纳米多孔SiO_2/PI杂化薄膜的制备与性能研究

采用碱催化正硅酸乙酯(TEOS)的溶胶-凝胶法与分子模板法相结合,通过旋转涂覆在硅衬底上制备了掺杂聚酰亚胺(PI)的纳米多孔SiO2薄膜,并利用差热分析(DSC-TGA)、红外吸收光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、台阶仪(Atom-ic-Profiler)等对薄膜的性能进行了分析表征。结果表明,所制备的SiO2/PI杂化多孔薄膜为多孔的无定型结构,具有较好的热稳定性及力学性能,一层膜和两层膜的平均孔径分别为68和72nm,厚度分别为917和1288nm。

碱催化多孔SiO_2/PI杂化薄膜的制备与力学性能研究

采用碱催化正硅酸乙酯(TEOS)的溶胶-凝胶法与分子模板法相结合,通过旋转涂覆在硅衬底上制备掺杂聚酰亚胺(PI)的纳米多孔SiO2薄膜,并在其表面制备致密过渡膜。利用差热分析(DSC-TGA)、原子力显微镜(AFM)、台阶仪(Atomic-Profiler)、微纳力学性能测试仪(Universal Nano+Micro Mechanical Tester)等对薄膜的性能进行了分析表征。结果表明,所制备的SiO2/PI杂化多孔薄膜具有较好的力学性能和热稳定性;一层膜和两层膜的平均厚度分别为917和1288nm;镀有过渡膜的样品具有最为平整的表面形貌和最小的表面动摩擦系数。

PI/T-SiO_2杂化薄膜的制备及偶联剂的影响

利用模板法制备了纳米管状SiO2(T-SiO2),在此基础上合成了聚酰亚胺/T-SiO2杂化薄膜.采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对T-SiO2的形态进行了研究,用红外光谱分析了硅烷偶联剂对杂化薄膜微观结构的影响,并讨论了偶联剂加入方式、用量等因素对杂化薄膜力学性能的影响.结果表明,所制备的SiO2主要为管口直径分布在100～500nm,长径比在10～500的T-SiO2;在聚酰胺酸形成后,加人经偶联剂改性的T-SiO2,且偶联剂用量为填料质量的10%时,杂化薄膜的拉伸强度和弹性模量取得最佳值,分别为111.8 MPa和1.42 GPa.

SiO_2含量对PI/SiO_2杂化薄膜性能的影响

聚酰亚胺与SiO2杂化形成的有机-无机杂化薄膜体现出了优异的综合性能,在催化与分离、微电子、光电和绝热材料等领域具有广泛的应用及发展潜力。杂化材料相关的研究也越来越多,就SiO2含量对聚酰亚胺/SiO2杂化薄膜的光、电、热和力学性能的影响进行综述,总结了杂化薄膜的性能随SiO2含量变化而变化的基本规律。

溶胶-凝胶法合成纳米多孔SiO2-TiO2块材的化学稳定性

以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯和聚乙二醇等为主要原料，采用溶胶-凝胶法成功合成了多孔SiO2-TiO2系块状材料。500℃焙烧2h后材料呈现非晶态结构。引入较多钛量时，使材料的孔径分布变窄、平均孔径下降，但增加了比表面积。在80℃热水中浸泡72小时以后，吸附一脱附曲线的类型和形状几乎没有变化；随着Ti含量的增加，比表面积和孔容积的变化率减小。多孔材料在98℃的20％硫酸溶液中重量损失率随Ti含量变化不大，Ti引入并不能提高材料在酸液中的耐蚀性；但引入Ti使多孔材料在95℃NaOH碱液中的耐蚀性明显改善。

聚酰亚胺纳米杂化薄膜的透光率与光击穿特性

为了研究无机组分的添加对复合材料抗光击穿能力的影响,采用溶胶—凝胶法制备不同组分的Al2O3/PI复合薄膜,利用半导体激光照射不同组分的Al2O3/PI薄膜,研究其透光率、光击穿区域的形貌及不同区域的元素分布、击穿孔区的有效面积。数据分析表明:随Al2O3含量的增加,杂化薄膜的透光率、光击穿孔区的破坏程度、孔区的面积逐渐下降。实验结果表明:纳米Al2O3颗粒可以减小复合薄膜击穿孔的有效面积,从而提高复合薄膜耐击穿性。杂化薄膜的透光率可以表征其光击穿情况。

缓释型载银抗菌SiO2纳米多孔块材的合成

采用溶胶-凝胶法合成了载银抗菌SiO2多孔块体材料，利用紫外可见吸收光谱分析不同温度下烧结的SiO2块体中银的价态；此抗菌块材能长期稳定地析出银离子(14天)，可有效地用作水处理剂；对大肠杆菌作抑菌环和杀菌率实验均证明此种材料具有良好的抑菌和杀菌性，因此，经600℃热处理后可制得比表面积高、孔径分布窄、杀菌性能佳的抗菌块体。

碱催化聚酰亚胺/二氧化硅杂化薄膜的制备与微相结构研究

采用碱催化正硅酸乙酯的溶胶/凝胶工艺制备了一系列透明聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)纳米杂化薄膜。对碱催化条件下的正硅酸乙酯(TEOS)溶胶影响因素进行了分析和讨论,并优选出了稳定溶胶的制备条件:各组分的摩尔比为:n(H2O)∶n(NMP)∶n(TEA)∶n(Si)=3∶3.75∶0.1∶1,处理温度为50℃。对杂化薄膜的微观形貌和结构分别进行了扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,结果表明,杂化薄膜都具有很高的光学透明性;随着SiO2含量的增加,杂化薄膜的微观形貌变化不大。SiO2含量增加到30%(wt)时,SiO2粒子尺寸仍在100 nm左右。通过对其微相结构和形貌的中间演化过程研究发现,SiO2粒子形成于杂化薄膜初期。聚酰胺酸发生酰亚胺化反应的温度也受残留碱的影响而有所降低。