单层及多层PP蜂窝膜驻极体的压电性

经压力膨化处理后,以正逆压电系数d33测量研究了一种经无栅电晕充电的国产商用聚丙烯蜂窝膜(cellular PP,商品名PQ50)驻极体的压电性。经过优化工艺参数压力膨化处理后的PQ50蜂窝膜呈现600pC/N以上的准静态压电系数,这一量值约为PVDF相关系数的40倍。而通过将单层PQ50蜂窝膜驻极体粘贴形成合理的多层结构,得到的复合膜系压电系数d33高达2010pC/N,约为PZT压电陶瓷相应系数的3倍。从而为拓宽这类新一代的非极性孔洞聚合物压电功能膜应用领域,推动其应用进程提供了一定的理论和技术依据。

压力膨化处理和充电方法对PP蜂窝膜压电性的影响

以压力膨化技术处理改性商用SHD50型聚丙烯蜂窝膜(PP Cellular),它们的压电 d33 系数可达193pC/N,比未经处理的样品提高了约 2 个数量级。利用点电晕充电,接触法充电和动态压电 d33系数测量研究了上述2种不同充电方法对 SHD50 膜压电性的影响。

充电期间的热处理对PP蜂窝膜驻极体压电性的影响

通过在不同温度下对PP蜂窝膜进行恒压电晕充电,开路热刺激放电(Thermally sti mu-lated discharge,TSD)电流谱以及介电谐振谱(dielectric resonance spectra)的分析,研究了充电期间的热处理温度对PP蜂窝膜驻极体的压电性及其热稳定性的影响.结果表明充电期间合理的高温热处理,可以提高PP蜂窝膜驻极体体内捕获电荷密度及深能阱电荷的比例,降低其弹性模量,因而改善PP蜂窝膜的压电性及其稳定性.

热膨胀处理的聚丙烯蜂窝膜驻极体的压电性

研究了两种商用聚丙烯蜂窝膜 (PPCellular) (EUH75和SHD5 0 )的压电性 .通过热膨胀技术处理测得上述两种商品膜的压电d33系数分别可达 2 19pC/N和 196pC/N .它们比未经处理的样品提高了约两个数量级 ,而比著名的铁电聚合物PVDF高出一个数量级以上 .在强介电气体六氟化硫 (SF6 )中用高达 6 0kV的电晕电压对EUH75和SHD5 0样品充电后 。

压力膨化处理对正极性聚丙烯蜂窝膜的驻极体性质的影响

压力膨化处理工艺能够显著改善聚丙烯蜂窝薄膜(cellularpolypropylene)驻极体的压电活性。通过热脉冲技术、表面电位衰减测量及TSD电流谱分析等研究了经恒压正电晕充电的聚丙烯蜂窝膜的陷阱能级分布特征,讨论了压力膨化处理工艺对这类蜂窝膜驻极体电荷稳定性及电荷输运特性的影响.结果说明,PP蜂窝膜内存在着位于中能级区的能值各异的三种分立陷阱,深能值陷阱和浅能值陷阱的大多数位于孔洞膜近表面的体层或体内,而中等能值陷阱则主要位于自由面附近.压力膨化处理改变了PP蜂窝膜的能阱状态并在一定程度上降低了这类孔洞膜驻极体的电荷储存稳定性,但没有明显影响其由慢再俘获效应占主导地位的脱阱电荷输运特性.

压力膨化后的热处理温度对PP蜂窝膜驻极体机电性质的影响

研究了经压力膨化后的热处理温度对聚丙烯蜂窝膜(cellular PP)驻极体机电性能的影响.结果表明,在从常温至PP熔融温区内,压力膨化工艺处理后PP蜂窝膜的厚度随着热处理温度的升高而逐渐增大;然而热处理温度对PP蜂窝膜的压电活性及其相关性质的影响具有显著不同的规律,在90℃时,PP蜂窝膜的弹性模量和机电耦合系数分别出现谷值和峰值,同时压电d33系数达到377pC/N的最大值.随着热处理温度的升高,它们的谐振频率的变化范围约为794到371kHz.

充电参数对聚丙烯蜂窝膜驻极体压电性的影响

通过接触法充电、恒压电晕充电,以及开路热刺激放电技术,对充电参数(例如充电电压,充电时间和充电温度等)对聚丙烯蜂窝膜(PP cellular)驻极体的压电性及其热稳定性的影响的研究,并从孔洞型薄膜压电体的材料结构和理论模型出发,讨论了这些参数对其影响的原因,分析了与压电活性密切相关的空间电荷的动态特性.结果表明,合理地优化充电参数,能使这类呈闭合孔洞的聚合物蜂窝膜驻极体的压电性及其稳定性得以改善,为拓宽这类新型压电功能膜应用领域,推动其产业化进程提供了一定的理论和技术依据.

两亲性Janus粒子在蜂窝状多孔聚合物膜上的自组装性能

采用具有两亲性的两面体(Janus)粒子实现稳定的粒子界面组装与水滴模板法自组装过程相结合的方法获得了粒子在蜂窝状多孔聚合物薄膜内壁的高效定向修饰.通过与均质粒子组装形貌的对比,证明了Janus粒子因其特殊的界面自组装活性,可以获得高粒子加量条件下的规则多孔结构,解决了使用均质粒子时存在的结构有序性和粒子修饰密度之间的矛盾.而在较低粒子加量的条件下,Janus粒子也展示出与均质粒子极为不同的组装形貌.这一方法的建立,为新型表面功能化材料的制备提供了一个新的思路.

蜂窝胶膜促进剂的选择与应用研究

通过对不同促进剂的选用及复配得到热力学性能优良的蜂窝胶膜,该胶膜可在120℃/1.5h固化,具有较高的剪切强度(31.4 MPa)、剥离强度(64 N/cm)及玻璃化转变温度(120℃)。

呼吸图法制备蜂窝状多孔膜形貌的研究

呼吸图法是一种简单、廉价和高效的制备微纳米级规整多孔结构的方法,制得的蜂窝状多孔膜具有比表面积大,密度低,结构稳定性高,孔结构规则有序等优异特点,广泛应用于各个领域。人们基于蜂窝状多孔膜的形貌进行了大量的研究,证实了通过控制温度、湿度、溶剂、溶液浓度、聚合物结构和分子量等变量,可以对多孔膜的孔径尺寸、分布以及形貌进行调控。本文详细总结了关于获得规整均一、高度有序的单层或多层不同孔径的聚合物多孔膜。

蜂窝状图案膜的应用研究进展综述

呼吸图案法(BF)是一种简单、有效的构筑蜂窝状图案膜的方法,所制备的蜂窝状图案膜在微模板、细胞培养、超疏水表面、分子识别与检测、分离过滤、光学器件等领域具有广泛地应用前景。本文对于蜂窝状图案膜的应用研究的最新进展进行了综述,并对蜂窝状图案膜的研究前景进行了展望。

气升式内循环蜂窝陶瓷反应器的氧传质特性

气升式内循环蜂窝陶瓷反应器(IAL-CHS)的氧传质性能测定结果表明,IAL-CHS反应器与普通气升式反应器相比氧传递能力更强,氧传质效果更好,氧转移效率更高。进行清水充氧试验分别采用0.006、0.018、0.025、0.05、0.10、0.15、0.20 m.3h-1的曝气强度,最初IAL-CHS反应器的氧传递系数(Kla)20与曝气强度呈正相关,在0.1m3.h-1的曝气强度下氧传质系数增至最大值,之后再提高曝气强度反应器的氧传递系数反而降低。然而反应器的氧转移效率EO2值始终随着曝气强度的升高而减少。

嵌段共聚物PS-b-PtBA的ATRP法合成及其多孔膜的制备

以α-溴丙酸甲酯(MBrP)为引发剂,CuBr/五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为催化体系,制备了出了窄分子量分布的聚苯乙烯。以PS-Br为大分子引发剂、CuBr/PMDETA为催化剂,合成两嵌段共聚物PS-b-PtBA,通过GPC、FTIR、1H-NMR、TGA进行表征。将水解后的两亲性嵌段共聚物PS-b-PAA利用呼吸图技术制备蜂窝状多孔膜。

可负载纳米金颗粒的PS-b-PEO有序多孔膜的制备与表征

采用实验室合成的结点处带有三硫酯基团的嵌段共聚物PS-b-PEO为原料,通过水滴模板法制备得到六方排列的蜂窝状有序多孔膜。比较不同溶剂,四氢呋喃(THF)、二氯甲烷(CH2Cl2)、氯仿(CHCl3)、二硫化碳(CS2),对有序多孔膜的影响。采用NaBH4处理有序多孔膜,是使有序多孔膜孔的边缘出现可与金相互作用的巯基,之后通过原位制备纳米金的方法,将纳米金颗粒负载到多孔膜孔的边缘,实现纳米金颗粒的有序排列。

有机纳米材料成为研究焦点

2002年亚洲纳米会议于11月26日在日本东京召开,历时3天。这是从1996年以来第4次召开的纳米会议。与会代表近200人,主要来自日本、中国、韩国。目的是交流思想,加强国际间交流与合作,促进亚洲纳米技术与科学的发展。共有50多名科学家作了大会发言。会议共收到160篇论文,其中有关纳米技术改进的文章占5%,与有机纳米材料相关的占34%,无机纳米材料占27%,其他占34%。从纳米材料的维数来看,有关零维纳米材料的研究和制备的论文占24%(包括二维材料中纳米粒子性能的研究),一维19%,二维10%,三维6%。

聚乳酸蜂窝状多孔膜的形成与控制

以单一组分聚L-乳酸(PLLA)为成膜材料,利用水辅助法制备了聚乳酸(PLLA)蜂窝状多孔膜.利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察多孔膜形貌.研究溶剂、溶液浓度、环境温度和湿度等因素对所成多孔膜结构的影响.实验结果表明,高湿度环境和具有一定浓度的聚合物溶液是制备蜂窝状多孔膜的必要条件.溶剂的挥发性是形成规整蜂窝状孔结构的关键因素.环境相对湿度由43%增加到91%,PLLA多孔膜的孔径由(1.75±0.24)μm增加到(11.50±1.43)μm,且孔呈现六边形的蜂窝状结构.扫描电镜断面和AFM表明:膜表面形成了深度约为1.8μm的单层孔结构.通过控制溶液浓度、环境温度和湿度等因素来控制膜的表面形貌及其所成蜂窝状孔的大小.最佳的成膜条件为溶剂CH2Cl2,湿度75%RH,温度34℃,浓度3 wt%.讨论了蜂窝状多孔膜的形成机理.

聚苯乙烯／聚乙二醇蜂窝状有序膜的制备与表征

通过水辅助法制备了聚苯乙烯/聚乙二醇(PS/PEG)蜂窝状有序膜,并研究了亲水性PEG在膜表面的富集现象及其抗蛋白质吸附行为.采用场发射扫描电子显微镜表征了水洗前后膜表面的形貌变化,发现水溶性PEG主要沉积于膜孔孔壁.原子力显微镜相位图直观证实了PEG在蜂窝状膜表面的富集现象.激光共聚焦显微镜结果表明,PEG富集区域具有抗罗丹明标记牛血清清蛋白吸附的能力.同时还发现了水蒸汽出口的改进可以获得较大的相对湿度与气流稳定性,从而提高成膜品质、改善成膜重复性.

利用Breath Figures法制备具有蜂窝状结构的PMMA/TBT复合膜

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和钛酸四丁酯(TBT)的氯仿溶液为铸膜溶液,采用Breath Figures法制备了蜂窝状结构的PMMA/TBT多孔阵列薄膜,采用SEM、IR、XRD对制备的多孔膜进行了表征,探讨了聚合物浓度、PMMA/TBT配比以及水解抑制剂对膜蜂窝状结构的影响.实验结果表明,起始溶液浓度为20～30mg/mL,PMMA/TBT配比大于3时可以得到结构完好的蜂窝状结构.在起始铸膜溶液中添加异丙醇可以提高成膜的效果,减小蜂窝状结构的孔径.IR、XRD分析结果表明,成膜过程中TBT发生了部分水解,形成了氢化氧化钛水合物.

蜂窝状有序膜功能化研究进展

水滴模板法是近年来引人瞩目的一种制备有序微结构材料的方法,所制备的蜂窝状有序膜在微容器和微反应器、图案化模板、细胞培养支架、光学材料、超疏水表面、分离膜等领域具有十分重要的应用前景。本文对蜂窝状有序膜功能化研究的最新进展进行了系统总结,详细介绍和分析了原位多层次自组装、表面接枝、生物活性分子固定、交联、模板法成膜以及表面填充等蜂窝状有序膜的功能化方法。

水滴模板法制备PS-b-PHEMA/Eu配合物蜂窝状多孔膜及其性能研究

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法合成了一系列两亲性嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚甲基丙烯酸羟乙酯/Eu配合物(PS-b-PHEMA/Eu配合物),通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和固体荧光光谱对聚合物进行了表征,并采用水滴模板法制备了PS-bPHEMA/Eu配合物蜂窝状多孔膜.研究了溶剂、聚合物浓度、聚合物分子量对蜂窝状多孔膜表面形貌的影响.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X-射线能谱仪(EDX)和激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)等研究了多孔膜的表面形貌和元素分布.研究结果表明,溶剂、聚合物浓度、聚合物分子量均会影响多孔膜的表面形貌,沸点较低、挥发性较强且与水不互溶的有机溶剂有利于形成规整度高、孔径大小均一的多孔膜,多孔膜的平均孔径随着溶液浓度的增加和聚合物分子量的增大而逐渐减小.FESEM-EDX分析进一步证实亲水基团(Eu配合物基团)主要分布在孔壁上,这与LSCM结果一致.多孔膜在空气中放置6个月后,原本大部分集中在孔内壁的Eu元素,出现在了膜表面,这可能是由于连接在聚合物分子链上的亲水基团随分子链的自由旋转发生了迁移.