氧化镁辅助球磨法制备石墨烯分散液

采用湿法球磨,以水为介质,氧化镁(MgO)作为助磨剂,石墨为初始原料制备石墨烯分散液。考察了MgO的添加量以及球磨时间对石墨烯结构和剥离浓度的影响。通过紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)和原子力显微镜(AFM)对制备的石墨烯进行表征。实验结果表明:添加MgO不仅能够促进石墨的剥离,而且制备的石墨烯缺陷少。当MgO与石墨等比例球磨6 h时,得到的石墨烯分散液质量浓度可达4.26 mg/mL,石墨烯的电导率达到4 762 S/m。

水性环氧树脂膨胀型防火涂料的制备及性能研究

研究了水性环氧树脂膨胀型防火涂料配方中各组分及其添加量(质量分数/%)对涂层防火性能的影响;对膨胀型阻燃剂(IFR):聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)进行了正交试验并对膨胀石墨(EG)进行了单因素变量实验。采用TG-DTG、DSC和FT-IR等手段分析研究了防火涂料的热稳定性及燃烧后的炭层组分,得到优化的防火涂料配方。结果表明,选用水性环氧树脂复配(m(E51)∶m(E20)=3∶2)为成膜物质,膨胀型阻燃剂和膨胀石墨的添加量分别为ω(APP)=26%、ω(MEL)=12%、ω(PER)=10%、ω(EG)=4%时涂层的极限耐火时间可达到31.7 min,膨胀倍率11.7倍,膨胀炭层完整、致密;防火涂料最大分解速率对应的温度为331.4℃,膨胀型阻燃剂在200~350℃间完成分解,800℃时残碳量为49.9%,主要由聚芳环、磷酸酯类有机化合物及焦磷酸钛等无机物构成。添加钛白、氢氧化镁及矿物纤维能有效提高涂层的防火性能和膨胀炭层的强度。

基于1,3,5-三嗪的具有力致变色性质的聚集诱导荧光化合物的合成及性能

以1,3,5-三嗪为核,四苯基乙烯为端基,合成了两种新型的星状结构分子2,4,6-三(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)-1,3,5-三嗪(TTPE-Tr)和2,4,6-三(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)-4-联苯基)-1,3,5-三嗪(TTPE-Ph-Tr),并利用核磁共振(NMR)、离子化质谱(MALDI-MS)及元素分析等对其进行了结构表征.通过混合溶剂四氢呋喃(THF)/水析出实验显示,化合物TTPE-Tr和TTPE-Ph-Tr在纯THF溶剂中无荧光,而在THF/水混合溶剂中,当水体积分数增加时呈现荧光增强现象.通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光(PL)光谱、扫描电子显微镜(SEM)证实荧光量子效率的提高是由于分子内电子旋转受限(RIR)导致的.同时发现化合物TTPE-Tr具有力致变色性质,简单的研磨使其发光颜色(蓝绿光到黄绿光)及发光强度(ΦF,24.4%到14.7%)发生了明显的改变.UV-Vis光谱、PL光谱、X射线衍射(XRD)、荧光寿命和荧光量子效率等测试结果显示,这种现象是由于力刺激改变了TTPE-Tr的分子堆积形式导致的.热分析结果显示化合物TTPE-Tr和TTPE-Ph-Tr的热分解温度分别为464和385°C,具有良好的热稳定性.

D-A结构的9,9-二芳基芴类发光材料的合成、表征及性能

设计合成了一系列以三苯胺结构为核心的具有推电子-拉电子(D-A)结构的9,9-二芳基芴类有机小分子.研究了介质极性对吸收与发射光谱行为的影响及分子结构与其发光能力的关系.该类化合物荧光发射波长范围在430-530nm.并在特定极性溶剂中观察到双重荧光现象.溶剂效应显示该类化合物随着介质极性的增加,分子内电荷转移态(ICT)的荧光发射峰波长先红移后蓝移且荧光强度降低,表现出扭曲的分子内电荷转移(TICT)行为.该类化合物的最高占有分子轨道(HOMO)能级位于-5.24--5.50eV,且可以通过改变取代基电负性的强弱来调节.所得化合物的玻璃化转变温度为192-206°C,热重分析(TGA)表明化合物的热分解温度都在400°C以上,具有良好的热稳定性.

聚丙烯交联技术发展现状

交联聚丙烯具有优异的机械性能和热性能。本文就当前聚丙烯的几种交联技术进行了总结与分类,并介绍了各自的反应机理。着重讨论了最常见的几种PP的交联工艺及其特性,包括有机过氧化物交联、硅烷接枝交联、辐射交联等。

偶联噻吩引入对三苯胺成膜性提高及电致变色性能增强(英文)

合成了一种以三苯胺(TPA)为核、偶联噻吩为端基的有机小分子4,44-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺(TBTPA),并通过电化学聚合得到其相应的聚合物PTBTPA.运用电化学工作站和紫外-可见光谱仪连用对该聚合物膜的光谱电化学性质进行了测试.与先前已报道的三[4-(2-噻吩基)苯基]胺(TTPA)相比,TBTPA呈现出更好的电化学氧化还原活性.在电化学聚合过程中,PTBTPA膜呈现出更好的成膜性能且在不同的电位下可以显示三种颜色(深橙色、橄榄绿、暗灰色).此外,光谱电化学测试结果表明,与先前报道的PTTPA相比,PTBTPA具有更好的电致变色(EC)性能,高的颜色对比度(44.7%),更高的透射对比度(ΔT,在720及1100nm处对比度分别为49%和52%)及较快的响应时间(在720nm时为0.93s,在1100nm时为0.91s),同时,PTBTPA具有更高的着色效率(720nm时为198cm2·C-1,1100nm时为285cm2·C-1).从扫描电镜(SEM)照片得出PTBTPA薄膜呈现微球颗粒堆积形貌,颗粒粒径为500nm左右,比PTTPA的粒径小.良好的性能表明PTBTPA在电致变色器件上具有很大的应用前景.

多色显示电致变色聚合物叠层复合薄膜的可控制备

在氧化铟锡透明导电玻璃(ITO)电极上电化学聚合依次得到聚4,4',4″-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺(PTBTPA)和聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜,从而可控制备出叠层复合薄膜.由红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)表征了复合薄膜.紫外-可见吸收光谱和电化学测试结果表明,相对于PTBTPA薄膜(中性态橙色到氧化态深灰色)与PEDOT薄膜(中性态深蓝色到氧化态浅蓝色)的颜色变化,叠层复合薄膜在不同的电压下能够展现出从橙色→蓝色→墨绿色的颜色变化,并保持了较好的电化学活性和光学对比度.这主要源于中性态吸收光谱和颜色显示互补的电致变色材料的选择.本文提供了一种简单有效的制备多色乃至全色显示的电致变色材料的方法,该方法同样适用于其它聚合物电致变色材料体系.

基于蒽/芘分子封端的芴-芳胺衍生物的可溶液加工的蓝光材料的合成与光电性质（英文）

合成了两类分别基于芘和蒽封端的芴-芳胺衍生物(FAn,FPy)的新型可溶液加工蓝色发光分子,两种材料均溶于常规的有机溶剂,并且可以旋涂成膜.通过紫外-可见光谱和荧光光谱对其在溶液中和固态薄膜下的光学性能进行了表征,发现这两类分子在固态下发射峰分别位于449和465 nm,属于蓝色发光材料.并通过循环伏安法表征了其电化学性能,计算得出FAn和FPy的最高占据分子轨道(HOMO)能级分别为-5.37和-5.36eV.结果表明N-己基二苯胺的引入有效阻止了分子在固态下的平面堆积,抑制了长波发射,并且提高了分子HOMO能级,改善了空穴注入能力.差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)测试表明这两类化合物均显示出良好的热稳定性,其中FAn的玻璃化转变温度和热分解温度分别达到了207和439℃.良好的性能使得这两类材料成为一种潜在的可溶液加工的蓝光材料.

长链烷基改性硅油的制备、表征与性能研究

采用无溶剂硅氢加成法,以1-辛烯、1-十二烯、1-十六烯、含氢硅油为原料,氯铂酸为催化剂,制备长链烷基改性硅油。产物的结构采用FTIR和1 H-NMR进行表征。通过正交试验和单因素实验,研究了反应温度、反应时间、催化剂用量、n(Si—H)∶n(C C)对Si—H转化率的影响,确定了产物的最佳合成工艺。研究了不同烷基摩尔质量比和烷基长度对产物的黏度指数、表面张力、润滑性能、折光率的影响。结果表明:在优化工艺条件(n(Si—H)∶n(C C)=1∶1.2,反应时间6 h,反应温度100℃,十二烯活化催化剂用量3 mg/L)下,产物的Si—H转化率高达92.6%;随着烷基摩尔质量比和烷基长度的增加,硅油的黏度指数逐渐下降至358,从而降低了硅油的黏温性能,但其表面张力变化不大。改性后的硅油的润滑性能和折光率得到了显著提升,其磨斑直径最小为0.33 mm,折光率最大值为1.4396。

TiO2-PTPAT纳米核/壳结构复合膜的制备及电致变色性能

通过水热法在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃基底上制备了垂直生长的二氧化钛(TiO2)纳米棒阵列,以TiO2纳米棒阵列为模板采用电化学聚合法,原位制备了TiO2-聚三[2-(4-噻吩)苯]胺(PTPAT)纳米核/壳结构的复合薄膜,相比于纯PTPAT薄膜,TiO2-PTPAT复合薄膜显示出更好的电致变色(EC)性能.PTPAT薄膜在600 nm波长下的对比度为28%,在1100 nm波长下的对比度为60%,其褪色时间为3.86 s,着色时间为5.52 s;TiO2-PTPAT复合薄膜在600 nm波长下的对比度为43%,在1100 nm波长下的对比度为79%,其褪色时间为3.35 s,着色时间为4.43 s,表明核/壳复合结构薄膜的光学对比度和响应时间性能更加优异.将PTPAT薄膜和TiO2-PTPAT复合薄膜作为电致变色层组装成固态EC器件,基于复合薄膜的器件具有更好的循环稳定性和更高的耐受电压.复合薄膜在保持PTPAT薄膜原有的EC性能的基础上,由于有序生长的纳米阵列结构的引入增加了薄膜的比表面积,为电致变色过程中离子的掺杂和脱掺杂提供了更多有序通道,从而加快了离子扩散速度.TiO2阵列的引入也改善了聚合物薄膜与透明导电电极之间的界面结合情况,从而提升了器件的稳定性.

二苯乙烯腈衍生物发光材料的合成及性能

合成了一种新型二苯乙烯腈衍生物发光小分子PH-CN.通过紫外-可见光谱和荧光光谱表征了其在溶液中和固态薄膜下的光学性质,该物质在薄膜状态下的发射峰位于497nm,属于一种绿色发光材料.通过差示扫描量热法和循环伏安法研究其热稳定性和电化学性能,测得PH-CN的玻璃化转变温度为213℃,计算出最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级分别为-5.7eV和-3.5eV.在此基础上制备了基于PH-CN掺杂薄膜的多层发光器件ITO/PEDOT:PSS(40nm)/NPB(30nm)/CBP:5%PH-CN(20nm)/TPBI(40nm)/LiF(0.5nm)/Al(100nm),其外量子效率达到了1.02%,色坐标为(0.20,0.40).基于PH-CN的电致发光器件的结果在显示器方面具有潜在的应用价值.

共混物对二次发泡聚丙烯的发泡效果和力学性能的影响

运用型内二次发泡工艺确定了低密度聚乙烯(LDPE)或高熔体强度聚丙烯(HM SPP)共混改性发泡聚丙烯(PP)的配方,用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜研究了共混聚合物组分的种类和含量对PP分子结构、泡孔结构的影响机制及断口形貌,共混聚丙烯发泡材料的发泡效果和力学性能的影响规律。结果表明,在共混过程中,部分PP和LDPE分子在热的作用下相互促进,产生了接枝交联;共混物比纯PP的泡孔结构优且发泡效果佳,其中LDPE的用量范围比HM SPP更宽,且含LDPE为30%时聚丙烯的发泡效果最好;HM SPP的发泡体的抗弯强度明显要高于LDPE;而LDPE对发泡体冲击强度的影响要显著大于HM SPP。

酞菁铜／氧化钛纳米复合薄膜的制备及其光导性能的研究

通过电化学阳极氧化法在Ti片上制备了氧化钛(TiO2)纳米管阵列。用这种高度有序的阵列结构作为模板,利用电泳沉积的方法在模板表面沉积了一种有机半导体材料酞菁铜(CuPc),从而得到了CuPc/TiO2有机/无机纳米复合结构。通过场发射扫描电镜(FESEM),透射电镜(TEM)等手段对这种复合结构的表面形貌及结构进行了表征。能谱数据证实了复合结构中有机物的存在。此外,CuPc薄膜的形貌和结构可以通过改变电泳沉积参数(如沉积时间和电压)进行调控,从而得到相应的纳米晶、纳米线和微米线薄膜。用该复合薄膜作为载流子发生层制备的双层光导体的光导性能测试结果表明,与复合前的氧化钛薄膜相比,该复合薄膜的光敏性有明显的提高。

荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺共混交联超滤膜制备及其染料/盐分离性能

为探索分离染料/盐混合物体系的新型膜材料和技术,提出荷正电、交联型聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯亚胺(PEI)超滤膜研究。通过在低温下共混制备制膜液抑制交联、热处理铺展液膜促进交联、非溶剂诱导相转化固化成多孔膜三个步骤制备出PVC/PEI超滤膜。研究了膜的交联、荷电性、力学性能、微观结构以及对染料/盐的分离性能。研究发现,所制备的膜韧性大幅度提高,等电点在pH>9.0,截留孔径在30 nm左右,表现出典型的荷正电超滤膜特征。在0.15 MPa压力测试条件,膜对水溶液中NaCl、CaCl_2、Na2SO_4等无机盐的截留率在5%以下,对多分散型阳离子染料维多利亚蓝B、阴离子染料酸性铬蓝K的截留率分别为96%和55%,通量达到110 L×(m2×h)-1,充分发挥了孔径筛分及静电排斥两种分离机制,在阳离子染料/盐混合物分中具有高通量、高效率特性。

石墨烯-ITO复合电极对聚苯胺薄膜电致变色性质的影响

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),首先,石墨与浓硫酸、过硫酸钾和五氧化二磷反应制得强氧化产物,随后将其与浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾反应,经双氧水发泡、酸洗、超声等合成氧化石墨烯水溶液,再通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料.通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料.利用电化学聚合法在GO-ITO复合电极上制备聚苯胺(PANI)薄膜,并对其形貌结构、电化学及电致变色性质进行表征.结果表明,与ITO电极相比,采用GO-ITO复合电极制备的PANI的成膜性得到明显改善,复合电极具有更加均匀细致的颗粒表面,增大了聚合物与电解液之间的接触面积,为电致变色过程中平衡离子的注入/脱出提供了更多的通道,因而PANI薄膜在700nm处的光学对比度提高了约13%,响应速度缩短了约2.6 s,着色效率高达169.6 cm2/C.GO的引入保持了PANI良好的电化学稳定性.GO-ITO复合电极有效改善了聚合物的综合性能,对于聚合物电致变色材料及器件的开发具有潜在的应用前景.

螺二芴基可溶性共聚物的合成及发光性能

以9,9′-螺二芴和不同链长的二烷氧基苯为单体,以FeCl3为催化剂,采用化学氧化法合成了一系列聚合物发光材料.溶解度测试表明,共聚物在二氯甲烷、四氢呋喃(THF)、氯仿等极性溶剂中具有良好的溶解性.利用核磁共振氢谱(1HNMR)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱研究了共聚物的化学结构和发光性能,结果表明共聚物在二甲基亚砜(DMSO)中均发射蓝色荧光,最大吸收和荧光发射峰分别为356和413nm.以硫酸奎宁溶液作为参比,测得共聚物的荧光量子效率为0.69至0.77.通过循环伏安法(CV)测得所合成的三种共聚物的最高占有分子轨道(HOMO)能级均位于-5.85至-5.69eV之间.

荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺复合超滤膜制备及性能研究

为改善聚氯乙烯(PVC)膜材料对荷电粒子的截留性能,提出荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺(PEI)复合超滤膜制备和研究。利用PVC超滤膜截留特性使PEI在膜表面沉积后热交联的方法制备出PVC/PEI复合超滤膜。研究发现,所制备的膜材料等电点在p H>9.0,表现出典型的荷正电特征。基于孔径筛分和电荷排斥的协同作用,在0.3 MPa测试压力下,该膜对粒径较大的阴离子型染料刚果红和粒径较小的阳离子型染料维多利亚蓝B截留率最高均可达到99%以上。进一步通过利用戊二醛二次交联进一步固定PEI并缩小孔径之后,该膜在对质量浓度1 000 mg/L Ca Cl2的截留率上升至37%,同时通量稳定在30 L/(m2·h)左右。通过调节沉积液浓度及热处理条件,可以对膜的通量和截留进行调控。

多色显示树枝状聚(3,6-双噻吩咔唑)及其共聚物的电化学和电致变色性能(英文)

设计合成了一种新型的基于咔唑单元的树枝状3,6-双噻吩咔唑衍生物(BTCPh),通过电化学聚合法制备出其均聚物及与3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)的共聚物薄膜.利用电化学工作站-紫外可见光谱联用装置对两种聚合物的光谱电化学和电致变色(EC)性能进行表征.测试结果表明,均聚物(PBTCPh)薄膜在不同电压下可显示黄、绿、蓝、灰四种颜色;而EDOT单元的引入使共聚物P(BTCPh-EDOT)进一步增加了掺杂态,从而显示出更加丰富的五种颜色(橙、绿、棕绿、蓝、灰).此外,两种聚合物薄膜均具有良好的光学对比度和快速的响应速度,因而使其在智能窗及显示器方面展现了潜在的应用前景.

具有双极性端枝的3D结构化合物的合成及光学性能

通过Friedel-Crafts和Suzuki等反应合成了4种由核心和D-π-A双极性端基组成的3D结构类树枝状化合物,并采用热重分析(TGA)、差热扫描量热分析和循环伏安等手段对其进行了表征.结果表明,该类化合物具有良好的热稳定性和电化学稳定性;核的引入大大降低了端基D-π-A固态时分子间的聚集效应.分子内电荷转移(ICT)导致化合物溶剂化效应的产生,且其发光强度随着溶剂极性的变化而改变,呈现正、负溶致动力学现象.

单体摩尔比对共聚物电化学及电致变色性质的影响

通过电化学聚合法制备了3,6-(二噻吩基)-9-(二茂铁甲酸己酯基)-咔唑(BTC-H-Fc)与3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)不同摩尔比下的共聚物,并运用电化学、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱及光谱电化学对其结构与性能进行了表征。研究结果表明所得共聚物均能显示良好的电化学特性,光谱电化学测试结果表明,当摩尔浓度比为1时,P(BTC-H-Fc:EDOT)-1中性态下表现浅绿色,且随着施加电压增加转变为绿色和紫色;P(BTC-H-Fc:EDOT)-4则显示了最丰富的颜色,可在中性态的红褐色、棕黄色、绿色、蓝色和紫色五种颜色之间可逆变换;当摩尔比继续增加时,P(BTC-H-Fc:EDOT)-8可以显示红褐色、灰黑色、蓝绿色和天空蓝四种颜色。另外,三种摩尔比的聚合物薄膜还具有不错的光学对比度,转换响应时间及着色效率,该性能为其在电致变色器件的应用提供了潜力。