氮化硼功能化改性高分子导热复合材料的制备及性能研究进展

高导热绝缘材料在应对日益严峻的电子元器件领域的热管理问题中的应用广泛,以氮化硼改性高分子基导热复合材料已成为其中的研究热点之一。引入具有高导热系数的氮化硼纳米材料,不仅可以解决高分子材料热导率低的问题,还能使得所制氮化硼改性高分子导热复合材料的力学性能、电绝缘性能和热稳定性能得到提升。文中简要介绍了氮化硼的结构特性及各种制备方法,结合课题组的研究工作综述了六方氮化硼从功能化、取向分散、三维导热网络构建3个方面对高分子材料的改性,以及六方氮化硼和零维、一维、多元导热填料协同杂化高分子材料。最终,提出现阶段六方氮化硼改性高分子导热复合材料存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了分析与展望。

基于“多维度措施 + 多响应机制”的实验室安全工作体系的构建与示范实践

通过构建“学院党委书记/院长→责任副院长/实验室中心主任→楼层安全员→科研实验室安全责任人→实验项目负责人”的分级、分层的实验室安全管理责任体系,形成了“学院党委→党支部→党小组→团支部(团小组)→全体学生”五个层级的实验室安全管理“多响应机制”,开展了“制订并印发实验室安全规章制度”、“党群联动的实验室安全每日‘零报告’制度”、“基于案例复盘开展专题实验室安全知识讲座”、“开设实验安全专题核心必修课程”、“开展分层次的实验室准入安全考试”、“学院、班级、课题组全方位开展融入式安全教育”、“开展实验室安全风险评估”,和“完善实验室安全软硬件保障”等实验室安全“多维度措施”,完善了“党委抓党支部、党支部抓党小组、党小组联系团支部、团支部联群众”的层层抓落实的实验室安全工作责任体系,增强了师生的实验安全责任意识、提高了事故防范和应急处理能力,保障了学院实验室安全。

开放型学生自主创新实验基地建设探索——以湖北大学高分子材料成型加工自主创新实验室为例

文章分析了目前高校实验教学的现状,并以湖北大学高分子材料成型加工实验室为例,提出了大学生自主创新实验室基地的建设理念。结合自主创新实验基地的建设目标、建设内容、建设路径和建设成效四方面,对开放型学生自主创新实验基地建设进行了研究和探索,为高校的实验室建设、教学改革、人才培养等方面提供了实践指导。

高校实验室安全工作体系建设的研究和探索——以湖北大学为例

本研究基于党支部建立在科研团队上的党群工作经验,通过构建分级、分层的实验室安全管理责任体系,形成了实验室安全管理“党群联动”模式,通过开展多维度的实验室安全举措,完善了“党委抓党支部、党支部抓党小组、党小组联系团支部、团支部联系群众”的层层抓落实的实验室安全工作责任体系,增强了师生的实验安全责任意识、提高了事故防范和应急处理能力,保障了学院实验室安全。

上转换发光材料La(OH)3∶Er3+/Yb3+的制备及在染料敏化太阳能电池中的应用

针对N719染料仅可吸收可见光这一局限,本研究旨在通过引入上转换发光材料并将其应用于染料敏化太阳能电池的光阳极来拓宽光谱吸收范围,提高光的捕获率,进而达到提高电池光电转换效率的目的。首先,采用水热合成法以不同pH值的先驱体溶液,成功制备了Yb^(3+)/Er^(3+)双掺杂La(OH)_3粉末,然后将适量合成的稀土发光粉掺入TiO_2纳米浆料中,采用刮涂法成膜制备光阳极,并将其组装成染料敏化太阳能电池。研究结果表明,稀土发光粉的加入拓宽了光谱吸收范围,在其掺杂量达到3%时,电池的短路电流密度Jsc提高到17.72mA·cm-2,最终获得了8.3%的光电转换效率。

超支化聚氨酯丙烯酸酯胶粘剂的制备与性能

使用异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃二醇、三羟甲基丙烷、甲基丙烯酸羟乙酯等为原料,制备了超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)。通过加入光引发剂、活性稀释剂配制了一系列光固化胶粘剂,并对其结果进行结构表征以及热稳定性研究。探究了光引发剂种类、HPUA与活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)的比例以及硅氧烷偶联剂(3-氨丙基三乙氧基硅烷)用量对光固化胶粘剂性能的影响。研究结果表明:成功制备了预期产物,所合成的HPUA具有优良的热稳定性。当选用质量分数为3%的光引发剂Irgacure1173,m(HPUA)∶m(TMPTA)=1∶1,同时添加3%含量的3-氨丙基三乙氧基硅烷,制备的光固化胶粘剂的综合性能最佳。此时胶粘剂对玻璃基材的拉伸剪切强度为2.15 MPa,断裂伸长率为49.23%,凝胶率为98.56%,体积收缩率为1.02%,邵氏硬度为D55。

无溶剂氟化聚丙烯酸酯/环氧树脂复合涂层的制备及其防腐性能

为了提高环氧树脂涂层的疏水性和耐腐蚀性,设计了一种具有环氧基团的无溶剂氟化聚丙烯酸酯(PFEMA)来对环氧树脂进行改性。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(FESEM)、水接触角(CA)、电化学阻抗谱(EIS)等测试方法研究了无溶剂氟化聚丙烯酸酯改性环氧树脂涂层的结构和性能。结果表明:随着无溶剂氟化聚丙烯酸酯用量的增加,涂层的水接触角从69°升高至115°;与纯环氧树脂涂层相比,氟化聚丙烯酸酯/环氧树脂涂层的低频阻抗模量更高。此外,随着氟化聚丙烯酸酯在环氧树脂中用量的增加,涂层腐蚀速率减小,在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后复合涂层仍有良好的保护效果。因此,引入氟化聚丙烯酸酯可以显著增强环氧树脂的防腐性能。

绿色荧光碳点的合成及其在铁离子检测中的应用

以还原型谷胱甘肽为碳源,丙烯酸异辛酯为溶剂通过溶剂热法制备了具有绿色荧光发射的氮硫共掺杂碳点(G-CDs)。所制备的碳点在水中分散性良好,尺寸为(5.17±0.23)nm。在398 nm的激发波长下,其发射波长为517 nm,荧光量子产率为13.2%,且具有激发独立性。因为Fe 3+与G-CDs之间存在特异性内滤效应和电子转移,可以有效淬灭G-CDs的荧光。基于此类性能,我们开发了一种新的Fe 3+荧光检测方法,线性范围为20~80μmol/L,检测限为8.16μmol/L。在实际样品检测中,G-CDs具有良好的灵敏度,在荧光探针领域具有应用潜力。

基于熔融共混法制备PP/PVDF疏水体系的结构和性能研究

采用熔融共混法,制备系列PP/PVDF共混体系,讨论不同原料配比和不同牌号PVDF原料对PP/PVDF共混体系对纯水的接触角、对蛋白上样缓冲液的流挂性能,以及透光性能等方面的影响。结果表明,随着PVDF含量的增加,PP/PVDF共混体系对纯水接触角呈先上升后下降趋势,当PVDF含量为10%时,共混体系对纯水的接触角达最大值为117°;当PP/PVDF共混体系中的PVDF含量相同(5%、15%、25%)时,利用牌号为710的PVDF制备的共混体系对纯水接触角最大,测试样条表面残留的蛋白上样缓冲液最少,牌号为720的次之,牌号为705的接触角最小,残留的蛋白上样缓冲液最多;而对于共混体系的透光率,则是利用牌号为705的PVDF制备的共混体系透光率最大,牌号为720的次之,牌号为710的透光率最低。

原位反应加工法制备氮化硼/聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙烯导热复合材料的性能

以氮化硼(BN)为导热填料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和高密度聚乙烯(HDPE)为基体,利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原位反应加工成功制备了BN/PMMA/HDPE高导热复合材料。研究了PMMA与HDPE不同质量比时的相形态,通过扫描电子显微镜发现,当PMMA与HDPE的质量比为9:11时,复合材料构成了完善的双连续结构,BN选择性分散在原位反应加工法制备的BN/PMMA/HDPE高导热复合材料的PMMA相中,这种双连续结构及选择性分散的设计有利于提升材料的导热性能和耐热性能。导热性能测试结果表明,当BN的质量分数为40%时,原位反应加工法制备的BN/PMMA/HDPE导热复合材料的导热系数达到了0.92W/(m·K),相对于纯HDPE提升了283%,相对于简单熔融共混法制备的BN/PMMA/HDPE导热复合材料提升了接近20%。同时,动态力学热分析表明,在温度为40℃时,BN的质量分数为30%时,原位反应加工法制备的BN/PMMA/HDPE导热复合材料的储能模量比简单熔融共混法制备的BN/PMMA/HDPE导热复合材料的储能模量提升了46%,并且差示扫描量热分析及维卡软化点测试表明,其玻璃化转变温度、结晶温度和维卡软化点都有提升。其研究为制备高导热耐热复合材料提供了一种新的方法。

一种高性能环氧沥青增容剂的制备及应用研究

采用活性增容剂,固化剂,基质沥青和环氧树脂熔融共混,制备得到一种环氧沥青,讨论了增容剂用量对沥青和环氧树脂相容性、所制备得到的环氧沥青固化体系撕裂断面、拉伸性能、以及体系低温收缩率的影响.研究发现,增容剂可以有效将沥青以5μm大小的球状分散在环氧树脂中,所得到的环氧沥青固化体系撕裂断面呈层状(皮状)破裂,当增容剂含量为22份时,材料性能最优,拉伸强度为2.35MPa,断裂伸长率为385%,缩率为0.70%,所制备的环氧沥青混凝土性能满足美国环氧沥青指标要求.

聚丙烯/聚烯烃弹性体/硅灰石复合材料的制备与热学力学性能

采用熔融共混的方法制备聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体(POE)/硅灰石(Wollastonite)复合材料,利用万能材料试验机、悬臂梁冲击机、差热扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)研究了聚烯烃弹性体和硅灰石对聚丙烯的力学性能及热性能的影响。结果表明,POE弹性体对PP有很好的增韧作用,提高了PP的冲击强度,硅灰石在一定程度上有增强的作用,提高了PP/POE的拉伸强度;POE和硅灰石使复合材料的结晶温度有所提高,但使熔点有所降低。当POE占3%(质量分数,下同),硅灰石占3%时,复合材料的热学、力学性能最优,冲击强度比纯PP高出15.4%,拉伸强度高出2.6%,结晶温度高出5℃。

含稀土铕双功能荧光磁性纳米粒子的制备及性能表征

首先制备了油酸和十一烯酸钠改性的水基磁流体,然后在其存在的情况下,将可聚合的稀土铕配合物单体Eu(AA)3Phen(AA=丙烯酸,phen=邻菲罗啉)与苯乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯在过硫酸钾的引发下,进行无皂种子乳液聚合来制备荧光磁性高分子微球。利用透射电子显微镜和动态光散射粒度仪表征了粒子的形貌及粒径,发现荧光磁性微球具有明显的核-壳结构及较窄的粒径分布;通过红外光谱和X射线衍射分析表征了粒子的化学及晶体结构;通过振动样品磁强计和荧光分光光度计表征粒子的磁性及荧光性能,发现荧光磁性微球具有超顺磁性,其荧光发射光谱在594和619 nm处出现Eu3+的特征荧光发射峰。

高内相乳液模板法制备多孔聚合物复合材料的研究进展

高内相乳液(HIPEs)模板法可通过对乳液模板的调控来实现对多孔材料结构的预先控制。综述了基于高内相乳液制备多孔聚合物复合材料的研究进展,根据纳米组分的不同,将此类多孔材料分为无机物/聚合物体系、聚合物/聚合物体系及黏土/聚合物体系,介绍了该类材料在催化载体、电磁、吸附及生物医药等方面的应用情况,并对未来的发展前景进行了展望。

基于“互联网+”的开放式实验室管理模式探讨

基于“互联网+”技术而建立的开放式实验室管理模式,以实验信息化管理平台为架构,通过配套的学生安全准入系统、智能门禁管理系统、实验预约管理系统、实验计费系统,以及实验数据存储和共享平台,实现了对实验室工作的提前预约动态管理和实验室资源的网络化管理。实践表明,通过“互联网+”技术而建立的开放式实验室,在某种意义上打破了实验室传统、封闭的管理观念,使学生可以随时查看实验室资源的配置和使用情况,以达到更加自由、合理地安排实验时间的目的,能有效平衡和调节实验室资源的使用效率,同时,实现了全校实验教学、实验室开放、仪器设备等各类数据统计与信息的管理,有效促进了实验室系统管理的科学化和规范化。

聚丙烯/聚烯烃弹性体/纳米SiO_2复合材料的制备与性能研究

通过熔融挤出法制备了一系列聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体(POE)/纳米SiO2复合材料,利用差热扫描量热仪(DSC)、电子拉伸机、悬臂梁冲击试验机等对复合材料进行了表征,分析了聚烯烃弹性体和纳米SiO2对聚丙烯的热性能和力学性能的影响。结果表明:当纳米SiO2的用量为3%时,PP/POE/纳米SiO2复合材料的拉伸强度达到最大,此时的冲击强度是最低;POE和纳米SiO2对PP均有成核作用,两者的加入提高了PP的结晶温度,但纳米SiO2的加入使PP/POE复合体系的熔点略有降低。

PP/MMT复合材料的制备与性能研究

以聚丙烯(PP)回收料为基体,改性蒙脱土(MMT)为填充剂,通过熔融共混的方法制备了PP/MMT复合材料,探讨了MMT用量对PP/MMT复合材料的热行为、机械性能及流动性能的影响。结果表明:少量MMT的加入可明显提高复合材料的力学性能,其拉伸强度提高26%,断裂伸长率提高520%,冲击强度提高11%。MMT的加入可提高复合材料的结晶温度,但对其熔点的影响不大;随着MMT的添加,PP/MMT复合材料的流动性能得到了很好的改善,当MMT的含量为1 wt%时,其熔融指数达到最大值,体系的粘度变小。

无机空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、结构简单、成本低廉、有大规模商业化应用潜力等优势,是近年来光伏领域的研究热点。空穴传输材料具有传输空穴和阻挡电子的双重作用,是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素。本文介绍了空穴传输材料的作用方式和主要类别,总结了无机空穴传输材料的种类、特点及在钙钛矿太阳能电池中的应用,并分析了其对太阳能电池光电性能的影响。

基于OBE理念的学生自主创新实验基地的建设与实践

以“学生为本、依托教学、夯实基础、突出创新、注重产出”为理念,以本科教学实验室、学院科研实验室和校企共建的产学实训实习基地为平台,基于建立的立体化实验教学体系、资源共享和开放服务的实验资源平台、分层式考核的安全教育保障体系为基础建设前提条件,通过多元化的实践创新活动平台、多举措的自主创新产出途径,建设基于OBE理念的学生自主创新实验基地,形成了特色鲜明的“科教协同、产教融合”实验育人模式,营造“在学习中创新、在创新中提高”的新型人才培养氛围,取得了一系列实验教学成果和学生创新创业典范,为学校的实验教学改革与专业建设提供实践经验。

蒙氏教育法在大学生科研实训中的探索应用

蒙氏教育法以其独特而具体的教育理念和教学形式,在幼儿教育中被越来越多的教育工作者和家长所认同和接受。笔者结合自己的工作经验,就蒙氏教育法在大学生科研实训中的探索应用中,如何给大学生创造一个有准备的环境、把握大学生学习的敏感期、实现教师扮演协助者的角色定位、尤其是如何实现“以大学生为中心”的蒙氏教育理念等四个方面的内容进行分析,旨在为大学生科研能力的培养提供新的理论和实践参考。