二氧化硅/ 聚酰亚胺纳米杂化薄膜室温及低温力学性能

利用溶胶-凝胶技术制备了不同SiO₂ 含量的二氧化硅/ 聚酰亚胺(SiO₂ / PI) 纳米杂化薄膜。采用红外光谱( IR) 和扫描电镜(SEM) 手段对该体系的分子结构和断裂形貌进行了表征, 研究了聚酰亚胺薄膜室温和低温(77K) 力学性能。结果表明: 室温和低温(77 K) 下, SiO₂ / PI 杂化薄膜的拉伸强度开始时均随SiO₂ 含量的增加而增加, 在含量为3 %时达到最大值, 低温下杂化薄膜的拉伸强度明显高于室温。室温下, 杂化薄膜的断裂伸长率在含量为3 %时达到最大值, 而低温(77 K) 下, 薄膜的断裂伸长率的变化没有呈现明显的规律性。      

聚酰亚胺/TiO2纳米杂化膜的制备及表征

将间苯二胺，2,2’-双三氟甲基-4,4’-联苯二胺和2,3,3’,4’-联苯四甲酸二酐反应得到可溶性聚酰亚胺(KPI)，再把KPI与TiO₂溶胶共混，经流延制膜并热亚胺化后得到PI/TiO₂纳米杂化膜。通过红外光谱、扫描电镜、透射电镜和能谱仪对PI/TiO₂纳米杂化膜的成分、结构和形态进行表征。结果表明，TiO₂已成功引入PI基体中，并以纳米尺寸均匀分布。热重分析和拉伸实验表明，TiO₂的引入提高了PI/TiO₂纳米杂化膜热的稳定性和力学性能。紫外-可见光谱表明，TiO₂的掺入并不影响PI/TiO₂纳米杂化膜的光学透过率。分别研究了PI/TiO₂纳米杂化膜对亚甲基蓝和刃天青的光催化活性。24 h内，PI/TiO₂(5%)纳米杂化膜对亚甲基蓝的降解率高达96.40%，说明PI/TiO₂纳米杂化膜具有极强的光催化活性，能起到光催化效果的主要原因是杂化...     

纳米Al_2O_3/聚酰亚胺复合薄膜的介电与力学性能

采用原位聚合与热亚胺化的方法,成功制备了一系列不同纳米Al_2O_3粒子质量分数的纳米Al_2O_3/聚酰亚胺(PI)复合薄膜。通过SEM、TEM、XRD、FTIR、LCR数字电桥、高压电源及电子万能材料试验机对纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的微观结构、介电性能及力学性能进行了表征和测试。结果表明:纳米Al_2O_3粒子在均匀地分散在PI基体中;当纳米Al_2O_3粒子质量分数为8%时,纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的击穿强度和拉伸强度均达到了最大值;纳米Al_2O_3/PI复合薄膜的介电常数随纳米Al_2O_3质量分数的增加而增加。     

纳米Mg(OH)2-ZnO/聚酰亚胺复合薄膜的介电和热性能

采用反向沉淀法制备了Mg（OH）₂-ZnO纳米粒子,通过原位聚合和热亚胺化的方法成功制备了不同纳米Mg（OH）₂-ZnO粒子质量分数的纳米Mg（OH）₂-ZnO/聚酰亚胺（PI）复合薄膜,通过SEM、热重分析、介电谱测试仪和击穿场强测试仪对薄膜的表面形貌、热稳定性、介电性能和击穿强度进行表征和测试。结果表明：Mg（OH）₂-ZnO纳米粒子均匀地分散在PI基体中,Mg（OH）₂-ZnO/PI热稳定性下降,介电常数、介电损耗和电导率增加,击穿场强随纳米粒子增加先增加后减小,在纳米粒子含量为2%时,达到最大值296 kV/mm。     

聚酰亚胺/二氧化钛纳米复合薄膜制备与耐电晕性

采用原位聚合法制备不同TiO₂组分聚酰亚胺(PI)/纳米TiO₂复合薄膜, 薄膜厚度50μm。 测试结果表明, TiO₂呈球状颗粒, 直径约为100 nm, 聚酰亚胺呈片状, 尺寸约为2μm×1μm。随着TiO₂含量的增加, 复合薄膜介电常数和介电损耗增大, 击穿场强先增加后降低; 在40 kV/mm电场强度下, 复合薄膜耐电晕老化寿命增加, 纯PI薄膜寿命为3 h, 20wt%TiO₂含量薄膜寿命达到25 h; TiO₂颗粒耐电晕能力强, 与聚合物形成界面相, 改变材料陷阱能级, 有利于空间电荷的扩散和热量的传输, 在薄膜表面形成放电阻挡层, 降低局部放电对薄膜内部的侵蚀, 显著提高薄膜耐电晕老化寿命。     

TiO2/淀粉/PCL共混材料的制备及表征

目的以玉米双磷脂淀粉和聚己内酯（PCL）为原料,甘油为增塑剂,改性纳米TiO₂为抗菌剂,制备一种具有抗菌性能的可降解材料,并对不同淀粉/PCL质量比和不同纳米TiO₂添加量下制得的共混材料进行表征,以探究最佳共混比例。方法将不同质量比的淀粉/PCL混合,添加一定量的甘油作为增塑剂,并添加不同含量的纳米TiO₂作为抗菌剂,熔融共混并热压成型,利用力学、红外、紫外、SEM、DSC、水接触角等方法对所制备的共混材料进行性能表征。结果随着PCL含量的增加,共混材料的断裂伸长率先下降后上升,拉伸强度逐渐上升,PCL质量分数为100%时共混材料的拉伸强度较未添加提高了104%,对紫外光的屏蔽作用增强,接触角从78.2°下降到53.3°;DSC显示当淀粉的比例相对较大时,整个体系的结晶度较低,但PCL的结晶速率加快。TiO₂的加入未使体系发生化学变化,对共混材料的拉伸强度无明显影响,断裂伸长率先增加后减小,在TiO₂质量分数为0.9%时,达到最大为51.69%。TiO₂...     

Ag/TiO2纳米粒子的制备及其光催化降解苯酚的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子,采用涂覆法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品。使用XRD、SEM和拉曼光谱等手段,对TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子进行了晶格结构和表面形貌研究;通过UV-Vis,研究了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品在光催化反应器中对苯酚的光催化降解性能。结果表明,制备的TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子均为纯净的金红石相,二者表面形貌并没有明显区别,Ag单质粒子成功负载在TiO₂纳米材料上;Ag单质粒子的负载,明显增强了TiO₂纳米粒子对可见光的吸收,且Ag/TiO₂纳米粒子薄膜对苯酚的光催化降解性能明显优于TiO₂纳米粒子薄膜;在光催化降解1 h后,TiO₂纳米粒子薄膜仅催化降解了溶液中30%(质量分数)的苯酚,且光催化降解出现了饱和趋势,而Ag/TiO₂纳米粒子薄膜可催化降解溶液中50%(质量分数)的苯酚,且在光催化降解3 h后,仍未出现饱和趋势。     

不同型号PVA对纳米TiO2/PVA复合材料性能的影响

用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH550)对纳米TiO₂进行改性, 将不同比例的聚乙烯醇(17-88与17-99)相混合制成胶液, 再采用直接共混法制备了纳米TiO₂/聚乙烯醇(PVA)复合材料, 并流延成膜。通过自制透水仪、 扫描电镜、 热失重分析、 拉伸强度、 耐水性能以及透明性对纳米TiO₂/PVA复合膜进行表征, 探讨不同含量的PVA 17-88对复合膜的性能影响。结果表明, PVA 17-88的质量分数为30%, 纳米TiO₂ /PVA膜厚度控制在25~30 μm, 透水量较大, 拉伸强度达到28.72 MPa, 耐水性能最佳。      

纳米二氧化钛抗菌热收缩膜的制备与性能研究

目的 比较不同质量分数二氧化钛(TiO₂)对抗菌热收缩膜的物理性能和抗菌效果。方法 以线性低密度聚乙烯、乙烯–醋酸乙烯酯共聚物、聚偏二氯乙烯为原料,采用共挤压法制备纳米TiO₂质量分数分别为0%、2%、3%、4%的抗菌热收缩膜,并对其性能进行研究。结果 纳米TiO₂颗粒在抗菌热收缩膜表面均匀分布,添加纳米TiO₂对热收缩膜的厚度和不透明度没有显著影响(P>0.05)。随着纳米TiO₂添加量的增加,纳米TiO₂抗菌热收缩膜的断裂伸长率和拉伸强度呈先升高后下降趋势。当纳米TiO₂质量分数为3%时,断裂伸长率和拉伸强度分别达到最大值238.48%和55.64MPa。添加纳米TiO₂对热收缩膜的氧气透过量和水蒸气透过量没有影响(P>0.05)。纳米TiO₂抗菌热收缩膜对假单胞菌MN10、肉杆菌VE51、乳球菌VE58和乳杆菌VMR17表现出优异的抗菌性能,随着TiO₂     

纳米TiO2/碳化植物纤维复合材料的制备与光催化性能

以碳化植物纤维(CPF)为载体,将纳米TiO₂附着于纤维表面,通过浸渍煅烧法和溶剂热法合成纳米TiO₂/CPF复合光催化剂,并对其光催化性能进行了研究。通过SEM、HRTEM、XRD、EDS分析了纳米TiO₂/CPF复合光催化剂的微观结构和化学组成;以光催化降解亚甲基蓝为模型反应,考察复合材料中不同纤维种类和TiO₂负载量对光催化活性的影响。结果表明,在一定范围内随TiO₂负载量的增加,纳米TiO₂/CPF复合材料光催化性能先增强后减弱。纳米TiO₂/CPF复合材料的光催化性能明显提高是由于在TiO₂和碳纤维界面的良好电荷分离能力。降解染料的活性物种有超氧负离子和羟基自由基,但羟基自由基是主要物种。此外,浸渍煅烧法和溶剂热法生成的纳米TiO₂在纤维表面的存在形式不同,浸渍煅烧法生成纳米TiO₂薄膜,包裹纤维;而溶剂热法生成的TiO₂结晶成纳米颗粒,附着于纤维表面。      

表面改性纳米TiO2粒子杂化PI薄膜的制备与性能研究

采用硅烷偶联剂(γ-巯丙基三乙氧基硅烷)对纳米TiO2粒子进行表面处理,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜,研究了杂化膜的热性能、力学性能,并通过扫描电镜(SEM)和广角X衍射(WAXD)研究了杂化膜的微观形貌结构,同时也对杂化膜的接触角和介电常数(ε)进行了研究分析.结果表明,杂化膜较纯膜的热分解温度(T5％)降低,但平均热分解温度仍然高于520℃,且膜的尺寸稳定性得到了提高,即热膨胀系数( CTE)降低;表面形貌分析表明,1％～5％的表面改性纳米TiO2能较好地分散在PI膜里,杂化膜的介电常数(3.50左右)均高于纯膜的的介电常数(2.91),杂化膜的接触角随着TiO2含量的增加呈现先减少后增加的趋势.     

原位复合法制备TiO2 / ( PEO)8LiClO4 聚合物电解质

以聚氧化乙烯/ 高氯酸锂络合物( ( PEO)₈LiClO₄ ) 为基体, 通过钛酸四丁酯的水解缩合反应在基体中原位生成TiO₂粒子, 制备了TiO₂ / ( PEO)₈LiClO₄复合聚合物电解质膜。采用SEM、DSC 和交流阻抗方法分别研究了电解质膜的表面形貌、热性能和离子导电性能。结果表明, 原位生成的TiO₂ 粒子均匀分散于PEO 基体中。复合TiO₂后电解质膜的玻璃化转变温度和结晶度降低。电解质膜的离子导电行为满足Arrhenius 方程, 并在5 %TiO₂含量时体系的电导率出现最大值5. 5 ×10 -5 S/ cm (20 ℃) 。以此膜为电解质组装的全固态聚合物锂电池放电时电压平稳, 20 次循环后放电容量保持在107 mAh/ g。      

高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺杂化薄膜的制备

通过在聚酰胺酸中加入正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂(KH550),制备了不同SiO2含量的PI/SiO2杂化薄膜.采用FTIR、TMA、SEM以及TGA分析了PI/SiO2杂化薄膜的性能和结构.结果表明,TEOS经水解缩合与聚酰亚胺(PI)形成了有机-无机杂化网络结构,SiO2均匀分散在聚酰亚胺基体中;SiO2和偶联剂的引入提高了杂化薄膜的热稳定性;随着SiO2含量的增加,PI/SiO2杂化薄膜的拉伸强度降低,但当SiO2含量达到20%时,弹性模量增大到3.4GPa.     

Fe2O3/TiO2和ZnO/TiO2纳米颗粒薄膜的亲水性能和光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃上制备了锐钛矿型TiO_2和过渡金属铁、锌离子掺杂的TiO_2薄膜,并通过XRD、XPS、AFM表征了合成的薄膜。结果表明铁和锌离子掺入后,TiO_2薄膜变的更加致密。铁离子和锌离子分别以Fe_2O_3和ZnO的形式存在,在紫外光照射下,TiO_2薄膜表现明显的亲水性,金属离子掺杂的TiO_2薄膜,亲水性能明显增强,铁离子掺入对光催化降解甲基橙有一定的抑制作用;少量的锌离子掺入对光催化降解甲基橙有促进作用,锌离子掺入量增大后,效果并不明显。     

Preparation and properties of montmorillonite/organo-soluble polyimide hybrid materials prepared by a one-step approach

Montmorillonite (MMT)/organo-soluble polyimide (PI) hybrids were prepared using a one-step approach. The organo-modified MMT was dispersed in a solution of diphenylether-3, 34,4-tetracarboxylic dianhydride and 4,4-diamino-3,3-dimethyldiphenylmethane. The solution polycondensation followed by a direct solution imidization at 180 °C resulted in MMT/PI hybrid solutions. From wide angle X-ray diffraction (WAXD) and transmission electron microscopy (TEM) results, the MMT is basically exfoliated in the hybrid films cast from the solutions when the MMT content is below 5 wt%. Further increase in the MMT content leads to severe aggregation. The properties of a MMT/PI hybrid are significantly dependent upon the MMT content. When the MMT content is below 6 wt%, the introduction of the MMT leads to strengthening and toughening to the PI matrix at the same time. The introduction of the MMT also results in improved thermal stability, marked decrease in coefficient of thermal expansion, slight increase in glass transition temperature and increase in modulus.     

PEG200增塑改性ACNs/MMT/PHBH纳米复合包装膜

目的 制备聚乙二醇(PEG200)-乙酰化纤维素纳米晶体/蒙脱土/聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯(PHBH)纳米复合包装膜,探究PEG200对三元纳米复合材料(ACNs/MMT/PHBH)性能的影响,以获得柔韧性、分散性等性能优良的纳米复合包装膜,增加复合包装膜在包装上的可应用性.方法 通过溶液共混法制备不同比例的PEG200-ACNs/MMT/PHBH纳米复合包装膜,应用扫描电镜、傅里叶红外光谱、偏光显微镜、热重分析、差式扫描量热仪、拉伸测试仪和透氧透湿测试仪,对复合膜的断面形貌、热稳定性、晶体形貌、力学性能和阻隔性能进行分析表征.结果 扫描电镜显示,加入适量的PEG200后,纳米颗粒上具有包覆作用,使得填料与PHBH基质间的相容性得到进一步改善.力学测试结果表明,PEG200的加入使复合包装膜的韧性有一定程度的提高,当PEG200的质量分数为6％时,与未添加PEG200的包装膜相比,其断裂伸长率增加了29.9％.阻隔性能测试结果显示,当PEG200的质量分数为4％时,复合膜的阻隔性能最佳,水蒸气透过率和氧气透过率分别为26.48 g/(m2·d)和28.46 cm3/(m2·d).结论 实验结果表明,加入少量的PEG200能够改善纳米粒子与PHBH之间的相容性,提高ACNs/MMT/PHBH纳米复合材料的韧性和阻氧阻湿性能.     

Synthesis and characterization of polyimide-based hybrid thin films from a novel colloidal core-shell nanocomposite particles

In this study, poly(4,4-(hexafluoroisopropylidenediphthalic anhydride)-co-oxydianiline) (6FDA-ODA) and a novel core-shell nanoparticle consisting of a core (SnO2/TiO2) and a shell (ZrO2/Sb2O3) with the composition (SnO2:TiO2:ZrO2:Sb2O3 = 18:5:3:4) were used to prepare polyimide/nanoparticles hybrid thin films. The resultant hybrid thin films were investigated by FTIR, TGA, DSC, TEM, SEM, AFM, alpha-step, UV-Vis, and n&k analyses. The results show that the prepared hybrid thin films had a good thermal stability. The size of nanoparticles was effectively controlled in the range of 8-10 nm in the hybrid thin films. These nanoparticles were evenly distributed across the hybrid thin films and no phase separation occurred. In terms of the optical properties, the prepared hybrid thin films had good transparency in the range of visible light. The cutoff wavelength had a blue shift as the content of the nanoparticles increased. The refractive index of prepared hybrid thin films increased with corresponding increases in nanoparticle content. Moreover, the prepared polyimide/core-shell nanoparticle hybrid thin films displayed excellent film formability and planarity.     

聚乙烯醇/蒙脱土/山梨酸钾活性包装膜制备及释放

目的 通过制备聚乙烯醇（PVA）/蒙脱土（MMT）/山梨酸钾活性包装膜,考察其包装性能及山梨酸钾在膜材内的释放效果。方法 通过流延法制备含有不同浓度MMT的聚乙烯醇/山梨酸钾活性包装膜,分析活性包装膜的色度、透明度、拉伸性能和含水量,同时研究山酸钾在活性膜内向脂肪性食品模拟物中的释放行为。结果 通过添加MMT改善膜材的包装性能,MMT的添加在显著提高PVA膜拉伸强度的同时还降低了PVA膜的断裂伸长率,加深了膜材的色度,降低了膜的透明度;PVA膜的含水率随着MMT浓度的提高而降低。MMT的添加可明显改变山梨酸钾向脂肪类模拟物的释放行为,当MMT的质量分数为2%时明显地降低了山梨酸钾的释放量。结论 通过调整膜内MMT的浓度可以改变活性膜的色度、拉伸强度、含水量及膜内山梨酸钾的释放行为;使用Fickian第二定律模拟山梨酸钾释放是可靠的,可为山梨酸钾抗菌包装材料的进一步开发利用提供参考。     

纳米SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜的制备及表征

用溶胶-凝胶法制得二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)溶胶,将其掺入到聚酰胺酸基体中,得到SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜,并对其结构性能进行了研究.结果表明,薄膜材料中SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合;材料热分解温度有所提高.