芳纶表面改性及其与丁腈橡胶复合材料的性能研究

为增强对位芳纶纤维(PPTA)与丁腈橡胶(NBR)之间的界面粘结强度,采用多巴胺(DA)-硅烷偶联剂对芳纶纤维联合改性并制备PPTA/NBR复合材料。结果表明,纤维改性后表面粗糙度增加;表面元素含量和种类都发生较大变化;在H试样抽出测试中,改性后的PPTA帘线/NBR试样抽出力相对于未改性试样增大64.02%,且黏附橡胶较多。改性后的PPTA/NBR试样,纤维含量相同时,断裂伸长率和拉伸强度相对未改性的PPTA/NBR试样增大;随着纤维含量的增加,使用同种方法处理的PPTA/NBR复合材料断裂伸长率减小,拉伸强度先增大后减小。

通过一步法制备蛋白质图案化阵列结构

介绍了利用水滴模板法与反向乳液体系相结合的方法(Re-BF)制备蛋白质图案化阵列结构。Re-BF与传统的水滴模板法(BF)相似,是一种利用"自下而上"的自组装方式构筑高分子微图案结构的方法。与传统的水滴模板法相比,Re-BF能够将水溶性蛋白质溶解在水中构建含有蛋白成分的反向乳液体系,利用乳液体系成膜液进行浇铸成膜片来获得的蛋白质图案阵列结构,这是一种快捷有效的方法。反向乳液体系的稳定性是一个不可避免的问题,我们采用高剪切成乳法能够制备出稳定时间足够长的反向乳液。然后用异硫氰酸荧光素(FITC)标记蛋白质,进行成膜,将所得膜片在荧光显微镜下观测,数据表明蛋白质富集在孔洞里面,形成了蛋白质图案化阵列结构。Re-BF是一种全新的用来制备蛋白质图案化阵列结构的自组装方法。

气相法白炭黑填充天然橡胶的裂纹扩展机理

研究了不同粒径,不同份数的白炭黑对天然橡胶(NR)裂纹生长行为的影响。采用具有裂纹生长测试功能的DMA(DMA-Crack Growth)对预割口试样的裂纹扩展速度进行测试。利用超高速显微摄像技术对裂纹扩展尖端进行在线追踪,得到裂纹扩展尖端的动态显微图像。结果表明,添加20 phr原生粒径为15 nm的气相法白炭黑时,裂纹尖端韧带均匀且细密,对裂纹生长起到很好的阻碍作用;添加20 phr原生粒径为7 nm的气相法白炭黑时,对试样的裂纹生长有不利影响。

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.

天然橡胶/顺丁橡胶共混胶体系裂纹生长行为的形态演变机理

研究了不同共混比例的顺丁橡胶(BR)与天然橡胶(NR)组成的共混胶的裂纹尖端生长行为。采用裂纹扩展在线研究平台(DMA-Crack Growth)、超高速摄像仪、扫描电子显微镜和扫描探针显微镜对裂纹尖端进行实时追踪观测,拍摄不同共混比例的橡胶裂纹尖端的裂纹扩展动态图像。结果表明,共混比例达到m(BR)/m(NR)=50/50时,韧带均匀分布在裂纹尖端,韧带多而细且均匀,可以有效减缓橡胶裂纹扩展速度;橡胶开裂的断面随着BR共混比例的增加,表面形貌由类三角形向扇形形貌过渡。最后讨论了裂纹增长的机理。

微结构化弹性体介电层的制备方法与应用

微结构化弹性体薄膜是指在表面或内部具有多孔或者特殊造型阵列的微纳米尺寸结构的弹性体薄膜,这类薄膜作为功能化介电层在柔性电子器件的制备领域获得了广泛的应用。本文从微结构弹性体介电层的制备和应用两个方面来介绍微结构弹性体介电层的研究进展,首先介绍了可用以制备介电层的弹性体的种类,然后综述了多孔和非多孔阵列两大类微结构弹性体介电层的制备方法(氯化钠模板法、糖模板法、碳酸氢盐类模板法、微球模板法和硅模板法等);并介绍了微结构弹性体介电层在应力应变传感器和纳米发电机上的应用。

有序/无序非对称型多层多孔结构的一步法制备研究

反相乳液-水滴模板(Ie-BF)法被用以制备具有非对称多层多孔结构的聚合物薄膜.具体来说,通过在高湿环境条件下浇筑以聚合物/三氯甲烷溶液为油相所制备的反相乳液,最终在所制备薄膜的表面层形成单层有序的蜂窝状BF多孔阵列结构,同时在本体层形成无序排布的多层多孔结构.通过调节所浇筑乳液的组成以及Ie-BF法实施的条件,可以同时实现对表面层和本体层多孔结构(包括Ie-BF多孔结构的孔眼尺寸、尺寸分布、阵列有序度及多孔膜厚度)的有效调控.通过在乳液水滴中加载异硫氰酸荧光素并对荧光素在Ie-BF薄膜分布进行跟踪表征,探究了乳液水滴的结构模板化作用和水溶性组分在Ie-BF薄膜内的组装行为.