纳米Al203/PI三层复合薄膜的制备与表征

以3,3′,4,4′-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为缩聚单体,利用高压静电纺丝技术制备出纳米Al_2O_3/PAA(聚酰胺酸)复合薄膜.以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为原料制备出聚酰胺酸铺膜胶液,在电纺膜的两侧进行流延成膜,并热亚胺化处理.对复合薄膜进行化学组成、微观形貌、耐电晕性能、力学性能和热学性能测试分析.结果表明:复合薄膜的亚胺化较完全,纳米Al_2O_3均匀地分散在聚酰亚胺基体中,在纳米氧化铝掺杂量为6%时综合性能最佳,耐电晕老化时间为12.3 h,是未掺杂纳米氧化铝三层复合薄膜的3倍以上,拉伸强度达到最大值(174 MPa),同时断裂伸长率达到21%.纳米Al_2O_3的加入使得复合薄膜的热稳定性有所提高,起始热分解温度从578.7℃提高到591.3℃.     

透明耐高温聚酰亚胺薄膜的制备及形状记忆性能的研究

本研究以N,N′-(2,2′-双(三氟甲基)联苯-4,4′-二基)双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-甲酰胺)(TATFMB)和4,4′-二氨基-2,2′-双(三氟甲基)联苯(TFMB)为单体制备聚酰胺酸(PAA)溶液,加入八(氨基苯基三氧硅烷)(OAPS)作为交联剂,通过热亚胺化得到了透明聚酰亚胺薄膜.差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)和热失重分析(TGA)测定表明,多面体聚硅氧烷(POSS)结构的引入提升了材料的耐热性与热稳定性,同时赋予材料形状记忆性能.相比于以往报道的形状记忆聚酰亚胺,TATFMB/TFMB/OAPS聚酰亚胺薄膜具有高的玻璃化转变温度(tg).该薄膜具有良好的透明性(400～800nm平均光透过率92%,500nm处透过率91%).热机械分析(TMA)测试的结果表明,二酐单体TATFMB的引入使得聚合物具有较低的热膨胀系数(CTE).所制备的透明耐高温聚酰亚胺薄膜拓展了聚酰亚胺材料在光电显示器件与高温形状记忆材料领域的应用.     

共缩聚聚酰胺酸和聚酰亚胺的合成与表征

以4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)为二胺单体,均苯四甲酸酐(PMDA)和3,3′,4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)为二酐单体,低温溶液聚合生成一种共缩聚聚酰胺酸(PAA).然后亚胺化脱水环化生成共缩聚聚酰亚胺.通过特性粘度([η])、红外光谱(FT—IR)、热重分析(TG)和X衍射分析(XRD)等对聚合物进行了一系列的结构表征和性能测试.FT-IR表明,在1777 cm~(-1)和1723 cm~(-1)处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明.PI的10%热失重温度为568℃;XRD表明,PI的结晶度较低且分子链间距d为0.5069 nm.     

三价铕掺杂的聚酰亚胺纳米复合物的制备

将荧光性能优异的Eu(acac)3(络合物A)与EDTA双酐掺杂在4,4 二氨基二苯甲烷形成的聚酰亚胺(PI)中制备了发光纳米复合材料.荧光测定结果表明,材料荧光强度随Eu3 掺杂浓度的增加而增大;从透射电镜照片观察到络合物A在含PI溶液中是以粒径介于100～200nm的纳米球存在,而且可以明显看到每个小球都被PI包覆,厚度大约为6nm,形成了核壳结构.     

含甲苯氧侧基芳香聚酰亚胺三元共聚物合成与性能

以均苯四甲酸二酐(均酐),3,3',4,4'-二苯酮四羧酸二酐(酮酐)和芳香二胺单体3,5-二氨基-4'-甲基-二苯基醚为初始原料,通过改变均酐与酮酐物质的量的比例,通过低温缩聚和热亚胺化合成一系列高分子量的聚酰亚胺,并用红外光谱、XRD图谱、元素分析等手段表征其结构,该系列聚合物在强极性溶剂中具有较好的溶解性,而且在较宽的光谱范围内具有良好的透明性,力学性能测试表明这些聚酰亚胺薄膜具有较好的力学性能,而且拉伸强度、弹性模量随着均酐组分含量的增加而明显提高。     

芳族聚酰亚胺纤维的研究——纤维的干纺制备过程及其力学性能

本文报导了用4,4′—二氨基二苯醚(POP)与苯均四酸酐(PMDA)作单体,在N,N′—二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中合成聚酰胺酸(PAA)树脂,以及用该树脂经干纺法制备纤维和制备过程中各项参数对纤维力学性能的影响。合成中POP/PMDA的摩尔比必需接近1∶1,25%树脂溶液的特性粘度(ηinh)在0.93～1.27之间。发现了聚酰亚胺(PI)纤维的力学性能与ηinh无明显关联后,将少量PMDA先部分水解成4,5—二羧基苯酐对PAA进行封端以控制其分子量。调节干法纺丝的各项参数,控制初生纤维中DMAC含量为15～20%,以保证纤维在各道工序中的可纺性。通过仪器分析,确定了纤维的逐级升温固化条件,牵伸温度(450～570℃)和牵伸比(2.2～2.4倍)。从而制得强度为5～7克/(代糸),伸长率为7～9%,拉伸模量不小于60克/(代糸)的金黄色PI纤维。     

笼型倍半硅氧烷/聚酰亚胺复合薄膜的合成及性能

以溶胶凝胶法制备得到一类新型笼型倍半硅氧烷(G-POSS)/聚酰亚胺(PI)复合薄膜。通过红外反射光谱(DRIFT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)表征了其结构与薄膜断面形貌,以热重分析(TGA)和机械性能分析研究了薄膜的耐热性、室温(25℃)和低温(77 K)下的力学性能。结果表明,在掺杂质量分数低于5%时,该复合薄膜耐热性保持稳定,同时在室温和低温下都表现出优于纯PI膜的拉伸强度,其中在G-POSS掺杂质量分数为3%时,复合薄膜的拉伸强度为235 MPa(77 K),比纯PI膜提升了9%。掺杂质量分数低于5%的该型复合薄膜具有较好的热性能和机械性能。     

PI/TiO2杂化薄膜的制备与性能研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用溶胶-凝胶法合成TiO2溶胶,通过两步法制备聚酰亚胺(PI)/TiO2杂化薄膜.利用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射,对杂化薄膜的微观形貌及结构进行表征,讨论了TiO2掺杂量对杂化薄膜紫外-可见光透过率和力学性能的影响.结果表明:PI杂化薄膜中存在TiO2空间网络结构;杂化薄膜与纯膜相比,结晶度下降,透明度也出现一定程度的下降;当TiO2掺杂量为3%时,杂化薄膜表现出较佳的力学性能.     

BAPP-PBAP-BTDA共聚聚酰亚胺的合成与性能

以3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)作为二酐单体,与2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和4-苯基-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶(PBAP)通过常规的两步法,合成了可溶性共聚聚酰亚胺.利用IR、1H NMR、XRD、粘度测试、溶解性测试和TGA等手段对聚合物的结构和性能进行了研究.结果表明,所得聚酰亚胺的结晶度较低,PAA特性粘数为0.32～0.46dL/g,溶解性较好,并有着优良的热稳定性.     

纳米纤维基可水洗口罩的制备及性能

以不同质量分数的聚酰胺酸(PAA)溶液为前驱体，采用静电纺丝法制备不同结构的PAA纳米纤维膜，并对其微观形貌进行表征。结果表明，当PAA的质量分数为20%时，静电纺纳米纤维表面光滑且直径均匀。测试不同面密度下PAA纳米纤维膜的过滤性能及力学性能，结果显示，面密度为5 g/m²的PAA纳米纤维膜具有较为优异的过滤性能及力学性能。进一步探究热交联工艺对聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜成型的影响，并将逐级交联20 min处理后的PI纳米纤维膜与熔喷层、针织层复合，得到具有多层结构的纳米纤维防护口罩，结果表明，口罩的初始过滤效率高达98.1%,水洗30次后仍可保持81.8%的过滤效率。由此可见，PI纳米纤维膜具有优异的结构稳定性与过滤性能，对提升口罩的耐水洗性具有重要意义。     

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF MODIFIED STARCH-BASED BIODEGRADABLE MATERIALS REINFORCED WITH PULP FIBER

INTRODUCTIONThe developments of environmentally friendly polymeric are classified into two categories: the degradable synthetic polymers (PCL [1- 2], PLA and PVA [3], etc.) and the renewable natural polymers (chitin, pectin, cellulose [4-7] and starch [8], etc.) Among these, starch has been considered for many years as a polymer with a high potential for packaging application because of low cost, renewability and biodegradability. It usually has two major components and appears as a mi…     

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF MODIFIED STARCH-BASED BIODEGRADABLE MATERIALS EINFORCED WITH PULP FIBER

Native com starch and hydroxypropyl starch (HPS)based plastic films were prepared using the short pulp fiber as reinforcement and the glycerol as the plasticizer. The results of tensile test showed that the tensile strength and the elongation at break increased with the pulp contents. With the glycerol contents,the elongation at break increased considerably, but the tensile strength decreased. The water uptake of the films decreased with the pulp contents and hydroxypropylation, but increased with the glycerol contents. So it is concluded that the films was reinforced by pulp fiber and hydroxypropylation.     

聚合物乳液对纤维增强轻集料混凝土力学性能的影响

研究了聚合物乳液的掺入对纤维增强轻集料混凝土的强度与弯曲韧性的影响,结果表明,掺入聚合物乳液虽然在一定程度上降低了抗压强度,但可以显著提高轻集料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度.聚合物乳液的掺入可以有效提高纤维增强轻集料混凝土的韧性、降低其脆性,韧度系数最高可提高32倍.研究发现,聚合物乳液对钢纤维增强轻集料混凝土的强度和韧性的改善效果优于对聚乙烯纤维增强轻集料混凝土的改善效果.     

木棉纤维拉伸性能的测试与评价

设计了单纤维强伸性能的新测试方法,测试了4种木棉纤维的拉伸性能,结果发现,木棉纤维拉伸曲线与棉纤维相似,没有明显的屈服点.木棉纤维断裂强力和断裂伸长率在一定范围内均有分布,4种木棉纤维平均断裂强力1.44～1.71 cN,平均断裂伸长率1.83%～4.23%,纤维长度、线密度与木棉纤维的断裂强力明显相关,4种木棉纤维相对断裂强度接近,而断裂伸长率差异较大,木棉纤维初始模量因其品种和产地不同存在一定差异.与棉纤维相比,木棉纤维断裂伸长率低,断裂强度和初始模量与棉纤维相近,但因木棉纤维细软而容易拉断.     

Silk Fibroin Film Blended with Poly（ ethylene glycol-glycerin）

To improve the toughness of silk fibroin（ SF） films,poly（ ethylene glycol-glycerin）（ PEGG） was synthesized with ethylene glycol and epichlorohydrin. The SF / PEGG blend films were prepared by casting aqueous solution and their structures were characterized. The PEGG was in liquid state at room temperature so it will not be a single phrase at blend film. It crosslinked with SF and made it insolubility in water. The results of X-ray diffraction（ XRD） indicated that the crystallinity of the SF in the blend films decreased with the content of PEGG increasing. The tensile strength and elongation at break of blend films were measured using an instron tensile tester. The results showed that the tensile strength and elongation at break of blend films were high enough for application.After the blend films were stored at room temperature for 100 d,the crystallinity, the tensile strength and elongation at wet state increased. The blend films are superior to SF films in providing excellent flexibility and mechanical properties in both dry and wet states. Based on the fact that SF has good biocompatibility,the SF /PEGG blend film will offer new options in many different biomedical applications.     

Deposition of bio-mimicking graphene sheets with lotus leaf-like and cell-like structures on the nickel substrate

Bio-mimicking graphene films,deposited on textured nickel substrates,were synthesized by the following method:replicating the surface textures of the lotus leaf by polymer duplication,fabricating textured nickel substrates by electroplating on the polymer coated with a Au film,preparing bio-mimicking graphene oxide films on the nickel substrates by vacuum filtration,and electrochemical reduction.By controlling the vacuum filtration,this replica method can not only replicate the lotus leaf structure by a graphene film,but also can achieve a novel cell-like graphene film.     

碳酸钙晶须/天然胶乳复合胶膜的研究

研究经钛酸酯偶联剂NDZ101表面改性的碳酸钙晶须对于天然胶乳胶膜的补强作用。结果表明:经改性后,碳酸钙晶须与天然橡胶界面结合作用增强;与纯胶胶膜相比,改性碳酸钙晶须/天然胶乳复合胶膜的力学性能显著提高,热稳定性也有所提高。改性碳酸钙晶须用量为3%时,复合胶膜综合力学性能最佳:300%定伸应力、500%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率分别提高了133.6%、121.1%、35.8%、34.1%和15.93%。     

植物纤维与聚乳酸制备生物质复合材料的研究

本文研究了以植物纤维与聚乳酸为原料制备生物质复合材料的工艺,探讨不同加工方式、纤维种类和添加量对植物纤维/聚乳酸复合材料拉伸性能及透湿性的影响,并利用扫描电镜对复合材料进行表征。研究结果表明:复合材料采用熔融挤出加工方式比物理混合的性能好,而蔗渣纤维作为填料是较好的选择;同时,当植物纤维添加量低于20%时,随着添加量的增加,材料的拉伸强度和断裂伸长率随之下降。     

多壁碳纳米管/聚合物复合乳液的合成

采用原位乳液聚合法合成多壁碳纳米管/聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸)(MWCNTs/P(St-BA-AA))复合乳液,通过正交实验确定原位乳液聚合的最佳条件。经红外光谱、拉曼光谱和热重分析(TGA)测试,结果表明:通过共价键在MWCNTs表面成功引入P(St-BA-AA)共聚物长链。扫描电镜(SEM)观察显示MWCNTs的表面包覆有一层聚合物,并在复合乳液中均匀分散。动态力学分析仪(DMA)和力学性能测试结果表明当MWCNTs的加入质量分数为1.0%时,复合薄膜与纯聚合物薄膜相比,内耗、拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量分别提高了51.7%、52.8%、66.7%及82.6%,在高温区tanδ仍大于0.5。     

有机聚合物复合纤维改良砂土无侧限抗压强度研究

为研究有机聚合物复合纤维改良砂土的抗压特性、变形规律与改良机理，通过无侧限抗压强度试验和数值模拟分析了改良砂土抗压变形过程的力链变化与微裂纹发育规律，给出了改良砂土的破坏与改良机理。结果表明：有机聚合物复合纤维能够有效提升砂土的抗压强度，随着有机聚合物含量的增大，改良砂土的无侧限抗压强度逐渐提高；随着有机聚合物含量与应变增大，改良砂土的力链演化与微裂纹发育明显改变，力链由环状和柱状结构转变为拱状结构，微裂纹总数量及张拉微裂纹增多，破坏由单一路径向多路径转变。有机聚合物复合纤维黏结、包裹砂粒以及三者相互耦合胶结有效提升了砂土的抗压特性；当荷载过大时，有机聚合物膜发生破裂，纤维逐渐断裂与滑脱，改良砂土网状结构逐渐失稳，砂粒被迫发生位移与旋转，形成局部微裂纹，最终发育、延伸形成裂隙造成破坏。