超高分子量聚乙烯的稀溶液结晶与形态

由ρ为10^-3～10^-5g/mL的稀溶液等温结晶,生长了超高分子量聚乙烯(UHPE)片晶．长达数十万A的UHPE分子链在稀溶液中彼此分离,在Regime Ⅲ结晶温区等温结晶过程中,1根分子链能多次成核,生长出多个小片晶,即形成单链多晶．由熔点估算得到片晶的厚度约22nm．形态研究证实了单链多晶的形成．并证实：随着结晶过冷度的增大,UHPE片晶的b轴与a轴方向的尺寸比由3～5降低为1,即由大尺寸的长六边形片晶转变为准六边形的小晶片．     

聚乙烯凝胶丝在超拉伸过程中结构的变化

用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制成的凝胶初生纤维在合适的条件下,进行高达192倍的拉伸。得到强度和模量分别为4.4 GPa和210 GPa的聚乙烯纤维。借助于广角X-射线衍射法(WAXD)、差示扫描量热法(DSC)等手段,对纤维在拉伸过程中的结晶度、取向度、晶胞参数、拉伸应力、残留溶剂含量及纤维强度、模量作了测试。据此,作者认为:UHMWPE纤维在热拉伸过程中,结构的发展和形成可以粗略地分为三个阶段:第一阶段,凝胶纤维中的溶剂被挤出,大分子发生取向;第二阶段,折叠链片晶开始被拉直,经过这个阶段,晶体密度上升约10％,熔点上升4～6℃;经第三个阶段后,晶体密度进一步上升10％,熔点再次上升3℃。     

再生柞蚕丝素蛋白膜的制备及其结构研究

用硫氰酸锂溶液溶解柞蚕丝素纤维，制备再生柞蚕丝素膜。用物理化学方法研究再生柞蚕丝素蛋白膜的结构特征以及暴露在空气中所发生的结构变化。指出再生柞蚕丝素膜内丝素蛋白的分子构象为α-螺旋和无规线团结构共存。空气环境存放30d后，分子构象只会发生无规线团向α-螺旋结构的少量转化，而不会向β-折叠结构转化。     

5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉Langmuir-Blodgett膜的性质研究

研究了具有双亲性的5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉(TSPP)在气-液界面上的成膜性能,制备了不同层数的TSPP LB膜.利用UV-vis分光光度计,小角x射线衍射,原子力显微镜等方法,研究了膜的表面形貌及卟啉分子在膜中的排列取向及相互作用.实验结果表明:双亲性的5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉(TSPP)在气液界面上具有良好的成膜性能,制备的单层和多层LB膜性能稳定并具有良好的纵向均匀性和结构周期性.在旋转涂得的薄膜上,TSPP分子以聚集体的形式分散分布,未聚集的TSPP分子形成的薄膜,表面分布着大量针孔状的缺陷;LB膜表面平整均匀,TSPP分子的环平面紧密地排列在一起以羧基为支撑点垂直“站立”在基片平面上,分子侧链与基片平面成52.3°角排列.     

利用Langmuir技术构筑的光抗蚀剂聚合物纳米薄膜的表面微观结构及在光刻蚀方面的应用(Ⅰ): 气液界面上聚合物单分子膜表面行为的研究

合成了含有缩酮保护基团的共聚物聚N-十二烷基丙烯酰胺/1.4-二噁螺环[4,4]壬烷-2-亚甲基甲基丙烯酸酯pDDMA/DNMMA,并用Langmuir技术构建了单层和多层纳米超薄膜,用表面压(π)和静态弹性模量(Es)随平均重复单元面积(A)的变化研究了聚合物在气/液界面上的表面行为.研究结果表明,共聚物pDDMA/DNMMA能在水面上紧密排列,形成稳定的分子取向规整的Langmuir分子膜,其单层膜的厚度为1.6nm;分子的主链平躺在水面上,分子的侧链基团以与水面呈62.夹角向上伸展.与π-A曲线相比,Es-A曲线能更清楚直观地反映单分子层在挤压过程中微观结构的变化.Es-π曲线的研究为优化拉膜工艺条件提供了可靠依据.排列紧密的单分子膜在一定的表面压下,可单层、多层均匀的转移到固体基板上,形成规整有序层状结构的LB膜.     

LLDPE/MWCNTs复合薄膜的结晶行为和力学性能

为提高线性低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,扩大其应用领域,将多壁碳纳米管(MWCNTs)与LLDPE共混,通过熔体挤出-拉伸法制备了LLDPE/MWCNTs复合薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱分析和拉伸测试对LLDPE/MWCNTs复合薄膜的结晶行为及力学性能进行表征.结果表明:MWCNTs在基体中分散均匀,形成取向的纳米杂化串晶结构;MWCNTs和LLDPE基体间界面结合力较强;MWCNTs的异相成核作用促进了聚合物分子链的结晶,使结晶度增加;MWCNTs的加入显著改善了复合薄膜的拉伸强度和模量,当MWCNTs的含量为1%时,拉伸强度和模量分别提高了101.8%和117.6%,同时,韧性也提高到原来的2.5倍.     

末端交联准理想无规3,3-二叠氮甲基氧丁环-四氢呋喃共聚醚弹性体应力应变特性

聚合物应力应变特性与其应变过程聚集态演化密切相关,而有关应变诱发聚合物结晶研究多集中在均聚物与聚酯方面.以3,3-二叠氮甲基氧丁环（BAMO）和四氢呋喃（THF）等摩尔比准理想无规共聚醚端羟基3,3-二叠氮甲基氧丁环-四氢呋喃预聚物（PBT）为研究对象,利用氨基甲酸酯反应制备了末端三维交联PBT弹性体.变温力学性能测试表明PBT弹性体拉伸强度和延伸率由60℃时0.72 MPa,72%升至-40℃时16.2 MPa,740%,拉伸强度和延伸率随温度下降而单调上升;低于-20℃时弹性体拉伸强度和延伸率随温度下降迅速增加.理论分析表明,-40℃时弹性体网链沿应变方向取向,网链中BAMO微嵌段在应变320%处诱发结晶,增强分子链间相互作用,提高了PBT弹性体力学性能.定应变循环拉伸测试表明,PBT弹性体拉伸强度随循环次数增加而逐渐下降,低温、高应变下的拉伸强度高度依赖于弹性体拉伸前的有效网链密度.      

用液晶(Liquid crystals)膜实现微波可见性的图形显示

<正> 胆甾相液晶(cholesteric liquid crystals)中的分子分层排列。在每层中的分子排列取向一致。但在层与层之间排列方法向扭转了一定角度,因此多层分子链的排列方向逐层扭转,而呈螺旋结构。当分子的排列方向旋转360°,又回到原来取向时为一个周期。在一个周期中,分子链排列完全相同的两层中间的距离称为螺距。当液晶受热而温度升高时,     

单向拉伸对P(VDF-HFP)膜结晶相、介电和储能特性的影响

铁电聚合物的结晶区相变对其介电和储能性能有显著的影响。本文利用溶液流延法制得厚度为20μm的P(VDF-HFP)厚膜,并通过单向拉伸工艺改变样品结晶性能。然后采用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DSC)研究了拉伸处理对P(VDF-HFP)结晶相结构的影响,利用阻抗分析仪和铁电测试仪分别比较了拉伸前后介电、聚合物能量存储和释放性能的变化。结果表明,不同HFP摩尔含量的P(VDF-HFP)厚膜拉伸后,不仅非晶区分子链趋于有序,聚合物膜缺陷减少,而且晶区发生了从非极性的α相到高极性的β相的转变,使介电响应降低,耐电强度增强。拉伸后的P(VDF-HFP)95.5/4.5mol%厚膜耐击穿电压高达900 MV·m~(-1),该电场下放电能量密度高达27.7J·cm~(-3)。经放电脉冲测试,P(VDF-HFP)95.5/4.5mol%拉伸膜在500MV·m~(-1)电场下循环持续放电次数超过1 000次,放电能量密度接近10J·cm~(-3)。P(VDF-HFP)优异的能量存储和放电特性使其在高储能密度电容器领域有广阔的应用前景。     

N-马来酰化壳聚糖的结晶形态

采用间歇法合成了N 马来酰化壳聚糖,用FTIR和1H NMR测定其化学结构,并进一步用偏光显微镜、扫描电子显微镜研究其结晶形态.研究发现,在N 马来酰化壳聚糖的N,N 二甲基甲酰胺溶液浇铸膜中,先出现常见的树枝晶,然后观察到在树枝晶的末端生长出针状晶体和片状晶体两类不同的结晶形态,针状晶体最长为200μm,片状晶体的宽度平均约为20μm.对于针状晶体,分子链方向为轴向,而对于片状晶体分子链垂直于晶片的长轴方向.     

Structure characterization of melt drawn polyethylene ultrathin films

Highly oriented ultrathin polyethylene (PE) films were prepared by a melt-draw technique. Transmission electron microscopy study on the obtained ultrathin films indicates that the melt drawn PE thin films consist of highly oriented edge-on lamellae aligned perpendicular to the drawing direction. Electron diffraction confirms that the PE chains in crystal-line phase are highly oriented in film plane along the drawing direction, while only a random orientation of the crystallographic a-and b-axes can be described through electron diffraction. The IR results on the melt-drawn ultrathin PE films demonstrate that the PE molecular chains in both crystalline and amorphous phases of the melt drawn thin films are well oriented along the drawing direction. Moreover, the IR results indicate that in the crystalline phase, the crystallographic b-axis tend to lie in the thin film plane, while in the amorphous phase, the skeleton plane of some local chains prefers to parallel the film plane. The alignment of b-axis of PE crystals in ultrathin films originates from the fact that the b-axis is the fastest growth direction of the PE crystals.     

用X射线衍射法测定聚酰亚胺薄膜取向结构

聚酰亚胺薄膜的取向结构对机械性能影响很大。薄膜取向结构可以用普通的x射线衍射方法,从x 射线入射方向垂直和平行于薄膜平面两个方向进行测定,在这个测定中,我们制作了一个槽盖压紧样品架,用于进行入射x 射线平行于薄膜平面方向的测定。测试结果可表明被测薄膜的取向类型和取向程度,在理论研究和制造工艺上都有重要的意义。     

液体表面非均匀薄膜失稳的力学研究

以液体为基底的膜基系统广泛存在于自然界中,并且在功能表面制备等工程领域中广泛应用。从力学角度对液体表面非均匀薄膜的失稳过程进行研究,建立了几何和材料非均匀性与薄膜失稳模式的关系。采用数值模拟手段,研究了缺陷部分的长度、位置和弹性模量参数对薄膜表面失稳形貌演化过程的影响。通过实验实现带有预制缺陷的聚酯(PET,polyethylene terephthalate)薄膜在水表面的失稳,得到了与数值模拟结果相一致的失稳形貌,进一步利用预先涂覆未固化模具胶的方法,将失稳形貌复制形成模具。研究工作可以为液体表面薄膜失稳形貌的优化设计提供指导,并为特定特殊形貌薄膜的制备提供途径。     

磁控溅射在PI/石墨烯基体上制备氧化锌薄膜

聚酰亚胺(PI)/石墨烯复合薄膜兼备了可挠曲性及透明、导电性,可作为柔性透明导电电极用于柔性电子器件中。但附着于PI上的石墨烯易划伤,使其导电性变差。本文采用脉冲直流磁控溅射法,以PI/石墨烯为基体,镀制保护石墨烯的氧化锌薄膜。分别采用原子力显微镜、X射线衍射仪、台阶仪、霍尔效应仪及紫外-可见分光光度计检测PI/石墨烯/ZnO复合薄膜的表面形貌、晶体结构、薄膜厚度及导电、透光性能。结果表明,PI/石墨烯/ZnO复合薄膜结构致密,氧化锌以(002)为择优取向,最低方阻为1.9×104Ω/sq,略低于石墨烯的方阻,可见光区平均透光率达80%。     

磁控溅射制备Ag/TiO2复合薄膜的光催化降解性能

为了提高TiO2薄膜的光催化效率,利用中频交流磁控溅射技术,采用Ti和Ag金属靶制备了Ag/TiO2复合薄膜.利用X射线光电子能谱、 X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能.结果发现: Ag在厚度较薄时以聚集颗粒形式存在; 在Ag膜厚度为15 nm时, Ag/TiO2复合薄膜与TiO2薄膜相比其光催化效率可提高2倍; Ag/TiO2复合薄膜对亚甲基蓝的光催化降解效率与复合薄膜的透射率均随Ag膜厚度增加逐渐下降,其原因是Ag膜厚度不断增加,最终完全覆盖TiO2薄膜表面,阻挡了TiO2薄膜与污染物的有效接触, Ag作为光生电子捕获剂的有利影响消失.     

淀粉链支比对淀粉/琼脂复合膜微结构及性能的影响

 采用流延法制得不同配比的淀粉/琼脂复合膜，研究了不同链支比的淀粉对淀粉/琼脂复合膜微结构及性能的影响。对制得的复合膜进行扫描电镜（SEM）观察、傅里叶红外光谱（FTIR）测试、X-射线衍射（XRD）测试、机械性能测试以及亲疏水性能测试，对不同配比淀粉/琼脂复合膜的微结构及性能进行了对比。研究结果表明，琼脂含量一定时，Waxy/琼脂复合膜的断裂伸长率小于另外两种；随着琼脂含量的增加，各复合膜的拉伸强度增加，且G50/琼脂复合膜的水接触角显著增加，而琼脂较弱的亲水性降低了复合膜表面的亲水性。     

非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射-透射研究

通过对非寻常光在光轴平行于入射面的单轴晶体中传播情况的分析,研究了光轴平行于入射面时,非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射与透射特性.根据入射光、反射光和折射光之间的相位匹配条件,利用单轴晶体的折射率面和非寻常光光线与光波法线的关系,得到单轴晶体光轴平行于入射面时其表面的边界条件.然后根据晶体内部前后表面处电场量的相位关系,联系两表面处的边界条件,计算了单轴晶体薄膜的反射率与透射率.应用得出的计算方法,计算了石英(正晶体)薄膜和铌酸锂(负晶体)薄膜的透射率和折射率随光轴角度的变化关系.结果表明,计算方法正确,不仅适合正晶体对负晶体也适用,求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用.     

任意入射角情况额外程差的研究

对任意入射角情况薄膜反射光的额外程差进行研究.利用菲涅耳公式,分析斜入射光束薄膜上下表面二反射光s、p电矢量分量的方向和振幅比,推导薄膜二反射光的s、p分量大小的比例关系式,引入振幅比值函数M,分析M随入射角i1的变化规律.结果表明:仅当入射角θ1接近0°时,薄膜上下表面相邻二反射光额外程差为λ/2或0;对于一般斜入射光束由于薄膜上下表面二反射光的s、p分量的比例不相等,二反射光的振动方向不平行,不存在一般涵义的额外程差.     

离子镀氮化钛膜层综合剖析

本文应 X 用射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、X 射线衍射(XRD)等技术,对用空心阴极离子镀法(HCD)生长的氮化钛膜层作了综合测试,对膜层的组分和结构作了分析,着重论述了外表面氧化膜及界面过渡层的产生和作用。由 XRD 分析得知,氮化钛晶粒中与衬底有良好共格关系的那些晶面平行于膜面生长。     

溶胶-凝胶法制备二氧化硅光学膜

探讨了在线温度和提拉速度对溶胶－凝胶法制备的ＳｉＯ２光学膜光学性质的影响，考察了热处理温度对ＳｉＯ２光学膜表面散射率的影响。结果表明：用溶胶－凝胶法制成的ＳｉＯ２光学膜随着在线温度的升高，膜的厚度呈线性减少，减少的速度为０．０９ｎｍ／℃；室温下ＳｉＯ２光学膜膜厚提拉速度呈指数增长，指数等于０．５４；ＳｉＯ２光学膜表面散射率随热处理温度的升高而增大，且在４００℃左右有一个增大的突变点。