Al2O3/TiO2/PVDF杂化超滤膜的制备及其性能研究

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的亲水性,增强其在水处理中的抗污染能力,用无机纳米二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得无机改性有机高分子杂化超滤膜。采用杯式超滤装置考察了无机纳米颗粒的含量对杂化膜水通量的影响;测定了膜的纯水接触角、机械性能、截留效率和膜的孔径及孔径分布;采用扫描电子显微镜对膜表面进行观察。结果表明,纳米颗粒加入量为3%,TiO2与Al2O3的加入比为1∶1时,杂化膜的水通量较有机膜提高了79.5%,但截留率保持不变;杂化膜的机械强度最大增加41.6%;杂化膜的纯水接触角由未改性前的78.68°降至50.54°,亲水性得到明显改善;杂化膜的平均孔径增大,孔径分布更加均匀;纳米颗粒的加入增加了膜表面的孔密度,但没有改变膜断面的微观结构。杂化超滤膜不仅保持了PVDF膜的优良性能,而且增强了其强度、亲水性和抗污染性能。     

聚四氟乙烯/二氧化硅杂化材料的性能研究

为解决纳米粒子在聚四氟乙烯(PTFE)树脂中难分散均匀的问题,使用PTFE乳液通过原位溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备了聚四氟乙烯/二氧化硅(SiO2)杂化材料,并对其性能进行了表征与研究.研究表明:杂化材料的拉伸强度在SiO2含量为1.05%(记为FS-2)时达到最大值20.96 MPa,为纯PTFE的两倍;断裂伸长率随着SiO2含量的增加而降低,硬度逐渐升高,接触角由121°降至79°.由SEM结果发现,试样FS-2中SiO2的粒径仅为100 nm左右,但随着SiO2含量的增加,粒径变大.杂化材料的耐热性较PTFE有一定提高,当杂化材料中SiO2含量达到5.00%时,热分解温度由纯PTFE的503℃上升至528℃.     

聚醋酸乙烯酯/二氧化钛杂化纳米纤维毡的形貌及力学性能

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)/氧化钛(TiO2)杂化纳米纤维.通过使用扫描电子显微镜(SEM)和单纤维拉伸仪对不同条件下制备的杂化纳米纤维表面形貌和力学性能进行了表征和测试,探讨了有机无机杂化纳米纤维力学性能的影响因素.研究发现,随着TiO2溶胶含量的增加,纳米纤维表面珠状物减少,纳米纤维膜的断裂强度增大而断裂伸长率减小;随着滚筒转速的加快,纳米纤维毡的纤维取向有所改善,纳米纤维毡的断裂强度和断裂伸长率都有所增大;随着环境湿度的增加,纳米纤维毡的纤维之间粘结点增多,纳米纤维的断裂伸长率增大,断裂强度先增大后减小.     

溶胶-凝胶法制备氧化硅-氧化铝共掺杂聚酰亚胺薄膜及其性能

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅及氧化铝溶胶,将溶胶混合后掺入正在反应的聚酰胺酸中,制得聚酰亚胺/二氧化硅-氧化铝杂化薄膜。利用扫描电子显微镜对杂化薄膜的微观形貌进行了表征,并测试了无机组分含量不同的杂化薄膜的力学性能、热稳定性及介电性能。试验结果表明,杂化薄膜材料中无机相呈现纤维结构和颗粒结构,有效地提高了薄膜的力学性能。杂化薄膜与纯膜相比,热分解温度有较大提高,且随着无机组分含量增大,热分解温度呈现先上升后下降的趋势。介电性能分析表明,杂化薄膜的介电常数和介电损耗与频率的关系符合德拜松弛极化机理。     

纳米TiO2改性丙烯酸酯增透膜的研究

将丙烯酸酯共聚物与纳米TiO₂利用羟基之间的缩合反应形成有机-无机杂化材料，涂覆于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面后，可提高基体薄膜的透光率，最高可达93.0%,性能优于共混改性材料。此外，薄膜表面接触角也在涂覆后有明显上升。经过热重分析可知，纳米TiO₂缩合改性后的杂化材料热分解温度高于纯共聚物和共混改性材料。     

聚酰亚胺/TiO2有机-无机纳米复合膜材料的合成与表征

以钛酸丁酯作前驱物，NMP为共溶剂，在可溶性聚酰亚胺PI(HQDPA．DMMDA)中通过溶胶．凝胶法制备出高TiO2含量的PI／TiO2有机-无机纳米复合膜材料。TiO2的实际含量高达35．5％时仍能成膜，低于27．2％时为透明浅黄色纳米复合膜。并通过XPS、WAXD、TG、DSC等手段对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明，在TiO2含量为27．2％时，PI／TiO2复合材料中TiO2的平均颗粒尺寸为35nm左右；热分解温度和玻璃化转变温度明显升高；复合材料力学性能良好。     

蒙脱土/ 二氧化钛/ 聚酰亚胺纳米杂化薄膜低温力学及热稳定性能研究

利用插层法和溶胶-凝胶法制备了不同含量的蒙脱土/ 二氧化钛/ 聚酰亚胺(MMT/ TiO₂ / PI) 纳米杂化薄膜。采用傅立叶红外光谱、紫外可见光谱、扫描电镜和热重分析等对该体系的分子结构、断口形貌和热性能进行了表征, 同时研究了聚酰亚胺杂化薄膜低温(77 K) 力学性能。结果表明, 纳米粒子与基体结合情况良好, 热分解温度Td有所上升。TiO₂ / PI 杂化薄膜低温拉伸强度随TiO₂ 质量分数增加而有所下降; 而MMT/ TiO₂ / PI 杂化薄膜拉伸强度随TiO₂质量分数增加而增加并在TiO₂质量分数为2 %时达到最大值, 说明TiO₂ 与MMT 超混杂产生了协同效应。另外, 弹性模量随无机颗粒含量的增加而提高, 但断裂伸长率则下降。      

TiO_2对PVDF超滤膜结构与性能的影响

实验制备了两种TiO2分散液,并将其填充到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中制得PVDF/TiO2杂化膜.考察了分散液填充比率对杂化膜的通量、截留率、接触角等性能的影响,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术表征杂化膜的微观结构.结果表明,两种TiO2分散液均能不同程度地改善膜的性质,且当分散液的填充比率为10%时,杂化膜的各项性能稳定,表面接触角得到有效改良,对牛血清蛋白(BSA)截留率改变较小,杂化膜纯水通量显著提高,最高水通量可达257.87L/(m2.h).XRD和SEM分析的结果表明,TiO2分散液的加入使其羟基数有不同程度的增加,杂化膜表面更加平滑,亲水性改善.     

纳米Al2O3的晶型对聚酰亚胺杂化薄膜性能的影响

将经偶联剂处理的纳米Al2O3粉体,借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸溶液中,制备出Al2O3不同晶型、不同含量的PI/纳米Al2O3杂化薄膜,并对杂化薄膜微观形貌、聚集态结构、光透过率、热稳定性、电击穿场强进行研究,分析Al2O3晶型和含量对PI/纳米Al2O3杂化薄膜的结构和性能的影响.结果表明:PI/纳米Al2O3杂化薄膜的热稳定性,电击穿场强均高于纯PI薄膜,且随着纳米Al2O3含量的提高热稳定性也随之提高,电击穿场强先升高后降低;填充Al2O3粉体的晶型对PI薄膜分子链堆积密度有较大的影响,导致添加不同晶型Al2O3的杂化薄膜性能的差异.     

纳米杂化PI薄膜击穿孔区形貌及元素分布

无机纳米杂化聚酰亚胺(PI)薄膜具有优良的耐电晕特性,通过观察击穿孔区形貌研究薄膜击穿机理及纳米颗粒的作用,利用SEM观察阶梯式升压强电场击穿无机纳米杂化PI薄膜孔区形貌,能谱仪测试孔区附近元素分布.研究表明:杂化薄膜严重破坏区域仅局限在孔洞附近10～50 μm范围内,随半径增加,其表面由颗粒大小不均匀、表面粗糙不平,逐渐过渡到颗粒均匀的微观结构状态;Cu含量逐渐减少,Au含量逐渐增加,正常区域电极表面没有损伤;氧化铝纳米颗粒在杂化薄膜中起到阻止电极破坏的作用,薄膜击穿机理属热击穿类型.     

超亲水TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备与表征

通过 ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合薄膜．实验结果表明：在 ＴｉＯ２薄膜中添加 ＳｉＯ２,可以抑制薄膜中 ＴｉＯ２晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加,水在复合薄膜表面的润湿角下降,亲水能力增强．当 ＳｉＯ２含量为 １０～２０ ｍｏｌ％时获得了润湿角为０°的超亲水性薄膜．     

改性纳米二氧化钛光催化降解聚乙烯薄膜的研究

以硬脂酸钠改性的纳米TiO2为光催化剂,与LDPE树脂制备了nano-TiO2/PE复合薄膜.研究了该薄膜在紫外光照射条件下的降解性能,并进行了SEM、FI-IR、VHX-100数码显微镜等分析,测试了薄膜经辐照前后的力学性能、质量变化和分子量变化.研究结果表明,该薄膜在紫外光照射下降解性能明显提高,薄膜在40W、254nm的紫外光照射120h后,粘均分子量(Mη)降低27.1%,拉伸强度降低49.1%,断裂伸长率降低91.3%;照射144h后质量损失达16%(质量分数);辐照后薄膜的羰基含量升高.     

PEO改性纳米TiO2/LDPE复合薄膜的光降解性能

以聚氧乙烯(PEO)改性纳米TiO2颗粒作为光催化剂,与低密度聚乙烯(LDPE)树脂复合制备了一种新型可光催化降解的TiO2/LDPE纳米复合薄膜,进行了该薄膜在空气中紫外光照下的光催化降解实验。通过表面接触角、失重率、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析技术系统地研究了该复合薄膜的降解性能。结果表明,PEO的加入能提高薄膜的亲水性和TiO2的分散性,提高TiO2的光催化活性,有利于促进LDPE薄膜的降解。TiO2/PEO/LDPE复合薄膜在0.8mW/cm2紫外光强下照射425h,失重率达到15.2%;在4mW/cm2紫外光强下照射500h,失重率达到38.1%。光照后薄膜的拉伸强度和断裂伸长率显著降低,羰基指数升高。     

添加剂对聚酰亚胺液晶垂直取向剂性能的影响

研究了添加剂对PI取向性能、耐摩擦性、热稳定性以及透光率的影响。用均苯四甲酸二酐(PM-DA),对苯二胺(PDA),4-已氧基联苯酚-3’,5’-二胺基苯甲酸酯(C6-BBDA),制备了三元共聚型PI取向膜,并采用添加剂(封端剂和交联剂)对PI改性。通过调节添加剂的组成制备了4种PI。利用红外光谱仪(FT-IR)、热失重分析仪(TGA)、紫外分光光度计(UV-Vis)、偏光显微镜(POM)和预倾角测试仪对合成的PI进行了结构表征和性能测试。研究发现LC分子在4种PI膜上都获得了均匀的垂直取向;添加交联剂的PI膜具有良好的耐摩擦性,经摩擦强度为600mm摩擦后,仍对LC分子具有垂直取向的能力;加入添加剂的PI膜具有良好的热稳定性,此外,加入添加剂的PI膜仍具有较高的透光率。     

TiO2复合薄膜光生亲水及防结雾性能研究

利用中频交流磁控溅射技术制备了TiO2薄膜、Ag/TiO2复合薄膜和TiO2:MoO3复合薄膜,研究了TiO2薄膜的光生亲水性和防结雾特性,讨论Ag及MoO3对TiO2薄膜光生亲水性的影响.发现:制备的TiO2薄膜有良好的光生亲水性和防结雾效果,同时薄膜越厚其光生亲水性越明显.800 nm的TiO2薄膜在TUV辐照3 min后其接触角可下降至2°以下.Ag/TiO2复合薄膜是一种接触角在较大范围内可变的薄膜材料,紫外辐射可使其接触角在120°到0°间调节.而TiO2:MoO3复合薄膜的光生亲水性则远比TiO2薄膜差.     

改性纳米TiO_2薄膜超亲水性的研究进展

纳米TiO2超亲水薄膜是新型的功能性薄膜,在自洁、防雾和生物兼容性应用等方面起着重要的作用。由于普通的TiO2薄膜禁带宽度较大,亲水性能不佳,使其实际应用受到极大的限制,改性是提高TiO2薄膜超亲水性能的重要手段。因此,对TiO2进行改性就成为该领域的关键课题之一。文中综述了纳米TiO2薄膜的超亲水性机理,以及实现超亲水性表面的改性方法。     

掺杂纳米TiO_2对水性铝基金属微粉涂层的影响

为了提高水性铝基金属微粉涂层的附着力和耐腐蚀性能,利用纳米TiO_2掺杂制备了不同纳米SiO_2含量的水性铝基金属微粉涂层。采用接触角仪测定涂料与基体Q235钢之间的接触角,采用划线划格法测定了涂层的结合强度,采用电化学极化和全浸试验法测试分析了涂层的耐腐蚀性能,采用金相显微镜和X射线衍射仪(XRD)分析了镀层的组织结构。结果表明:水性铝基金属微粉涂料中添加TiO_2后,接触角降低,使得涂层铝粉排列几乎与基体保持平行并呈现层状堆积,提高了涂层附着力、耐腐蚀性;涂料中的纳米TiO_2改善铝粉的润湿性并作为填充物填充在涂层孔隙之间,使涂层结构更加密实并且铝粉提供了物理屏蔽作用;在所研究的范围内,TiO_2最佳用量为0.4 g。     

纳米TiO2 / 再生纤维素复合薄膜的制备及光催化性能

在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯室温离子液体中, 将纳米TiO₂粉末与纤维素浆粕进行溶液共混, 所得纤维素用水再生后, 经过超临界CO₂干燥处理, 制备了不同TiO₂ 含量的纳米TiO₂ / 再生纤维素复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM) 、X 射线衍射(XRD) 、傅立叶变换红外光谱( FTIR) 对所得薄膜的形貌、结构进行表征。利用PCC-2 型光催化活性检测仪测试薄膜在紫外光下光催化降解亚甲基蓝的能力, 评价薄膜的光催化活性。讨论了纳米TiO₂ 含量、超临界CO₂ 干燥和真空干燥对薄膜性能的影响。结果表明: 复合膜的光催化活性达到所用TiO₂粉体的90 %; 经超临界CO₂ 干燥处理所得复合膜的光催化活性明显高于真空干燥所得复合膜的活性; 纳米复合膜的光催化活性随TiO₂ 含量的增加先升高后降低, 含量为5 %时光催化活性最高。