原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜的研究进展

苯胺在化学氧化聚合过程中,可自发地聚合沉积在不同基体表面,形成透明导电聚苯胺薄膜。重点介绍近年来国内外在玻璃、聚合物、纤维织物和二氧化硅基体表面原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜的研究进展,并探讨了反应机理。展望了透明导电聚苯胺薄膜在光电器件和微电子器件领域的应用前景。

TiO_(2)纳米管表面聚合物辅助沉积Ta_(2)O_(5)涂层对MC3T3-E1细胞生物学活性的影响

目的探讨TiO_(2)纳米管表面聚合物辅助沉积五氧化二钽(Ta_(2)O_(5))涂层对小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1生物学活性的影响。方法制备出Ta/TiO_(2)纳米管(Ta/NT组)、Ta_(2)O_(5)/纯钛(Ta_(2)O_(5)/PT组)及Ta_(2)O_(5)/TiO_(2)纳米管(Ta_(2)O_(5)/NT组)3组样本,其中后2组的Ta_(2)O_(5)涂层通过聚合物辅助沉积法制备。对3组样品进行表征检测:扫描电镜(SEM)观察表面形貌,X射线光电子能谱(XPS)分析表面元素组成,X射线衍射(XRD)检测表面化合物。选用MC3T3-E1细胞探讨3组样品对细胞生物学活性影响;荧光显微镜观察细胞骨架和细胞核的黏附;CCK-8法测定细胞活性;检测细胞碱性磷酸酶(ALP)活性;茜素红染色后半定量分析钙沉积;Real-time PCR检测成骨标志基因重组人骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、ALP、骨钙蛋白(OCN)和骨桥蛋白(OPN)的基因表达。结果SEM图像显示Ta_(2)O_(5)/NT组表面可见TiO_(2)纳米管基底表面覆盖片状、带状交联的微-纳米级Ta_(2)O_(5)涂层结构;XRD显示Ta_(2)O_(5)/NT组的TiO_(2)纳米管呈现微量的脱矿钛及金红石晶体结构;与Ta/NT组比,Ta_(2)O_(5)/NT组和Ta_(2)O_(5)/PT组黏附细胞核密度较高,细胞骨架块状、丝状结构相对较大,交联、团簇状较多,细胞骨架张力较大,具有较高的细胞活力;茜素红染色样本半定量分析显示Ta_(2)O_(5)/NT组、Ta/NT组、Ta_(2)O_(5)/PT组钙沉积量依次降低(P<0.01);Ta_(2)O_(5)/NT组、Ta/NT组和Ta_(2)O_(5)/PT组7d和14d的ALP活性、钙沉积量和ALP、OCN、OPN mRNA含量依次降低,14 d Ta_(2)O_(5)/NT组的BMP-2 mRNA含量在3组中最高(P<0.05)。结论Ta_(2)O_(5)/TiO_(2)纳米管复合涂层可促进MC3T3-E1细胞黏附、细胞活性、ALP活性、矿化及成骨相关基因的表达,有利于其生物学活性的发挥。

两亲性聚合物沉积法聚四氟乙烯中空纤维膜的亲水改性研究

以具有两亲结构的两亲性聚合物脂肪醇聚氧乙烯醚,通过回旋振荡涂覆法对疏水的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜改性处理制备亲水性聚四氟乙烯膜,在膜表面形成亲水沉积层,并研究了两亲性聚合物浓度、涂覆时间、热处理时间和热处理温度对PTFE中空纤维膜亲水性能的影响。结果表明,两亲性聚合物浓度为5%,涂覆时间2 h,热处理时间和温度分别为16 h和40℃条件下制备的聚四氟乙烯中空纤维膜,纯水通量可达2482 L/(m^(2)·h)。

脉冲射频等离子体聚合沉积乙烯基乙酸

通过脉冲射频等离子体聚合方法获得乙烯基乙酸沉积薄膜 ,并用红外光谱、x射线光电子能谱、表面张力、微分扫描量热分析及扫描电子显微镜等测试方法研究聚合沉积薄膜的化学结构、表面物理形貌与脉冲放电条件的关系 .实验结果表明 ,采用脉冲放电 ,在脉冲占空比较低时 ,能够保留较多的完整的单体分子官能团 .如果脉冲占空比较高或是采用连续波放电时 ,聚合沉积薄膜的化学结构与单体相比有较大改变 .聚合沉积薄膜在放置一段时间后表面为规整的高度交联的网络状结构 .放电形式不同 ,结构有所区别 .因此可以根据实际需要 ,选择不同的放电参数 ,“保留”或“裁剪”特定单体分子官能团 。

聚酰亚胺气相沉积聚合的研究进展

综述了一种新的制备聚酰亚胺(P I)薄膜的方法——气相沉积聚合(VDP)的研究进展,用此方法制得的聚合物膜具有纯度高、膜厚可控、可实现保形涂敷、可制备难溶难熔聚合物、集聚合与成膜为一体等优点。讨论了单体种类、气化温度、真空度、沉积基质、沉积时间和酰亚胺化的温度、压力、时间等对P I的VDP过程的影响,展望了VDP法制得的P I薄膜的主要应用领域。

气相沉积聚合法制备聚酰亚胺绝缘薄膜及其性能研究

以联苯四酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为单体原料使用气相沉积聚合(VDP)法制备了聚酰亚胺(PI)绝缘膜,分析不同热亚胺化处理温度对PI薄膜绝缘性能的影响。分别使用红外光谱、俄歇能谱、扫描电镜、原子力显微镜对薄膜成分以及薄膜表面形貌进行了表征;利用超高阻微电流测试仪测试了PI复合绝缘膜漏电流和电压击穿特性。结果表明:热亚胺化300℃/1 h真空(1.0×10-2Pa)处理后的PI绝缘膜内部结构致密,当场强为8.0MV/cm时漏电流密仅为8.2×10-5A/cm2;薄膜击穿场强达到8.42MV/cm,表明PI薄膜具有良好的电学性能以及热稳定性。

AB型聚酰亚胺单体的合成及气相沉积聚合研究

合成了三种AB型聚酰亚胺单体:4-(4-氨基苯氧基)邻苯二甲酸(单体4),4-(3-氨基苯氧基)邻苯二甲酸(单体7)和对(间)乙基4-(3-氨基苯氧基)邻苯二甲酸酯(单体8或9)。利用热失重分析(TGA)对比研究了这三种AB型聚酰亚胺单体的热行为。结果表明,单体4、单体7和单体8(9)在升温的过程中能发生热聚合生成聚酰亚胺。将单体4用于气相沉积聚合设备,得到了均匀透明的聚酰亚胺薄膜。对分子结构的修饰使单体8(9)较之单体7有更好的挥发性。

化学气相沉积聚合制备羧基取代聚对亚苯基二亚甲基及其性能研究

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备了羧基取代聚对亚苯基二亚甲基(PPX-carb)膜,采用FTIR和元素分析的方法证实了其化学结构.对膜溶解性和抗化学氧化性能的研究表明PPX-carb膜仍具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能.对PPX-carb膜热性能的研究表明羧基的引入使得膜的玻璃化转变温度降低,室温柔性增强,动态力学阻尼性能增大,与聚对亚苯基二亚甲基(PPX)相比引入了羧基的PPX-carb热稳定性有所下降,热降解起始温度比PPX低,但主链降解温度比PPX反而高出约80℃.此外,羧基的引入使得膜的亲水性能大幅度提高,水汽渗透性能也有所提高.

聚氯代对亚苯基二亚甲基的化学气相沉积聚合及表征

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备的聚氯代对亚苯基二亚甲基(PPX-C)膜,除了具有聚对亚苯基二亚甲基(PPX)膜的保形涂覆和物理性能外,还具有更好的粘附能力。研究表明:PPX-C膜具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能;氯的引入使膜的玻璃化转变温度降低,室温柔性增强,动态力学阻尼性能增大,热降解起始温度比PPX膜低,主链降解温度与PPX膜相近。此外,氯的引入对膜的亲水性能影响不大,但膜的水汽渗透率却因此明显降低,与PPX膜相比PPX-C膜具有更好的防潮性能。

化学气相沉积聚合法制备聚丁酸酰基取代对亚苯基二亚甲基

合成了一种新的丁酸酰基取代对亚苯基二亚甲基二聚体,用化学气相沉积聚合法制备了聚丁酸酰基取代对亚苯基二亚甲基(PPX-COCH2CH2COOH)膜,采用FTIR、NMR的方法证实了其化学结构,采用元素分析方法测定苯环上丁酸酰基的取代程度为4.7%左右。对膜溶解性和抗化学氧化性能的研究表明,PPX-COCH2CH2COOH膜具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能。丁酸酰基的引入使得薄膜的结晶度有所下降。含有丁酸酰基取代基的聚合物的热稳定性较好。PPX-COCH2CH2COOH膜可以和肝素等反应,甲苯胺蓝法测得肝素含量为15.8μg/cm2。

化学气相沉积聚合制备聚溴代对亚苯基二亚甲基及其性能的研究

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备了聚溴代对亚苯基二亚甲基(PPX-B r)膜,采用FT-IR和元素分析的方法证实了其化学结构。对膜溶解性和抗化学氧化性能的研究表明,聚溴代对亚苯基二亚甲基膜具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能。对其热性能的研究表明,溴的引入使得膜的玻璃化转变温度降低,室温柔性增强,热降解性能与聚氯代对亚苯基二亚甲基(PPX-C)相似。与PPX膜相比,溴的引入对膜的亲水性能影响不大,而水汽渗透率明显降低,具有更好的防潮性。

聚对亚苯基二亚甲基的化学气相沉积聚合

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备了聚对亚苯基二亚甲基(PPX)膜,由傅立叶变换红外光谱(FTIR)图证实了其化学结构.采用热重分析(TGA)研究了PPX的热降解性能,结果表明,在空气氛围中由于氧气的参与,其热稳定性比在N2中差,热氧化降解明显.PPX具有较好的耐溶剂性和抗化学氧化性能,膜的吸水速率和吸水率也比较小,常温常压下3 h后才能达到吸水平衡.PPX膜的水汽渗透率随温度和湿度的升高而升高,用Arrhenius方程拟合可计算得到水汽在膜中渗透扩散的表观活化能为12.4 kJ.mol-1.PPX膜的动态力学温度谱表现出典型的结晶聚合物的行为,晶区中的次级转变造成了PPX在玻璃化转变后,随温度提高损耗因子出现的反常升高,以及储能模量的持续、平缓下降,而不同于非晶聚合物的突然下降.

化学气相沉积聚合制备聚乙酰基对苯撑二甲基及其性能的研究

通过化学气相沉积(CVD)聚合法合成了聚乙酰基对苯撑二甲基,采用红外光谱(FTIR)证实了二聚体和气相沉积聚合物的化学结构.与聚对苯撑二甲基聚合物相比引入乙酰基后聚合物的溶解性、介电常数和损耗因子均有所提高.将红外光谱与热重(TG)分析相结合研究了聚合物膜的热降解性能,表明聚乙酰基对苯撑二甲基的热降解基本上经历3个阶段,首先是乙酰基降解,接着是连接苯环的亚甲基,最后是苯环的降解.尽管聚乙酰基对苯撑二甲基的初始热降解温度低于聚对苯撑二甲基,但仍有普通热塑性高分子材料的热稳定性.聚乙酰基对苯撑二甲基是一类优良的、具有一定极性从而具有较好底物附着力的敷形涂层材料.

气相沉积法制备聚酰亚胺薄膜的初步研究

采用一种新型的成膜技术——气相沉积聚合(VDP)法,利用热蒸发VDP沉积装置,以均苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二苯醚为单体原料,通过控制加热温度、沉积速率和沉积时间,在玻璃衬底上沉积并合成聚酰胺酸(PAA)薄膜,再进行热亚胺化,就得到了成膜性能较好的PI薄膜。采用FTIR,TG,UV,AFM和接触角测试等分析手段对样品的性能进行了分析和探讨。结果表明:VDP法制备的PI薄膜具有高热稳定性、易透光性、低表面粗糙度和低表面能等优点,说明用该方法制备性能优异的PI薄膜是可行的。

聚酰亚胺薄膜气相沉积的研究进展

综述了气相沉积聚合设备、制备过程、影响因素、性能表征方法及近年来国内外的研究现状。气相沉积聚合聚酰亚胺薄膜相比于传统湿法成型具有纯度高、无溶剂、膜厚可控、致密均匀、可在复杂表面成型等优点。展望了气相沉积的应用以及今后的发展前景。

CVD聚合制备聚(羟甲基对亚苯基二亚甲基)及其性能的研究

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备了聚(羟甲基对亚苯基二亚甲基)(PPX-HM)膜,采用FTIR和元素分析的方法证实了其化学结构。对膜溶解性和抗化学氧化性能的研究表明PPX-HM膜具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能。对PPX-HM膜热性能的研究表明羟甲基的引入使得膜的玻璃化转变温度降低,室温柔性增强,动态力学阻尼性能增大,热降解起始温度比聚对亚苯基二亚甲基(PPX)低,但主链降解温度比PPX反而高出约50℃。此外,羟甲基的引入使得膜的亲水性能大幅度提高,水汽透过性能也有所提高。

聚合物热解法制备碳纳米管/铝复合粉末及其反应动力学研究

采用聚合物热解化学气相沉积(PP-CVD)法,通过聚乙二醇(PEG)的原位热解提供碳源、柠檬酸(CA)和硝酸钴反应产生催化剂纳米粒子,在微纳米级的片状铝粉基底上原位生长碳纳米管(CNTs)。通过实验和反应动力学建模研究了PP-CVD反应机理,揭示了PEG热解气相成分和催化剂纳米粒子表面气-固反应对CNTs生长速率的影响规律。CO初始分压和反应温度提高,CNTs生长速率提高;H2初始分压和催化剂密度提高,CNTs生长速率降低。模型预测的CNTs平均长度随反应温度和反应时间的变化趋势符合实验结果。因此,本研究为进一步优化CNTs/铝复合粉末制备工艺提供了新的理论依据。

PA/PDA/CPVC复合纳滤膜的制备及其在模拟染料废水处理中的应用

以氯化聚氯乙烯(CPVC)超滤膜为基膜,将多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积后,与均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合制备了聚酰胺/聚多巴胺/氯化聚氯乙烯(PA/PDA/CPVC)复合纳滤膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角仪对PA/PDA/CPVC复合纳滤膜选择层的化学结构、微观结构、表面粗糙度及亲水性进行了表征,探讨了PEI质量浓度对复合纳滤膜结构和性能的影响。研究结果表明:随着PEI质量浓度的增大,复合纳滤膜表面变得光滑、亲水性增强,通量先增大后减小;PEI质量浓度为5g/L时,复合纳滤膜的通量达到最大。PA/PDA/CPVC复合纳滤膜对染料活性黑5(RB5)的截留率皆高于94%,而对NaCl的截留率低于5.6%,说明该复合纳滤膜能够对染料和盐进行较好的分离,复合纳滤膜在模拟RB5染料废水处理中稳定性良好。

基于混合胺的PVDF复合疏松纳滤膜及其在染料废水处理中的应用

为了对染料废水中的染料和盐进行有效的分离、促进染料的回收利用,文章探讨了在共沉积与界面聚合组合法制备PVDF复合疏松纳滤膜过程中,GAZ/PEI对PVDF复合疏松纳滤膜选择层的微观结构、表面粗糙度、过滤性能及其在模拟活性黑5(RB5)染料废水处理中的应用等情况的影响。研究结果表明随着GAZ/PEI的增加,PVDF复合疏松纳滤膜表面结节减小,选择层厚度降低,表面粗糙度减小,纯水通量增大,PEG800截留率降低,染料废水通量增大,GAZ/PEI为9/91时,膜性能最佳,此时纯水通量和染料溶液通量较单一胺分别提高了91.6%和109.1%,RB5和NaCl的截留率分别为94.3%和2.1%,在运行时间内,基于混合胺的PVDF复合疏松纳滤膜体现了较好的运行稳定性。

碱处理/吡咯沉积制备聚酯导电纤维

在聚吡咯沉积于聚酯纤维前用碱溶液对纤维进行处理,制备得到聚吡咯/聚酯(PPy/PET)导电纤维。通过扫描电镜(SEM)和磨损实验分析了聚吡咯导电层的均匀度和牢靠度,结果表明,碱处理过程可以提高导电层的均匀度和与基体间的黏结力,导电性能也得到提高。通过DSC、TG、DMA等热分析实验研究了碱处理和聚吡咯沉积对聚酯纤维结构和性能的影响,结果表明:碱处理导致聚酯纤维的结晶度下降,玻璃化转变温度上升;聚吡咯沉积可以提高聚酯纤维的耐热性能。同时,还优化了聚酯纤维的碱处理条件。