然后略有上升;延长光照时间和增加光强均会使玉米淀粉改性的CPP膜的表面水接触角随之下降。玉米淀粉改性后的CPP膜的表面形成了一定规则形状的颗粒结构。     

射频等离子体聚合多层复合薄膜的制备及性能

采用等离子体聚合方法,分别以甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为原料制备了3种聚合物薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-vis)和接触角(ContactAngle)等方法研究了不同条件下所得的聚合物薄膜的表面形貌、表面粗糙度、光学透明性及疏水性等性能.研究结果表明:聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有最好的可见光透过率和最佳的表面粗糙度(RMS).聚正硅酸乙酯薄膜的表面粗糙度随射频功率变化不大.聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜在低功率下有较低的表面粗糙度,但随着入射功率的增加,等离子体刻蚀作用使得表面粗糙度增加.SEM照片表明聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面平坦致密无针孔.静态接触角测试结果表明三种聚合物薄膜都有较好的疏水性能,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜的疏水性能最佳.利用等离子连续聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯薄膜/聚正硅酸乙酯/聚甲基丙烯酸三氟乙酯3层复合薄膜,并对复合膜的性能进行了表征.     

聚乙烯基吡啶复合膜的合成及表面性质

利用表面引发技术, 自组装合成新的原子转移自由基聚合(ATRP)表面引发剂, 并引发4-乙烯基吡啶(4-VP)聚合. 制备了功能性的聚4-乙烯基吡啶(PVP)膜, 同时在表面配合过渡金属Cu²⁺和Ag⁺, 用NaHB₄还原后得到表面含有金属纳米粒子的复合膜, 并利用XPS, FT-IR, AFM和接触角测试了其结构与性能. 结果表明, 聚 合物金属配合物中的金属离子已经被还原, 其纳米粒子尺寸直径约为170 nm.