PEDOT:PSS/聚(丙烯酰胺-甲基丙烯酸)导电水凝胶的制备与性能

通过原位自由基溶液聚合法制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)/聚(丙烯酰胺-甲基丙烯酸)(P(AAM-MAA))导电水凝胶.采用FTIR、Raman、TGA和SEM分别表征了PEDOT:PSS/P(AAM-MAA)的组成与形貌,测定了PEDOT:PSS/P(AAM-MAA)的透光率、电...     

高强度聚苯胺-聚丙烯酸/聚丙烯酰胺导电水凝胶的制备与性能

将导电聚合物引入到水凝胶网络中的导电高分子基导电水凝胶,因结合了水凝胶的三维网络结构、良好的生物相容性、优异的力学性能等和导电高分子良好电学性能等优点而被广泛研究,特别是以聚苯胺(PANI)为导电高分子的导电水凝胶.但PANI不溶于水,因此很难制备PANI基导电水凝胶.本文以制备高强度PANI基导电水凝胶为目的,尝试将...     

聚丙烯酰胺类水凝胶及其在生物化工等领域中的应用

叙述了聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺类水凝胶的合成反应、结构与性能的研究状况,并介绍这些水凝胶材料在生物物质分离、浓缩和生物催化剂固定化等方面的应用研究进展。     

聚丙烯酸盐／聚苯胺导电水凝胶的合成研究

采用两步水溶液聚合法使被吸收到聚丙烯酸盐高吸水性聚合物网络内部的苯胺单体原位聚合制备电导率为2．33mS·cm^-1的聚丙烯酸盐／聚苯胺导电水凝胶。建立了一维聚苯胺链与三维聚丙烯酸盐网络互穿的结构模型，对载流子（质子）沿聚苯胺链传导的机制进行了探讨。该新型导电水凝胶具有明显的pH敏感性，在pH为4～6和pH〉12处出现两个尖峰。     

氧化海藻酸钠/聚丙烯酰胺水凝胶的制备与表征

通过水-乙醇和水-正丙醇两种不同的溶剂体系制备高分子量和不同氧化度的氧化海藻酸钠(OSA),然后引入聚丙烯酰胺(PAM)交联网络结构,通过二步法获得OSA/PAM复合水凝胶。探讨了不同反应体系下,HCl体积分数对OSA分子量的影响以及氧化剂(高碘酸钠NaIO_4)添加量、反应时间对OSA氧化度的影响规律。结果表明:在水-正丙醇体系下,HCl体积分数为24vol%时,氧化海藻酸钠的分子量达到170 000;调节NaIO_4的添加量和反应时间可以控制OSA的氧化度在10%~85%范围内变化。在此基础上对OSA/PAM复合水凝胶的溶胀率和力学性能进行了探讨,发现氧化度10%的复合水凝胶48h后的溶胀率达1 777%,断裂强度为0.11MPa,随着OSA氧化度的增大,OSA/PAM复合水凝胶的溶胀率增大,而拉伸强度逐渐减小。     

聚丙烯酰胺水凝胶的H NMR研究

用Ｈ ＮＭＲ方法，测定了不同溶胀度条件下聚丙烯酰胺水凝胶中质子的化学位移、自旋－晶格弛豫时间（ｔ１）以及在相同溶胀度条件下水质子的化学位移随温度的变化。结果表明，水凝胶体系中水质子的化学位移和自旋－晶格弛豫时间与体系中“键合水”的生成和含量有关。     

聚甲基丙烯酸甲酯/膨胀石墨纳米导电复合材料的制备与表征

通过原位插层聚合制备了聚甲基丙烯酸甲酯/膨胀石墨纳米导电复合材料,其室温导电渗滤阈值约为3%(质量分数),当膨胀石墨的质量分数为8%时,室温电导率可高达60 S/cm。通过TEM、SEM观察了复合材料的形貌,用DSC测定其热力学性能并探讨了不同外加电压对PMM A/膨胀石墨纳米导电复合材料体积电导率的影响,同时研究了复合材料的拉伸强度。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/粘土纳米水凝胶的合成及性能

在制成钠基粘土的基础上，对粘土进行了改性，并把改性后的粘土分散在N-异丙基丙烯酰胺的水溶液中在室温下聚合，结果表明这种水凝胶具有较好的温度响应性和快速的相转变特性，而加入15％粘土的水凝胶的溶胀比和温度响应性能均大大提高。用X射线衍射分析表明此水凝胶是纳米复合物。     

聚N,N-二乙基丙烯酰胺/膨胀石墨复合水凝胶制备与溶胀特性

用溶液聚合制备了一系列不同膨胀石墨含量的聚N,N-二乙基丙烯酰胺/膨胀石墨复合水凝胶,研究了膨胀石墨的量对复合水凝胶溶胀以及水释放性能的影响。利用XRD及SEM对复合水凝胶的微观结构及相结构进行表征。结果表明,在超声作用下膨胀石墨解离成10 nm~50 nm厚石墨片分散到复合水凝胶内,随着膨胀石墨量的增加,复合水凝胶的水释放性能增加,但溶胀性能呈现增加后减小的趋势。     

石墨和炭纤维分别改性热塑性聚酰亚胺复合材料的导热行为

采用石墨、 炭纤维填充改善热塑性聚酰亚胺(TPI)材料的导热性能, 研究了填料物性对材料力学性能和导热行为的影响。在此基础上, 用Nielsen理论模型和有限元方法模拟了复合材料的导热行为, 进一步探讨了填料形状对材料导热系数的影响。研究表明: 炭纤维、 石墨填充TPI均能提高复合材料的导热性能; 用Nielsen理论模型预测石墨、 炭纤维填充TPI材料导热系数与实验值存在一定偏差; 采用有限元法模拟二维复合材料稳态导热行为, 能有效地预测复合材料的导热系数。基于材料内部热流分布模拟分析发现, 填料自身导热性能对复合材料导热行为的影响不明显; 与圆形填料相比, 方形填料改善材料导热性能效果显著。      

聚丙烯酰胺/氧化石墨纳米复合材料的研究

氧化石墨具有良好的层状结构，其层间具有丰富的官能团，能与有机聚合物形成插层纳米复合材料进而改善材料的性能．采用层离吸收-原位聚合法制备了聚丙烯酰胺／氧化石墨纳米复合材料，并采用XRD、HREM及DSC等对其结构和性能进行了表征。结果表明，聚丙烯酰胺与氧化石墨两者之间存在着较强的相互作用，材料的玻璃化转变温度得到提高，层离吸收-原位聚合法是获得聚丙烯酰胺／氧化石墨层纳米复合材料的有效途径，聚丙烯酰胺在氧化石墨中存在着多种排列方式，不同层间距(1．6nm和2．8nm)的聚丙烯酰胺／氧化石墨纳米复合结构同时存在。     

掺石墨/碳纤维电磁屏蔽砂浆的研究

以石墨和碳纤维为电磁屏蔽功能基元材料,将其添加到砂浆中,部分取代砂浆中的砂,调节电磁屏蔽功能材料的含量,使砂浆对电磁波具有屏蔽和吸收功能。研究了电磁屏蔽功能基元材料含量对砂浆电磁屏蔽效能的影响。结果表明添加石墨和碳纤维电磁屏蔽功能基元材料的电磁屏蔽砂浆,在30～200MHz频率范围内,电磁屏蔽效能SE较大,随着频率增加,屏蔽效能SE迅速降低。在200MHz～1.8GHz频率范围内,电磁屏蔽效能SE值趋于平缓,屏蔽效能较低。在1.8GHz附近,碳纤维电磁屏蔽砂浆的SEmin最大,为10dB。     

蒙脱土/聚丙烯酰胺复合涂层导水纤维的制备及性能

用钠基蒙脱土/聚丙烯酰胺及有机蒙脱土/聚丙烯酰胺两种复合涂层材料,对天然纤维进行涂层化处理,制备了两种蒙脱土/聚丙烯酰胺复合涂层导水纤维.用快速水分测定法研究了导水纤维在不同温度和土壤湿度时的动态导水规律.利用扫描电镜观察了涂层纤维的表面形貌及涂层材料在不同水势下的微观形貌.采用X射线衍射仪及比表面积与孔径分布测定仪对普通蒙脱土与有机蒙脱土的物理结构进行表征.实验表明涂层导水纤维具有基于土壤温度及湿度的自调节机制,以便保证植物生长的合理土壤湿度.对蒙脱土进行有机化处理后,其层间距及孔径增大,有利于水分的传导.     

膨胀石墨-碳纤维/尼龙三元导热复合材料制备

以尼龙6（PA6）为基体,膨胀石墨（EG）和碳纤维（CF）作为导热填料,采用熔融共混法制备了EG/PA6、CF/PA6和CF-EG/PA6导热复合材料。重点研究当固定导热填料（CF和EG）填充量为40wt%时,CF与EG不同的填充比例对CF与EG的接触方式及CF-EG/PA6复合材料的导热性和力学性能的影响。结果表明,相比单一CF填充,EG的加入有利于CF-EG/PA6复合材料热导率的增加;CF:EG质量比是25:15时的EG-CF/PA6三元复合材料,热导率可以达到2.554 W/（m·K）,是PA6的8倍,拉伸强度提高了125.34%,弯曲强度提高了119.8%,同时具有优异的耐热性。SEM结果表明,纤维状CF与蠕虫状EG片层在适当的填充比例下可以形成"面接触"的三维网络结构,这种三维网络结构不仅显著增大EG-CF/PA6复合材料的热导率,而且明显提高了其力学性能和耐热性能。为研制填充型导热高分子材料提供了一条新思路。      

掺CCCW的碳纤维石墨水泥基复合材料的导电及压阻特性

利用四电极法研究了内掺水泥基渗透结晶防水材料(CCCW)的碳纤维石墨水泥基复合材料试样(40 mm×40 mm×40 mm)的导电特性及其在循环荷载作用下的压阻特性,分析讨论了碳纤维石墨水泥砂浆的体积电阻率及压阻特性随石墨掺量的变化规律。碳纤维和CCCW的掺量分别为水泥质量的1%和4%;石墨掺量分别为水泥质量的0%、10%、20%、30%、40%和50%。结果表明,添加CCCW的碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻率随石墨掺量的增加迅速下降,并存在渗滤现象,渗滤阈值为20%左右。在循环荷载作用下,不同石墨掺量试样的电阻和应力存在一定的对应关系。石墨掺量为水泥质量的20%～30%时,碳纤维石墨水泥砂浆试样的体积电阻率与压应力呈现良好的可重复性,电阻值在应力加载时几乎呈线性下降,而卸载时增加。     

聚丙烯腈基碳纤维的研制

利用DSC确定了工艺条件,同时利用SEM研究了聚丙烯腈基碳纤维在制备过程中形貌演变,所制备的碳纤维具有优异的力学性能和良好的均一性.     

碳纤维/棉纤维/聚吡咯柔性复合材料的制备及性能研究

柔性超级电容器作为一种储能器件,具有功率密度高、充电时间短、循环寿命长、比电容高等优点,可满足可穿戴器件的需求,而柔性电极材料是决定柔性超级电容器发展的关键因素,它决定着电容器的主要性能指标。采用混纺的方法制备了碳纤维含量为20%(质量分数)的碳纤维/棉纤维混纺纱线,然后通过电化学沉积法在碳纤维/棉纤维混纺纱线上生长聚吡咯颗粒,成功制备了20%(质量分数)碳纤维/棉纤维/聚吡咯柔性复合材料。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱分析仪和电化学工作站研究了复合材料的形貌、聚吡咯沉积情况以及复合材料的电容性能。结果表明,20%(质量分数)碳纤维/棉纤维/聚吡咯柔性复合材料中,聚吡咯颗粒直径为30~60 nm,且沉积均匀,化学活性较高;在1.02 mA/cm^2电流密度下,复合材料的最大比电容达到1.28 F/cm^2,其高比电容归因于电极的独特结构;复合材料具有良好的柔韧性、机械稳定性和充放电循环寿命,其经过6000次弯曲循环后,电容保持率仍有80%以上,可以用作柔性可穿戴超级电容器的电极材料。