碳氧化硅过渡层对玻璃基DLC薄膜性能的影响

采用射频-直流磁控溅射法,首先通过不同沉积时间在普通玻璃基底表面得到了不同厚度的碳氧化硅过渡层,然后在过渡层上沉积DLC薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、共焦显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、全自动显微硬度仪、紫外可见分光光度计,研究了不同沉积时间下碳氧化硅层对DLC薄膜的结构组成、表面形貌、表面硬度、可见光区域内透过率性能的影响.结果 表明,随着沉积碳氧化硅层时间的增加,DLC薄膜样品硬度先增大后减小,可见光区平均透过率逐渐下降;当沉积过渡层时间为5 min时,DLC薄膜样品的玻璃硬度值最大(795 HV),相比未镀膜的玻璃基片(610 HV),硬度值增加了30.33％,可见光区域内平均透过率为58.47％.     

纳米级ATO在含氟聚丙烯酸酯乳液中的应用研究

通过原位聚合法制备得到ATO/含氟聚丙烯酸酯(PA-F)复合乳液,其中纳米级ATO加入量分别为PA-F树脂质量的0、2%、4%、6%、8%、10%,考察了ATO用量对复合乳液平均粒径及乳液胶膜的光学性能及其他常规性能的影响。结果表明:随着ATO用量的增加,乳液的粒径趋于增大,但体系足够稳定;胶膜的可见光部分的平均透过率并没有太大的影响,平均透过率均高于80%,而近红外部分的平均透过率却急剧下降。当ATO含量为10%时,红外波段的平均透过率仅为39.95%,比纯PA-F胶膜下降了54%,而可见光透过率为81.43%,降幅只有4%。     

高阻燃高透明性聚酰亚胺膜的制备及性能研究

以2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑(AAPBO)和4-氨基苯基-3,5-二乙基-4-氨基苯基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酰基乙烷(ADADOPPE)为二胺原料,按一定物质的量比与双酚A型二醚二酐(BPADA)共聚,通过两步法得到系列聚酰亚胺(PI)薄膜;并测试了薄膜的热性能、阻燃性及光学透过性。结果表明,含ADADOPPE不对称二胺单体的PI膜,比传统PI膜有更高的阻燃性,其中PI-B-3薄膜的光学透过性最好,截止波长为373.0 nm、450 nm处的透过率为75.27%,最大透过率达到85.69%。     

脂环二胺浅色透明聚酰亚胺薄膜的制备及性能表征

采用二步法,在冰浴的条件下,以含脂环结构的二胺单体5-氨基-1,3,3-三甲基环己甲胺(IPDA)和4,4′-二氨基二环己基甲烷(PACM)与二酐单体4,4′-(4,4′-异丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)(BPADA),制备六种不同二胺比例的聚酰亚胺(PI)薄膜。通过红外光谱、X射线衍射(XRD)分析、紫外可见光谱、热机械分析、差示扫描量热(DSC)测试、热失重测试和力学性能测试对薄膜进行表征分析。结果表明,PI薄膜已经完全亚胺化,整体为无定型形态,在可见光范围内具有较高的紫外透过率,最大透过率均在87%以上,450 nm最高透过率为83.26%,力学性能表现出柔性,玻璃化转变温度(T_g)均在200℃左右,初始分解温度均在388℃以上,在未到初始分解温度之前,几乎不发生质量损失,热稳定性良好。     

新型三元共聚物苯并咪唑聚酰亚胺薄膜的研制

改变2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(APABI)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)的比例,将其与3,3′,4,4′-四羧基联苯二酐(BPDA)三元共聚,制备出一系列不同苯并咪唑含量的聚酰亚胺薄膜。对其力学,电学和光学性能、吸水率、表面能及接触角等进行了测试。结果表明,制备的聚酰亚胺薄膜可见光最大透过率可达84.7%,透光性良好。薄膜的最大拉伸强度达130.9 MPa,力学性能优异。薄膜的吸水率为1%左右,表面能43～45 mJ/m2,远小于水的表面能72.8 mJ/m2,具有较强的疏水性。此外该薄膜还具有优异的介电性能,可应用于电子电器、航天航空等领域。     

纳米氧化锡锑/UV固化水性聚氨酯隔热涂料的制备及其性能表征

以聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等为原料,制备了具有感光性能的水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体(PUA),通过溶胶-凝胶法对采用硅烷偶联剂KH570对纳米氧化锡锑(ATO)进行改性,然后将改性纳米ATO与PUA加水乳化制得纳米WPUA/ATO复合乳液,最后通过UV固化制得WPUA/ATO涂膜,研究了ATO含量对WPUA/ATO涂膜性能的影响。结果表明,随着纳米ATO含量增加,可见光平均透过率降低,红外光平均屏蔽率增加;其中当纳米WPUA/ATO复合乳液中ATO质量含量为9%时,可见光平均透过率为71.43%,红外光平均屏蔽率高达为79.69%,隔热性能较好,特别适合制备涂膜隔热玻璃。     

Cr掺杂对铯钨青铜光学性能的影响

以WCl_6、CsOH·H_2O和CrCl_3·6H_2O为原料,乙醇和乙酸为溶剂,通过水控制释放的溶剂热法一步合成Cr掺杂的铯钨青铜。通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对材料的晶相、结合能、形貌、元素组成等进行表征。结果表明,所合成的样品为六方Cs_(0.32)WO_3结构,随着Cr掺杂量的增加,薄膜的可见光透过率增加。当Cr/W摩尔比为0.01时,薄膜仍具有良好的红外屏蔽性能,而可见光区的平均透过率提高了10%。此外,通过隔热性能测试,与空白玻璃相比,薄膜的隔热温差为6.4℃,样品的隔热效率为73.4%。     

环氧改性高固含水性聚氨酯消光树脂的制备及性能研究

用聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、间苯二甲基异氰酸酯(mXDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为预聚物反应单体,以2-[(2-氨基乙基)氨基]乙磺酸钠(A95)和乙二胺为扩链剂,利用预聚体分散法制备高固含水性聚氨酯(WPU)消光树脂乳液及胶膜,分析了乳液表观黏度、乳化工艺、R值[n(—NCO)∶n(—OH)]、磺酸盐扩链剂的用量等因素对乳液固含量的影响,探讨了环氧改性高固含水性聚氨酯消光树脂的性能。当乳化转速为3 500 r/min左右,中和度为90%左右,R值为1.9时,A95含量为30%时,环氧树脂含量为7.5%时,能够制得固含量为40%以上的WPU乳液稳定性好,性能优异。     

射频磁控溅射法制备PI基CeO2-TiO2复合薄膜

采用射频磁控溅射技术在柔性基体PI(聚酰亚胺)上制备了纳米CeO2-TiO2复合薄膜.借助X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光谱仪分别研究了薄膜的物相结构、表面生长形貌和薄膜的紫外-可见光透过率及光学能隙,并用WS-2000型薄膜划痕仪测定薄膜与基体的界面结合强度.实验结果表明:沉积态的薄膜为非晶态,经200℃退火处理4h后,转化为良好的晶态,薄膜中主要含有锐钛矿相结构;溅射功率对薄膜的形貌,光学性能及界面结合力均有影响.尤其当溅射功率为120W时,薄膜的综合性能最优;平均晶粒尺寸110nm,表面粗糙度为160nm,吸光率达80%,光学能隙Eg仅为(2.65±0.05)eV,划痕法测量涂层与基体的附着力为60N.     

基板温度对常压化学气相沉积法制备TiO2复合薄膜性能的影响

以Ti(OC3H7)4为先驱体,SnO2:F镀膜玻璃为基板,采用常压化学气相沉积法制备了TiO2/SnO2:F复合薄膜.用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见-近红外透射光谱等手段对样品的物相和性能进行了研究.结果表明:金红石相的SnO2:F底膜促进了TiO2金红石相的形成;当基板温度为480 ℃时,TiO2/SnO2:F复合薄膜出现针状结构,但随着基板温度继续升高,针状结构消失.样品的可见光透过率随基板温度而变化,其值为60%～90%,基本满足建筑物的采光要求.当基板温度为530 ℃时,TiO2/SnO2:F复合薄膜的光催化性能最好.     

溅射时间对GZO薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射法在普通玻璃衬底上制备了Ga2O3含量为3wt.％的掺镓氧化锌透明导电薄膜(GZO).通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪、台阶仪、UV-Vis-NIR3600型紫外-可见分光光度计研究了溅射时间对薄膜结构、表面形貌及光电性能的影响.结果表明,溅射时间为40 min时制备的GZO薄膜的光电综合性能最好,可见光区透过率峰值86％,方阻为16.4Ω/□,电阻率为1.18 ×10-3Ω·cm,性能指数ΦTc为4.73 ×10-3 Ω-1;随着溅射时间增加,薄膜光学带系从3.69 eV减少到3.56 eV.在溅射时间60 min时结晶度最高,方块电阻为9.0Ω/□,电阻率最低为9.7×10-4 Ω·cm,可见光透过率峰值为81％.     

高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液的合成

以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,以乙二胺基乙磺酸钠(AAS)和二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂制备了高固含量羧酸/磺酸盐型水性聚氨酯乳液。聚氨酯薄膜经红外光谱分析证实聚氨酯分子中含有磺酸基团。系统研究了—NCO/—OH物质的量比(R值)、DMPA含量和AAS含量对乳液及胶膜性能的影响。研究结果表明:当R值为1.6、DMPA含量为0.8%～1.0%、AAS含量为3.5%时,获得的乳液和胶膜的综合性能最佳。     

VO_2-WO_3复合薄膜的制备及其热致变色-电致变色性能研究

智能玻璃是目前建筑节能重点研究方向。本研究将自制氧化钒纳米粉体均匀分散到钨溶胶体系,取上清液旋涂于ITO基板,经干燥、退火后制得VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜。实验结果表明,所制备的VO_2(M)-非晶WO_3复合薄膜兼具热致变色和电致变色性能,通电后薄膜表现典型的电致变色特征,可见光和近红外光透过率明显下降。退火过程中,部分W掺杂到VO_2中,使薄膜的热致相变温度降低10°C左右。复合薄膜在双响应条件下,其可见光透过率为32.6%、调控效率为18.8%。     

射频磁控溅射法在玻璃上制备紫外吸收和透明导电双功能薄膜

制备了SnO2:Sb(6%,摩尔分数)靶材和一系列不同摩尔比的CeO2-TiO2靶材;以所制靶材用射频磁控溅射法在普通玻璃基片上沉积了CeO2-TiO2单层和CeO2-TiO2/SnO2:Sb双层薄膜.用紫外-可见光谱、Raman光谱、X射线光电子能谱和X射线衍射对CeO2-TiO2薄膜进行了表征.结果表明:在CeO2/TiO2摩尔比为0.5:0.5和0.6:0.4时沉积得到的CeO2-TiO2薄膜为非晶态结构,并具有高的紫外吸收(平均值＞99%)和高的可见光透过率(平均值＞80%).在CeO2-TiO2薄膜表面存在Ce4 ,Ce3 和Ti4 .对CeO2-TiO2/SnO2:Sb双层薄膜,除具有高的紫外吸收(平均值＞99%)和可见光透过率(平均值＞75%)性能外,还具有导电性,方块电阻在80～90 Ω/口之间,电阻率在(3.2～3.6)×10-3Ω·cm之间.该双层镀膜玻璃具有截止紫外线和透明导电双功能.     

酞菁封端聚酰亚胺薄膜的性能研究

采用固相合成法制备了4-氨基酞菁铜,并将其作为封端剂与均苯四甲酸二酐、4,4’-二氨基二苯醚进行原位聚合,制备了含酞菁(Pc)封端的聚酰亚胺(PI)复合薄膜,利用傅里叶变换红外光谱分析仪、万能试验机和热力学分析仪研究了复合薄膜的亚胺化程度、力学性能和热性能,采用紫外-可见光光谱仪分析了聚合物的光学性能。结果表明,Pc封端可以有效地控制PI的分子链长,当复合薄膜的相对分子质量为20000时,在保持薄膜较好的力学性能和热稳定性能的基础上,其在可见光区域的吸收范围为600~650nm,拓宽了PI在可见光区的吸收范围。     

一种新型席夫碱的合成及其紫外线屏蔽性能

以苯偶酰、4-硝基邻苯二胺及吡啶-2-甲醛为原料合成一种新型席夫碱化合物6-(2-吡啶亚氨基)-2,3-二苯基喹喔啉(QPXF)。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振仪、稳态/瞬态荧光光谱和热重分析仪,研究了目标化合物的分子结构、光物理性能和热稳定性。采用浇铸成膜法制备具有紫外屏蔽功能的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/QPXF和聚氯乙烯(PVC)/QPXF复合膜。结果表明,QPXF在265 nm和370 nm附近有强紫外吸收。随着QPXF含量的增加,复合膜紫外屏蔽性能提高,当QPXF在PVB及PVC中添加量为1%时,两者在300 nm处的透过率均小于1%,屏蔽率均超过95%;在360 nm处的透过率为4.5%和5.3%,屏蔽率分别为94%和87%,表现出良好的紫外屏蔽性能。     

纳米TiO2-CeO2复合薄膜的结构和光学性能

采用射频磁控溅射法在柔性基体聚对苯二甲酸乙二醇酯上制备了纳米TiO2-CeO2复合薄膜.采用x射线衍射仪、扫描电镜和紫外-可见光谱仪研究了薄膜的物相结构、表面形貌和镀膜样品的紫外-可见光透过率及光学能隙.结果表明:沉积态的薄膜为非晶态,经150℃退火处理12h后,转化为良好的晶态,薄膜中主要含有锐钛矿结构TiO2,未出现CeO2的特征峰.随退火时间的延长及CeO2含量的增加,复合薄膜表面的球形晶粒数量增多,尺寸增大,且复合薄膜的透光率增加,禁带宽度减小.特别是当CeO2质量分数为10%,退火处理时间为12h时,晶粒尺寸为120nm,薄膜表面结晶最好;吸收边波长和截止波长均发生红移,分别从常温下的431,338 nm增加至554,351 um,禁带宽度仅为(2.62±0.05)eV,提高了薄膜对太阳光或可见光的利用率.     

紫外红外强吸收钠硼硅玻璃的制备与研究

采用高温熔融法,在钠硼硅玻璃体系中掺入稀土与金属氧化物制备了紫外红外强吸收的节能环保玻璃,并研究了不同稀土与金属氧化物掺杂量对玻璃光学、热学及结构等性能的影响。研究表明:在保证一定可见光透过率的前提下,通过调节稀土与金属氧化物的量可提高紫外红外吸收:随着CeO_2和TiO_2共掺杂量增加,玻璃的紫外透过率随着掺杂量增加而明显下降,而近红外透过率却上升;随着Fe_2O_3和SnO_2共掺杂量增加,玻璃的紫外、可见光和近红外透过率随着掺杂量增加而明显下降;当CeO_2、TiO_2、Fe_2O_3和SnO_2掺杂质量百分数分别约为0.6%、1%、0.6%和1%时,紫外平均透过率Tuv≤5%,近红外平均透过率Tir≤20%;同时,此钠硼硅玻璃热学和机械性能等较好于普通钠钙硅玻璃。     

共聚型含氟聚酰亚胺薄膜的制备与性能

采用4,4’-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6FDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’-联苯二酐(s-BPDA)、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)、对苯二胺(p-PDA)、联苯胺(HMB)和4,4’-二氨基-2,2’-二甲基-1,1’-联苯(m-TOL)共聚制备了聚酰胺酸(PAA)溶液,经流延涂膜、去溶剂、亚胺化等步骤得到了一系列聚酰亚胺(PI)薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、电子万能试验机、紫外可见光度计、差示扫描量热仪(DSC)等手段对其结构和性能进行了分析。结果表明:以s-BPDA制得的PI薄膜的拉伸强度高达115.70 MPa,断裂伸长率为8.30%,最大光透过率为91.35%,玻璃化转变温度为318.06℃,在保持优异光透过性的同时拥有较好的力学性能和热性能。     

形状记忆水性聚氨酯制备与性能研究

以聚己二酸-1,4-丁二酸酯二醇(PBA)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为主要原料,三羟甲基氨基甲烷(TOAM)为交联单体,采用预聚体分散法合成了形状记忆水性聚氨酯(SMWPU)。探讨了交联单体TOAM用量对乳液和胶膜性能的影响并表征了胶膜的形状记忆性能。结果表明:随着TOAM用量的增加,乳液粘度先增大后减小,粒径先增大后趋于稳定,拉伸强度增大而断裂伸长率降低,硬段表现为非晶态,软段微区结晶度降低,TOAM质量分数为4.5%时,形状回复率可达90.15%。