氧原子辐射作用下PVDF/POSS纳米复合材料的腐蚀损伤模拟

POSS材料掺杂到PVDF材料中能有效提高PVDF材料的抗氧化性能,同时不影响其高比强度和高比模量。由于实验室环境难以模拟空间环境氧原子对PVDF/POSS纳米复合材料的辐射作用,采用LLAMMPS软件模拟PVDF与PVDF/POSS两种材料在氧原子辐射作用下的腐蚀损伤行为。结果表明:POSS能有效提高材料的抗氧化性能,模拟结果合理科学,可有效指导空间环境中PVDF/POSS材料腐蚀损伤行为的研究。

POSS/PMMA纳米复合材料的制备及性能

将笼形纳米粒子八己烯基多面低聚倍半硅氧烷(Oh-POSS)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)通过溶液共混法制备无机/有机纳米复合材料。利用FTIR对复合材料的结构进行表征。SEM观察结果显示:当Oh-POSS含量较小时,复合材料薄膜具有较为平整的表面,无机粒子Oh-POSS均匀地分散在PMMA基体之中;随着Oh-POSS含量的增加,Oh-POSS逐步发生聚集现象。TGA、DSC以及拉伸试验结果表明:Oh-POSS含量较低时,Oh-POSS的引入能明显改善材料的热稳定性和力学性能,但当Oh-POSS含量较高时,热学和力学性能下降。

EA/POSS纳米复合材料的相容性及热稳定性

采用紫外光固化技术,通过机械共混的方法制备了甲基-多面体齐聚倍半硅氧烷(甲基-POSS)质量分数分别为1%,5%,10%,15%的环氧丙烯酸酯(EA)/POSS纳米复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、EDS能谱分析及热重分析对环氧丙烯酸酯(EA)/POSS纳米复合材料进行研究.结果表明,在甲基-POSS质量分数较高时,EA/POSS纳米复合材料中存在甲基-POSS晶体,说明杂化材料中存在相分离.甲基-POSS在聚合物中以分子或团聚体的形式存在,并且随着POSS质量分数的增加,团聚体尺寸及数量都逐渐增多.甲基-POSS单体提高了复合材料的热稳定性,并且POSS的加入并没有影响聚合物的热降解机理.

POSS/聚合物纳米复合材料的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)由于其特殊的笼形结构,在制备聚合物基纳米复合材料方面受到了广泛关注.综述了POSS单体的概念、分类及制备,探讨了几种POSS/聚合物纳米复合材料的合成及研究进展,并对POSS/聚合物纳米复合材料的应用前景作了简要地分析,并提出了发展方向.

苯并噁嗪/POSS纳米复合材料的合成与性能研究

以双酚A、多聚甲醛、11-氨基十一酸和环氧化POSS为原料合成了苯并噁嗪-POSS纳米复合材料。采用傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪和热重分析分别对其结构、热固化行为和热稳定性进行表征。结果表明:随着POSS含量的增加,其固化起始温度和终止温度呈下降趋势,苯并噁嗪树脂的热稳定性能随之提高,当POSS含量为5%时,双酚A-POSS苯并噁嗪树脂的残炭量达到最大为23.0%。

POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的应用

多面体低聚硅倍半氧烷(POSS)是一种新型有机-无机纳米材料。由于其具有优异的光学、电学、力学和热稳定性能,利用具有笼状结构的POSS带有的一个或多个具有反应活性的官能团进行聚合、接枝、表面改性等将POSS引入聚合物分子链段,制备有机/无机纳米复合材料,可以明显改善聚合物的光、电、热等性能。综述了POSS/聚合物纳米复合材料的制备及其在光电材料中的研究进展。

BZT 25纳米粉体的制备及PVDF/BZT 25纳米复合材料的介电性能

通过一步水热法制备了BaZr0.25Ti0.75O3纳米粉体,所得纳米颗粒为均一球形,含钡、锆、钛和氧4种元素。对其成分分析表明,制备的纳米颗粒对应BaZr0.25Ti0.75O3。通过溶液铸膜法,将BaZr0.25Ti0.75O3纳米颗粒作为填充剂制备了PVDF/BaZr0.25Ti0.75O3纳米复合材料薄膜,并表征了介电性能。结果表明,随着BaZr0.25Ti0.75O3的含量从0增加至40 wt%时,介电常数从9.6增加至12.7(1 kHz)。薄膜的介电常数和介电损耗随频率的变化均可观察到两个不同的变化阶段。在低频下(<10 kHz),两相界面极化使得介电常数较高,同时空间电荷极化损耗也较大;当频率升高时,材料内部的转向极化和空间电荷极化都减小,使介电常数和介电损耗减小。在高频下(>10 kHz),介电常数延续减小趋势而介电损耗由于基体PVDF玻璃化转变过程而快速增大。此实验涉及无机陶瓷及其纳米复合材料的制备、表征及数据分析,可在本实验基础上开发专业综合实验,培养学生科研的兴趣,同时为学生从事科研或生产打下基础。

高储能PVDF基纳米复合材料研究进展

随着电子技术的不断进步,目前商业化应用最为广泛的双向拉伸聚丙烯(BOPP)因其较小的储能密度已不能满足电子产品的要求。在众多可作为电介质薄膜的材料中,聚偏氟乙烯(PVDF)基纳米复合材料因其介电常数高、加工性能好等优点受到广泛关注。本文在介绍电介质复合材料理论模型的基础上系统综述了目前PVDF基纳米复合材料的主要制备策略:填料改性、多相共混及构建新颖结构,并对PVDF基复合储能材料的发展前景进行了展望。

聚乙烯咪唑/POSS纳米复合质子导电材料的制备与性能研究

研究制备了一种新型基于化学键合的聚乙烯咪唑/POSS纳米复合材料(POSS-b-PVI),并获得一种基于POSS-b-PVI的磷酸掺杂高温非水体系的质子导电膜。研究表明:与纯聚乙烯咪唑薄膜相比,该纳米复合质子导电材料的可见光透过率和质子导电率等有大幅度的提高,在200℃条件下该纳米复合质子导电材料的导电率可以达到7×10-4S/cm,光学透过率可达32%。

七苯基倍半硅氧烷三硅醇改性双马来酰亚胺纳米复合材料

通过熔融共聚法制备了七苯基倍半硅氧烷三硅醇(POSS-triol)/双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(BA)纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、动态力学分析(DMA)及热重分析(TGA)对BMI复合材料的结构形态与热性能进行了研究。实验结果表明,POSS-triol粒子能均匀分散于树脂体系,POSS-triol的加入能明显地提高BMI复合材料的热性能,与纯BMI/BA树脂体系相比,含10%POSS-triol复合材料的玻璃化转变温度提高约12℃。随着POSS-triol的加入,复合材料的热分解温度也有了较大的提高。

聚偏二氟乙烯/(Y_(0.97)Eu_(0.03))_2O_3稀土氧化物纳米复合材料制备、形貌及发光性能(英文)

借助超声技术采用一种简便易行的共沉淀方法制备出聚偏二氟乙烯(PVDF) /钇铕稀土氧化物((Y0.97Eu0.03)2O3)纳米粒子发光纳米复合材料。复合材料的断面形貌和(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子在PVDF基体中的分散状态通过扫描电子显微镜(SEM)进行了研究,其发光性质通过荧光光谱进行表征。SEM结果表明:当(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子添加量在1% ～5%时,(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子在PVDF基体中形成尺寸在50 nm～2μm的团聚体,其尺寸随(Y0.97Eu0.03)2O3添加量增加而增大;当(Y0.97Eu0.03)2O3添加量小于1%时, (Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子在PVDF基体中实现了较好分散。发光光谱结果表明制备的纳米复合材料具有明显的红光发射特征,对应于(Y0.97Eu0.03)2O3纳米粒子的本征发射。制备的高分子发光纳米复合材料将来有望在光学材料中获得应用。

POSS/聚合物复合材料的制备以及在尼龙中应用的研究进展

多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)是一种具有独特中空刚性结构的纳米级材料,作为无机-有机的新型杂化材料,其可设计的分子杂化结构使得POSS能够在聚合物基体中达到分子水平或纳米级别的良好分散,有效提升材料的表面性能、热性能、介电性能和力学性能等,极大地拓宽了在聚合物中的应用领域。本文主要针对POSS的合成制备方法、功能化改性方法、POSS形貌与性能的关系、POSS/尼龙复合材料的制备方法等进行综述。主要介绍POSS的合成方法、官能化方法及POSS/尼龙复合材料的制备方法及结构与性能的关系。未来随着POSS官能化方法的改进必然能够将POSS引入更多的聚合物基体内并实现更好的分散,POSS在聚合物中的应用范围将不断扩大。

聚合物/无机物纳米复合材料的阻燃性研究

本文详细介绍近年来问世的无机纳米填料,包括碳纳米管(CNT)、层状氧化石墨(LGO)、纳米蒙脱土(MMT)、多面低聚硅倍半氧烷(POSS)等复合材料的研究进展及阻燃性能特点。分析了当前阻燃聚合物/无机物纳米复合材料基础研究和应用中存在的问题,展望阻燃聚合物/无机物纳米复合材料研究的发展趋势,并讨论了若干阻燃聚合物纳米复合材料的前沿问题。

POSS/聚合物纳米材料的制备方法及应用

本文介绍了POSS/聚合物纳米复合材料的几种制备方法及POSS纳米复合材料在航天航空,生物医药,多孔材料和光固化材料等方面的应用。

CsPbI_(3)/PVDF复合纤维基压电纳米发电机的构筑

无机铯铅卤素钙钛矿具有出色的光学和电子性能,已发展成为现代光电子纳米器件的新兴材料。本文配置溶有铯铅碘钙钛矿(CsPbI3)与聚偏氟乙烯(Polyvinylidene difluoride,PVDF)的前驱体溶液,采用静电纺丝方法,原位合成CsPbI3/PVDF复合纤维。该纤维表面光滑,直径约为100 nm,内部均匀分布着平均直径约为20 nm的CsPbI3纳米晶粒。采用CsPbI3/PVDF复合纤维构筑的压电纳米发电机的开路电压(Voc)为9.18 V,短路电流密度为97.72 nA/cm2,输出电流Isc居于中等水平。研究表明,CsPbI3/PVDF复合纤维是构筑压电纳米发电机的可选材料,在机械能量收集和运动传感技术中具有广阔的应用前景。

新型AgNWs/PVDF电磁屏蔽材料的制备及性能研究

采用改进的多元醇水热法制备银纳米线(AgNWs),并以PVDF为基体采用溶液析出共混和热压技术制备AgNWs/PVDF复合材料。利用扫描电子显微镜对AgNWs的形貌和复合材料断面进行表征,发现AgNWs在复合材料中分布均匀。采用阻抗分析仪和四探针测试仪对复合材料的交流电导率和直流电导率进行测试,银纳米线含量越高,AgNWs/PVDF复合材料的电导率也越高,当AgNWs含量为5%(质量分数)时,复合材料电导率就可以到达0.56 S/cm。采用矢量网络分析仪对复合材料的电磁屏蔽性能进行测试,当AgNWs为5%(质量分数)时,复合材料的电磁屏蔽性能到达28 dB,并且随着AgNWs含量的增加,复合材料电磁屏蔽性能也随着提高。

用于聚合物纳米复合材料的化学改性POSS

综述了多面齐聚倍半硅氧烷(POSS)与聚合物的相容性、用于使POSS化学改性的有机反应以及改性POSS作为聚合物纳米复合材料的添加型及反应型纳米填料的实例。

AgNWs-PVDF气喷/熔喷复合材料的制备及性能

采用气喷的方式将银纳米线-聚偏氟乙烯(AgNWs-PVDF)纺丝液喷射到PP熔喷布上,制备微-纳米结构的AgNWs-PVDF气喷/熔喷复合材料,并对其形貌、接触角、孔隙、力学、过滤以及抗菌性能等进行表征。结果表明:熔喷PP纤维的直径为2μm,气喷AgNWs-PVDF纤维直径仅为99.5 nm;经纳米和微米纤维复合后,材料的过滤效率明显提高,最高增长48.61%;而过滤阻力变化不大,仅增加2 Pa;复合材料与熔喷布相比疏水性有所提高,接触角增至138°;AgNWs的抗菌优势使材料对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌有明显抑制作用,抑菌圈直径分别达25.56、26.13 mm。

添加Ni和Ag纳米颗粒对BaTiO_3/PVDF复合材料击穿场强的影响

选用金属Ni和Ag纳米颗粒作为导体相,采用共混法分别制备了击穿场强较高的Ni-BaTiO3/聚偏氟乙烯(Ni-BaTiO3/PVDF)和Ag-BaTiO3/PVDF三相复合材料。研究了导体相Ni和Ag添加量、粒径及导体种类对复合材料击穿场强的影响,发现Ni-BaTiO3/PVDF和Ag-BaTiO3/PVDF三相复合材料的击穿场强均随导体添加量的增加呈现先升高后降低的趋势,且在适宜的导体添加量下复合材料均表现出高于未添加导体相的BaTiO3/PVDF两相复合材料的击穿场强;添加同类导体Ni时,Ni粒径越小,三相复合材料的击穿场强提高越明显;导体添加量与粒径均相同时,Ni-BaTiO3/PVDF复合材料的击穿场强较高,当粒径50nm的Ni添加量为体积分数1.90%时,其击穿场强可达200kV/mm,储能密度比BaTiO3/PVDF两相复合材料提高4倍。这些结果可用库仑阻塞效应很好地解释。

多尺度功能性填料PVDF基纳米复合材料的制备和性能

先以两种直径(50 nm,100 nm)的羟基化钛酸钡(BT)和两种长度(10~20 nm,20~40 nm)的酸化多壁碳纳米管(MWCNTs)为功能填料,进行液相反应制备四种BT/MWCNTs杂化纳米填料(分别记为BT-A/MWCNTsB,其中A=5,10;B=1,2),再用熔融共混-压板成型技术分别将其与PVDF复合制备出BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料。使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸性能测试和介电性能测试系统研究了多尺度功能性填料BT-A/MWCNTs-B对这种纳米复合材料的组织结构和结晶性能、介电性能和力学性能的影响。结果表明,与BT/PVDF和MWCNTs/PVDF体系相比,BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料具有更高的结晶度和热性能,BT-10的含量(质量分数,下同)为16%、MWCNTs-2的含量为5%的BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料其熔融温度可达173.8℃,比纯PVDF(159.6℃)提高了14.2℃,其结晶度可达43.1%。三相BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料比两相纳米复合材料具有更优异的介电性能,BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料100Hz下的介电常数为119,为纯PVDF的14倍,其介电损耗只有0.051。BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料的拉伸强度和弹性模量分别达到57.7 MPa和1226 MPa。