聚乳酸/纤维素纳米晶复合材料的制备与性能研究

研究了添加表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)前后,纤维素纳米晶(CNC)在水体系中的分散,并采用溶液浇注法制备了聚乳酸(PLA)/CNC纳米复合材料。结果表明,有效减少了DTAC处理后的CNC(mCNC)的团聚现象,PLA与mCNC间的相容性增强,并通过氢键产生较强的界面相互作用;mCNC能促进PLA的异相成核,提高复合材料的结晶度;mCNC的含量为2%(质量分数,下同)时,PLA的拉伸强度提高了70.7%,但断裂伸长率有所下降。

PET/MWNT/CB纳米复合材料制备与性能研究

采用原位聚合方法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯/多壁碳纳米管/炭黑(PET/MWNT/CB)纳米复合材料,研究了MWNT与CB对复合材料导电性能、结晶性能和热稳定性的影响,考察了二者的协同导电效应。结果表明,当MWNT与CB复合填料含量为0.5%(质量分数)时,复合材料的表面电阻为10^(11)Ω。CB与MWNT在PET中能形成"共支撑"网络结构和复合导电通路,具有协同导电效应。二者对PET具有诱导成核与结晶作用,但CB的诱导能力要弱于MWNT。CB的添加对复合材料的热稳定性影响不大。

亚微米尺度氧化石墨烯的制备及增强聚酯复合材料

采用超声法制备了尺寸分布较窄的亚微米级的氧化石墨烯(GO),通过熔融共混法制备GO/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)复合材料并注塑成型。结果表明,超声法成功制备了尺寸分布较窄的亚微米级的GO,利于在PET中分散。加入GO未改变复合材料的晶型结构,但能提高复合材料的结晶温度、结晶度和热变形温度,且复合材料的热稳定性不变。复合材料的力学性能随GO添加量的增加,先增大后减小。当GO的质量分数为0.05%时,PET复合材料的力学性能最佳。此时拉伸强度、拉伸模量和弯曲强度与纯PET相比,分别提升了26%,15%和22%。这种方法操作简单,较低的GO添加量就可达到较好的增强效果,不需要有机溶剂,有良好的大规模生产前景。

Sn掺杂MoO3的制备、表征及气敏性能

以仲钼酸铵和四氯化锡为原料,采用水热法制备了不同Sn掺杂比例的MoO_3;利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和Brunauer-Emmett Teller(BET)测试等手段对材料进行了物相、形貌结构和孔径表征;测试了其对乙醇、二氯甲烷、甲醇、甲醛、甲酸、四氯化碳、氨气和丙酮等气体的传感性能.结果表明,Sn掺杂未改变MoO_3的结构;290℃为气体传感测试的最佳测试温度;掺杂后的MoO_3对乙醇气体的灵敏度和响应时间均优于纯相MoO_3,Sn掺杂摩尔比为5%时效果最好,500 mg/m^3测试条件下对乙醇的灵敏度为19.64,响应时间为1.1 s.

双重致孔制备中空胶囊

高分子大胶囊在医疗、化工、环境、能源等领域都有着广泛的应用,目前的制备方法多是单纯的物理或化学方法,对胶囊的孔隙率,尺寸大小等结构的控制也较为困难。以N,N二甲基甲酰胺为溶剂,聚偏氟乙烯为成囊高分子,硼氢化钠为发泡剂,水为凝固浴,在相分离和硼氢化钠发泡的双重致孔作用下制备出了具有大囊腔高孔隙率的中空胶囊。同时,还研究了硼氢化钠的浓度、温度等因素对胶囊结构的影响,并提出了分相-发泡理论,为制备不同尺寸和孔隙率的胶囊提供了理论依据,也为胶囊进一步的广泛应用提供了可能。

戊二醛交联对盐酸青藤碱微胶囊性能的影响及体外细胞毒性研究

采用W/O/W复乳界面聚合法以戊二醛作为交联剂,制备盐酸青藤碱聚乙烯醇(SM-PVA)微胶囊。扫描电镜和傅里叶红外光谱分析戊二醛用量对SM-PVA微胶囊结构的影响,动态膜透析法研究微胶囊体外药物释放行为,MTT法评价微胶囊体外细胞毒性。结果表明SM-PVA微胶囊表面光滑、分散性良好;随着戊二醛用量增加,微胶囊囊壁增厚,结构紧实;体外药物释放结果显示戊二醛用量及释放介质pH值对药物释放均有影响;且体外细胞毒性结果表明微胶囊对L929细胞无细胞毒性。SM-PVA微胶囊具有缓释性能和良好的生物相容性,可进一步研制成为新型中药给药制剂。

全固态锌离子选择性电极的制备与表征

锌是人体不可缺少的微量元素,锌的摄入量会影响人的身体健康。因此对食物、药品及环境水样中Zn^(2+)含量的准确检测十分必要。本研究将包含ZnCl_2溶液的聚吡咯微胶囊涂敷于玻碳电极与Zn^(2+)选择膜之间,作为固接传感层,制得以聚吡咯微胶囊为中间层的全固态Zn^(2+)选择性膜电极(GC/PPy微胶囊/Zn^(2+)-ISE),以循环伏安法、交流阻抗谱等对电极性能进行了研究。结果表明,聚吡咯微胶囊作为固接传感层,可以明显地提高电极的电容,降低电极的电荷转移阻抗,使电极能有效进行离子电子之间信号的转换。电极的线性响应范围为1×10^(-5)~1.0×10^(-1)mol/L,检出限为2.45×10^(-6)mol/L。以聚吡咯为中间层的电极具有良好的再现性和稳定性。

菱角壳基多孔炭的制备及其电化学电容特性研究

以菱角壳为前驱体,采用KOH化学活化法制备超级电容器用多孔炭,研究了不同碱炭比对多孔炭结构和电化学性能的影响。采用SEM、XRD、Raman、N2吸脱附测试对多孔炭的微观结构进行表征,并利用循环伏安、恒流充放电、长循环、交流阻抗等方法考察其电容性能。结果表明,碱炭比为4时,多孔炭具有最高的比表面积(2046.74 m^2/g)和最丰富的孔结构,以TEABF4/PC为电解液组装成超级电容器,在0.1 A/g电流密度下,其比电容高达126.1 F/g,以0.5 A/g电流密度循环10000次,其比电容仍保持92.6 F/g,展现出良好的电容性能。

各向异性壳聚糖/氧化石墨烯气凝胶的制备及吸附性能研究

通过定向冷冻干燥法制备了具有各向异性孔结构的壳聚糖(CS)/氧化石墨烯(GO)复合气凝胶(M.3CSG),以化学气相沉积工艺对其进行了硅烷化疏水改性,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、力学性能测试、吸附性能测试等手段对材料进行了表征测试。结果表明:M-CSG气凝胶具有各向异性的取向微孔结构,GO的加入提高了M-CSG气凝胶的力学强度。M-CSG气凝胶对多种油和有机溶剂均具有良好的吸附能力,对氯仿的最大吸附量可达62g/g,并在10次循环吸附-解吸后仍保持优异的吸附性能。M-CSG气凝胶作为一种可重复使用的绿色吸附材料在油品回收和环境保护方面具有很大的应用潜力。

胶原自组装行为研究进展

概括了胶原体外自组装的机理,介绍了用于检测胶原自组装过程的相应表征技术,总结了不同条件对胶原自组装的影响,包括在不同基底上、添加不同物质和不同外场作用下的胶原自组装。通过将自组装条件与表征方法相结合,可以选择性地制造具有各种功能的胶原基生物材料,同时也指出了胶原自组装研究存在的问题,为胶原自组装今后的研究指明了方向。

聚乙烯醇-聚吡咯复合纳米纤维的制备及其导电性能

利用化学氧化法制备出导电聚吡咯(PPy),与聚乙烯醇(PVA)共混后,采用静电纺丝技术制备PVAPPy纳米共混纤维,随后加入对甲苯磺酸钠(TSNa)、十二烷基磺酸钠(DSNa)、十二烷基苯磺酸钠(DBSNa)和磺基琥珀酸二乙基己酯钠(DEHS)等不同掺杂剂改变纤维的结构和性能,采用SEM、TGA和四探针测试仪检测了纳米纤维的形貌、热稳定性和导电性能。结果表明,掺杂剂、PPy制备技术及聚合物添加剂对PPy的形貌、热稳定性和导电性能有很大影响。纳米纤维的电导率远远高于用同样掺杂剂所制备的PVA-PPy薄膜和PPy粉末,四种纳米纤维中DEHS掺杂PVA-PPy纳米纤维的电导率最高,可达26.64S/cm。

梳状相变聚合物为芯材的复合调温纤维的制备及热性能

通过自由基聚合方法成功制备的新型梳状相变聚合物-聚二乙二醇十六烷基醚单丙烯酸酯(PC16E2AC),其相变温度为35℃,十分接近人体温度。选取PC16E2AC为芯材,丙烯腈偏氯乙烯共聚物(P(AN-co-VDC))为皮材,利用同轴湿法纺丝工艺制备了一系列热焓值不同的PC16E2AC-P(AN-co-VDC)复合调温纤维,并对其形貌、结构和热性能进行了表征。结果表明:制备的PC16E2AC-P(AN-co-VDC)复合调温纤维直径均一,表面光滑,具有明显的皮芯结构。并且随着皮芯挤出比(S∶C)的增加,皮材直径逐渐增大,芯材直径逐渐减小,复合调温纤维的断裂强度逐渐增大,热焓值也从23J/g逐渐增加到57J/g。此外,PC16E2AC-P(AN-coVDC)复合调温纤维在低于220℃具有良好的热稳定性。300次的冷/热循环测试和24h的抽提实验表明,该复合调温纤维具有良好的耐热循环稳定性和抗渗透性。值得注意的是,PC16E2AC-P(AN-co-VDC)复合调温纤维的相变温度始终在35℃左右,表明其有望用于智能纺织品领域。