熔体拉伸聚乙烯超薄膜的结构表征

用熔体拉伸法制备了高度取向的聚乙烯(PE)超薄膜. 透射电子显微镜研究表明, 这种熔体拉伸法制备的PE超薄膜包含大量沿着垂直于熔体拉伸方向平行排列的侧放(edge-on)片晶. 电子衍射结果表明, PE超薄膜晶区内的分子链在薄膜平面内并沿着拉伸的方向高度取向, 而其结晶学a轴和b轴在垂直于分子链轴的平面内无规取向. 红外光谱的结果表明, PE超薄膜晶区与非晶区内的分子链都沿着拉伸方向取向. 红外结果进一步证明在PE超薄膜晶区中, 其结晶学b轴更倾向于平躺在薄膜平面内, PE超薄膜中b轴倾向于薄膜平面内的取向排列是因为b轴是PE晶体的最快生长方向. 非晶区中PE分子链形成的局部C—C骨架平面倾向平行于薄膜平面.     

柔性链高分子折叠片晶界面相的观测与讨论

柔性链高分子形成的半结晶聚集体中,长链大分子以有规折叠方法生成大量微小片晶与无规链形成的非晶相共存.由这种结晶与非晶所组成的两相结构模型已被广泛接受并用来描述其凝聚态结构与物性.我们曾对经不同方法制作的聚乙烯(PE)的结晶形态进行研究,都显示出微晶均为折叠链片晶,厚度从10～100nm,分子链轴与片晶面垂直.从有规排列的结晶区域到完全无规链的非晶区域间,应还存在一过渡区域或者界面区域,其分子链的形态及     

长链支化聚丙烯和线性聚丙烯熔体结晶动力学的对比研究

通过光学显微镜(OM)和差示扫描量热仪(DSC)对长链支化聚丙烯(LCBPP)和线性等规聚丙烯(Linear-iPP)的等温及非等温结晶动力学作了详细的研究. OM结果显示: 在等温结晶过程中, 由于LCBPP中长支链的存在阻碍了链段的扩散, 导致其晶体生长速度比Linear-iPP的慢. 然而, DSC结果显示: 在等温结晶过程中, LCBPP的结晶总速度比Linear-iPP的要快得多. 这是因为对于两种PP来说, 等温结晶过程都是一个成核控制的过程, LCBPP较快的成核速度导致了它的结晶总速度较快. Avrami分析指出, LCBPP和Linear-iPP具有相近的成核和生长机制. 而在非等温结晶过程中, 随着降温速度的加快, 两种PP的结晶速度均加快, 但是在任何一个对应的降温速度, Linear-iPP的结晶速度都要快于LCBPP. 这意味着对两种PP来说, 非等温结晶过程是一个生长控制的过程, LCBPP较慢的链段扩散速度导致了其较慢的结晶总速度.     

原子力显微镜研究高聚物结晶的最新进展

对高分子结晶过程的研究是高分子物理研究的一个重要方向,球晶是高聚物最典型的结晶形态之一,高聚物球晶的形成过程一般被描述为:（1）具有相似构象的高分子链段聚集在一起形成一个稳定的原始核（primary nuclei）;（2）随着更多的高分子链段排列到核的晶格中,核逐渐发展成一个片晶;（3）片晶不断生长,同时诱导成核（induced nuclei）出现并逐     

聚乙烯单晶弧形边的成因

聚乙烯在不良溶剂中高温结晶时 ,往往在 { 2 0 0 }面形成弧形边 .因为不良溶剂的影响 ,此时形成的临界核长度较短 .这种薄的片晶在高温条件下是热力学不稳定的 ,在缓慢的单晶生长过程中不可避免地伴随着退火的过程 .在片晶生长的前沿仍然保持着临界核厚度的同时 ,它的中心部分已经由于退火作用而增厚 .这就使得所得单晶从中心到边缘具有一定的厚度梯度 (即中间厚 ,边缘薄 ) .另一方面 ,晶胞参数与片晶的厚度有关 :在较厚的片晶中晶胞较小 ,而在较薄的片晶中晶胞较大 .因此 ,在前述具有厚度梯度的片晶中 ,从中心到边缘晶胞尺寸逐渐增大 .这种变化在晶格中产生了一种应力 ,必然引起晶格的应变 .如果主要生长面{ 110 }的边变成同一套具有巨大半径的同心圆的圆弧 ,晶格的排列就可适应上述晶胞尺寸的变化 .由于同心圆的半径很大 ,而单晶中 { 110 }面的边只是圆弧的很小一部分 ,故仍然接近直线 .与此同时 ,生长较慢的 { 2 0 0 }面的边却随之变为椭圆的一部分 ,具有明显的曲率 .     

碱性阴离子交换膜的碱稳定性

碱性阴离子交换膜(AEMs)是碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件之一,目前已成为制约碱性阴离子交换膜燃料电池发展的关键因素.离子传导基团在碱性条件下,容易受到氢氧根离子的攻击发生降解.本文主要从以下3个方面介绍了近期AEMs在耐碱稳定性方面的研究成果:(1)开发稳定的离子传导基团,并通过提高离子传导基团的电子密度和增大缺电子位置的空间位阻提高离子基团的稳定性;(2)在离子传导基团与聚合物主链之间引入长烷基侧链;(3)合成不含醚氧键的聚合物主链,改善AEMs的耐碱稳定性.     

疏水链长和温度对阳离子单链和Gemini表面活性剂的自组装以及与牛血清蛋白相互作用的影响

利用等温滴定微量热方法研究了疏水链长和温度对六亚甲基-1,6-双(烷基二甲基溴化铵)(C_nC_6C_nBr_2)和烷基三甲基溴化铵(C_nTAB)这两个系列表面活性剂的自组装以及与牛血清蛋白(BSA)相互作用的影响.结果表明,随着疏水链增长,表面活性剂胶束化焓值(DH_(mic))变得更负,胶束化自由能(DG_(mic))的变化主要来自于胶束化熵变(DS_(mic)).温度对表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)影响不大,但对DH_(mic)影响较大,在所研究的温度区间内的DH_(mic)都是负的,而TDS_(mic)是正的,并且TDS_(mic)的绝对值明显大于DH_(mic)的绝对值,证明这些表面活性剂的胶束化过程都是熵驱动为主的.随温度升高,焓对胶束化过程的贡献越来越大,而熵贡献越来越小.多数表面活性剂与BSA相互作用的量热曲线呈现两个吸热过程和两个放热过程.疏水链长的变化会显著影响第二个吸热过程和第二个放热过程.温度会显著影响第二个吸热最大值的出现和强度.相比于单链表面活性剂与BSA之间的相互作用,疏水链长和温度对Gemini表面活性剂与BSA之间相互作用的影响更显著.     

烷氧基取代苯甲酸甲酯有序膜结构的STM研究

利用扫描隧道显微镜研究了3, 4, 5-三取代十二烷氧基苯甲酸甲酯(E12)和3, 4, 5-三取代十四烷氧基苯甲酸甲酯(E14)两种分子的自组装结构、组装层分子间相互作用以及两种分子共吸附在石墨表面时的组装结构. 两种分子均在石墨表面有序吸附, 分子在偶极-偶极相互作用下, 烷基链对插排列形成类二聚体的二维有序长程结构. 取代基数目的差异导致两种分子吸附结构不同. 两种分子混合在石墨表面吸附时, 各自形成不同的畴区, 呈相分离状态.     

静电自组装纳米Pd颗粒对Nafion(R)膜的阻醇修饰

目前直接甲醇燃料电池(DMFC)广泛使用的质子交换膜是Dupont公司生产的Nafion(r)系列膜, Nafion(r)膜的全氟主链具有良好的化学稳定性和机械性能, 然而全氟主链的疏水特性和作为导质子基团的磺酸根侧链的亲水特性使磺酸根以中空的团簇形式存在[1], 这种团簇相连形成的通道使Nafion(r)膜对甲醇有很高的渗透率.     

聚乙烯单晶弧形边的成因

聚乙烯在不良溶剂中高温结晶时,往往在｛２００｝面形成弧形边,因为不良溶剂的影响,此时形成的临界核长度较短。这种薄的片晶在高温条件下是热力学不稳定的,在缓慢的单昌生长过程中可不可避免地伴随着退火的过程。在片晶生长的前沿仍然保持着临界核厚度的同时,它的中心部分已经由于退火作用而增厚。     

方酸菁分子中烷基取代基碳链长度对光伏器件活性层形貌的影响

以2,4-双[4-(N,N-二苯氨基)-2,6-二羟基苯基](SQ-H)方酸菁为骨架,通过向氮原子上所连接的4个苯基上引入不同长度的烷基取代基(甲基、乙基、正丁基和正己基),合成了分子SQ-C1/C2/C4/C6,并研究了其分子结构与光电性能的构效关系.研究结果显示,对于基于该骨架的化合物而言,烷基链的增加会使分子的摩尔消光系数降低,同时,分子与PC_(71)BM共混膜的粗糙度及相分离程度逐渐增加.接触角测试结果表明,这一形貌变化的本质是由于随不同长度烷基链(疏水性不同)的引入,改变了原有分子骨架的表面能,从而导致其与受体材料间的表面能差异改变所致.     

2,6-薁和双噻吩酰亚胺共聚物的设计合成及载流子传输性能

本文通过聚合单体的理性设计和直接芳基化聚合策略,实现了薁基聚合物主链中薁单元偶极取向排列方式的精准调控,合成了3个基于2,6-薁和双噻吩酰亚胺的共轭聚合物P(AzBTPD-1)、P(AzBTPD-2)和P(AzBTPD-3),其主链中薁单元偶极排列方式分别为无规、偶极相反和偶极高度一致.通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法对聚合物的光谱和电化学性质进行研究.基于3个聚合物的有机场效应晶体管(OFET)器件均表现出n-型半导体特性,其中薁单元偶极取向排列高度一致的聚合物P(AzBTPD-3)表现出最优的器件性能,电子迁移率可达0.027 cm²V^-1s^-1.本工作精准调控了2,6-薁共轭聚合物主链中薁单元偶极取向的排列方式,为薁基聚合物的合成化学和结构-性能关系研究提供了新思路.     

氯化物溶液中金转移到石英表面的实验研究

石英是热液石英脉型金矿床中常见的脉石矿物,研究这类金矿的形成自然要涉及到石英和含金热液的性质以及它们之间的相互关系。随着这方面研究的深入,石英和含金热液之间的界面作用越来越受到注意。和曾研究AU(Ⅲ)-Cl络合物在二氧化硅上的等温吸附;Jean和Brancroft用X-射线光电子能谱仪(XPS)研究了常温下金在石英表面的吸附沉淀;等曾在80—200℃时研究金在石英表面的沉淀和结晶。本实验拟在前人工作的基础上对金从溶液中转移到石英表面过程的细节和影响因素进行研究。     

侧链含多季铵基团聚芳醚酮阴离子交换膜的制备与性能

成功合成了一个同时带有季铵基团和烷基溴的小分子(1-溴-6-(三甲基铵)己基溴化物),通过季铵化反应,将其接枝在三乙烯二胺季铵化的聚芳醚酮上,制备了带有柔性侧链且侧链上含有多季铵基团的聚芳醚酮(TQPAEK).利用溶液流延的方法,并经碱化处理制备得到OH~–型阴离子交换膜.通过改变起始聚合物的溴代度,可有效调控阴离子交换膜的离子交换容量,其范围在1.75～2.57meq/g.膜的溶胀度、吸水率与离子传导率均随着离子交换容量的增加而增大.该阴离子交换膜具有良好的热稳定性和机械性能,特别是柔性侧链的引入,显著地提高了聚合物膜的柔韧性,其断裂伸长率最高可达103.2%,拉伸强度仍在28MPa以上.引入多季铵化柔性侧链,有利于高局部离子基团的富集程度,在膜内形成了明显的相分离结构.80℃下最高离子电导率可达74.35mS/cm.这些结果表明多季铵化聚芳醚酮阴离子交换膜有望应用于燃料电池.     

利用电子顺磁共振方法研究沉积盆地源岩有机质热演化

1 实验方法和原理利用电子顺磁共振技术研究沉积盆地有机质,主要基于其自由基的变化.自由基在干酪根演化过程中的变化及由此引起的电子顺磁共振谱线特征的变化,是我们用电子顺磁共振研究有机质热演化的基础.由干酪根自由基的形成过程可知,自由基的数目(浓度)与受热温度有关,随干酪根在热成熟过程中的不断裂解,失去烷基链,自由基浓度也就不断增加;除此以外,干酪根结构中杂原子(O,N,S等)键随演化过程的断裂也会形成自由基.因而可用电子顺磁共振方法(基于自由基浓度的变化)来研究烃源岩的成熟度和盆地的热历史.     

液态三元Ni-Cu-Pb偏晶合金相分离的相场模拟

采用亚规则溶液模型对液态三元(Ni_xCu_100-x)₅₀Pb₅₀偏晶合金相分离的演化过程进行了相场计算. 结果表明, 如果不考虑表面偏析势作用, 随液体流动性增强, 相分离后组织形态由弥散向双连续组织转变. 引入表面偏析势后发现(Pb)相优先占据表层, (Ni,Cu)相依附其形核并生长. 随相分离时间延长, (Pb)相在表层粗化和生长, 偏析层厚度逐渐增加. 同时, (Ni,Cu)相向中心迁移和聚集, 合金熔体形成两层壳核组织. 对液体浓度场计算发现, 表面浓度起伏比体相大, 并以波的形式向内部传播, 最终表面(Pb)相和内部(Ni,Cu)相的成分保持稳定. 此外, 对液体的流场计算发现, 在相分离初期界面附近流场较强, 后期显著减弱. 表面偏析是影响合金熔体表面层形成、浓度分布、流场分布和液体宏观相分离的重要因素.     

[Leu]~(B_1)胰岛素的晶体生长及初步晶体学观察

晶体结构研究表明,三方二锌猪胰岛素分子的B链位于分子表面,呈伸展构象,和附近近的A_(13) Leu、A_(14) Tyr等残基有序地排布在一起。在胰岛素六聚体空间结构模型中,这些残基与相邻的另一个二聚体同样的残基靠近,共同组成了二聚体间的疏水相互作用。这一区域的变动可能会直接影响到胰岛素六聚体的形成过程和以胰岛素六聚体为堆积基础的结晶性质。     

囊泡的自发形成——两类表面活性剂复配

开展十二烷基磺基甜菜碱(DSB)与双(2-乙基己基)琥珀酸磺酸钠(AOT)复配体系研究, 发现在某些配比下能自发形成囊泡, 并用负染色法TEM、冷冻蚀刻TEM、量热、动态光散射等方法进行表征. NaCl的加入可以促进囊泡的形成, 并得到了分散度小于0.1的单分散的囊泡, 这种现象尚未见有关文献报道. 同时开展该体系囊泡形成过程的量热研究, 发现单分散体系的热效应最大. 最后从表面活性剂分子排列参数、结构、构象和相互作用的角度对囊泡形成的机理进行了探讨.     

大别山榴辉岩中超高压硬柱石脱水分解及其对俯冲带深部流体活动的制约

硬柱石在基性岩石中通常稳定在低温-(超)高压的条件下.它是控制俯冲板片吸水/脱水、俯冲带流体演化和微量元素迁移的关键矿物.目前对大陆俯冲带榴辉岩中硬柱石分解过程和相关流体-元素活动的研究还很有限.大别山超高压变质带港河地区含硬柱石假象榴辉岩及内部发育的绿辉石-绿帘石脉体是进行该项研究的理想样品.通过矿物化学分析、相平衡模拟和质量平衡分析,证实港河榴辉岩中早期存在过超高压硬柱石.硬柱石在650-680℃/2.8-3.0GPa的条件下发生分解,释放大量超高压富水流体.脱水过程导致榴辉岩体积收缩和局部水压破裂,形成大量裂隙.富水流体汇聚进入裂隙,溶解裂隙(脉体)周围榴辉岩中绿帘石、蓝晶石、石英、金红石和磷灰石等矿物,同时导致靠近流体榴辉岩中主微量元素发生不同程度地迁移.逐渐靠近流体,水/岩比增大,溶解的强度和元素迁移的程度逐渐越大.富集硅酸盐组分和微量元素的超高压流体在榴辉岩折返过程中结晶成绿辉石-绿帘石脉体,残余的高压流体此后渗透进入榴辉岩,形成晚期的多硅白云母和冻蓝闪石等富集水溶性元素的变斑晶含水矿物.     

碳烟与气态和吸附态NO_2反应的不同机制

在K/MgAlO催化剂上测试了气态及吸附态NO2与碳烟(soot)的反应,结合原位红外表征和第一性原理计算确认了反应中间物,对两类反应的差异进行了机理解析.结果表明,吸附态NO2的活性弱于气态NO2.吸附态NO2以硝酸盐的形式参与反应,导致出现了2个红外特征峰2234和2110 cm-1,分别归属为K位上的氰酸离子和MgAlO载体上的氰离子.此外,气态NO2的反应中间物异氰酸离子也得到证实.吸附态NO2(即硝酸盐)的反应受到K+静电场的束缚,倾向于形成氰酸离子,氰酸离子易裂解成氰离子迁移到载体上;气态NO2与碳烟反应则倾向于形成相对稳定的异氰酸离子.吸附态NO2较弱的低温活性可归因于K+静电场的束缚.