LLDPE/HDPE/MWCNTs导电薄膜的制备及表征

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)为原料,利用高密度聚乙烯(HDPE)和多壁碳纳米管(MWCNTs)为改性剂,通过热压成型和超声分散的方法制备了LLDPE/HDPE/MWCNTs复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、X-射线衍射(XRD)、拉伸性能和导电性能等测试手段,考察了LLDPE/HDPE/MWCNTs复合薄膜的结构、力学性能和导电性能。结果表明:与纯LLDPE相比,LLDPE/HDPE/MWCNTs复合薄膜的拉伸强度和屈服强度均提高;MWCNTs均匀分布在LLDPE/HDPE复合薄膜的表面,形成导电网络结构,有利于LLDPE/HDPE/MWCNTs复合薄膜导电性能的提高。     

静电纺丝法制备RGO/PU纳米复合纤维的研究

采用改进Hummer法制备了氧化石墨烯,并由氧化石墨烯制备了还原氧化石墨烯(RGO),将其添加到热塑性聚氨酯(PU)纺丝液中,用静电纺丝法制备了RGO/PU纳米复合纤维。讨论了纺丝电压对纤维的影响,考察了复合纤维膜的形貌、导电性能和力学性能。结果表明,纺丝电压为23~28 k V时有明显的泰勒锥;在PU中添加质量分数为0.50%的RGO可以明显提高复合纤维的导电性能;加入RGO后PU纤维拉伸强度和断裂伸长率提升明显。     

还原纳米石墨/聚氨酯导电胶的制备与性能研究

利用异氰酸酯与多元醇在不同的反应条件下制取三种性能不同的聚氨酯(PU)预聚体(PUⅠ、PUⅡ和PUⅢ),然后分别与还原纳米石墨(RNG)、三羟甲基丙烷(TMP)混合制备三种RNG/PU导电胶(RNG/PUⅠ、RNG/PUⅡ和RNG/PUⅢ)。运用多种检测手段对导电胶的导电性能、力学性能和热稳定性能进行了分析。结果表明:随着RNG质量分数的增加,三种导电胶的导电性能均增强,其导电逾渗阀值分别为10.0%、16.7%和20.0%;导电胶的拉伸剪切强度随RNG质量分数的增加呈先升后降的趋势,当w(RNG)=20%时导电胶的拉伸剪切强度为1.37～4.40MPa;RNG的加入使导电胶的热稳定性能明显提高。     

激光辐照对Ag/AZO双层复合透明导电薄膜性能的影响

通过磁控溅射在掺铝氧化锌(AZO)透明导电玻璃表面沉积了10 nm厚的Ag层,得到Ag/AZO双层复合透明导电薄膜,然后利用532纳秒脉冲激光器对其进行辐照处理。考察了激光能量密度对薄膜形貌、结构及综合光电性能的影响。考察了激光辐照处理后Ag/AZO双层复合透明导电薄膜的方块电阻、透光率、反射率及品质因子,并通过扫描电镜和X射线衍射仪分析了它们的表面形貌和晶体结构。结果表明,当激光能量密度为0.6 J/cm~2时,薄膜的方块电阻为9.26Ω,在400～800 nm波段的平均透光率为88.38%,平均反射率为11.69%,品质因子为3.14×10~(-2) Ω~(-1),表现出最优的综合光电性能。     

用于心电信号捕捉的高性能棉/银复合织物电极

导电织物在可穿戴电子领域前景广阔,但在使用过程的稳定性仍需提高。通过缩合反应,在棉织物(CF)上接枝了γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS),再利用化学镀的方式沉积银颗粒,制备出棉/银复合织物电极(Ag/M-CF)。Ag/M-CF的表面方阻低至0.04 Ω/sq,而且在多个方面(洗涤、拉伸、弯曲和氧化)都有良好的稳定性。洗涤200次后,表面方阻仅为1.88 Ω/sq,导电性能良好,满足实际需要；拉伸5%后,表面方阻仅为1.00 Ω/sq；经过3000次弯曲后,Ag/M-CF的表面方阻增加至1.38 Ω/sq；在恒温恒湿环境中放置9周后,表面方阻仅为0.50 Ω/sq。将洗涤前后的Ag/M-CF植入智能服装中,都能成功捕捉到人体在运动状态下的心电信号,而且测得的心率几乎相同。除此之外,Ag/M-CF还具有良好的机械性能和抗菌性。关键词：织物电极；洗涤稳定性；弯曲性能；耐氧化性能；心电图中图分类号：TS195.5 文献标识码： A 文章编号：1003-5214 (2020) 01-0000-00     

淀粉基底银纳米线柔性透明导电薄膜的合成及光电性能

以马铃薯淀粉为原料,合成可反复弯曲折叠的柔性透明基底膜,通过多元醇法制备导电银纳米线(Ag NW),用旋涂法将Ag NW均匀覆盖于淀粉基底膜表面,两者通过分子间作用力相结合,制得系列Ag NW沉积密度不同的复合导电薄膜材料。对产品形貌、结构及稳定性进行了分析,并探索了不同AgNW沉积密度对复合导电薄膜材料光电性能的影响规律。结果表明,获取的柔性基底膜具有92%透光率、3.92 nm粗糙度、29.01 MPa拉伸应力;导电银纳米线直径约60 nm,长度20～30μm。当Ag NW沉积密度超过300 mg/m2时,方块电阻(Rs)低于22.6?/sq,透光率低于65%,光电优值(FOM)高于35,是氧化铟锡(ITO)导电膜的良好替代材料。将复合膜反复弯曲折叠Rs变化量低于5%,TGA测试发现,淀粉基底膜及复合膜热分解温度高于250℃,有利于对其进行进一步高温导电处理;稳定性测试结果表明,复合膜放置于空气中随时间延长Rs略微增大。     

转印法制备薄膜太阳能电池用银纳米线–聚合物复合透明导电薄膜

以自制银纳米线分散液为原料,聚氨酯(PU)为可剥落树脂,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上,利用转印法制备了可用于薄膜太阳能电池的银纳米线–可剥离树脂复合透明导电薄膜,并采用四探针测试仪、紫外–可见光光度计等技术测试了其方块电阻、可见光波段透过率和雾度,分析了分散液浓度、热处理温度与时间对银纳米线透明导电薄膜光电性能的影响。结果表明:随着分散液浓度的降低,银纳米线透明导电薄膜的透过率提高,但同时方块电阻增大;热处理可显著改善透明导电薄膜的导电性,透明导电薄膜的方块电阻随着热处理温度增加、时间延长均呈现出先降低后升高的现象,透过率则随热处理温度增加而提高;在150℃热处理5 min后,银纳米线透明导电薄膜的方块电阻为42?/sq,透过率为85.7%,雾度13.52%。     

聚酰亚胺/银复合薄膜的制备及表面微结构表征

聚酰亚胺(PI)是一种具有优异性能的聚合物材料,广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域。近年来,对聚酰亚胺材料的研究正朝着高性能化、多功能化和低成本化方向发展。其中聚酰亚胺/银(PI/Ag)复合薄膜是近年来研究异常活跃的领域,表面银层的存在使复合薄膜获得优异的光学性能、电性能和磁性能。本文采用离子交换技术制备聚酰亚胺/银(PI/Ag)复合薄膜。首先,PI薄膜在氢氧化钾(KOH)溶液的作用下进行表面化学刻蚀,然后在硝酸银溶液(AgNO)的作用下进行离子交换,在3PI薄膜表面形成了含有Ag+的复合层。最后,附有Ag+的PI薄膜经过热处理后重新亚胺化使Ag+形成Ag。对复合薄膜分别进行了扫描电镜测试(SEM)、原子力显微镜测试(AFM)、X射线衍射(XRD)性能表征。SEM的测试结果表明复合薄膜表面银层的致密程度随着AgNO3处理时间和浓度的增加而增加,但是当AgNO3处理时间和浓度继续增加到一定程度时反而减少;AFM的测试结构表明随着Ag NO3处理时间的增加,薄膜表面银层平整度增加,对于AgNO3处理浓度而言,取0.04M左右为宜。XRD测试表明薄膜表面纳米Ag颗粒的结晶性能良好,均为面心立方结构。     

淀粉基底银纳米线柔性透明导电膜的合成及性能

以马铃薯淀粉为原料,合成可反复弯曲折叠的柔性透明基底膜,通过多元醇法制备导电银纳米线(Ag NW),用旋涂法将Ag NW均匀覆盖于淀粉基底膜表面,两者通过分子间作用力相结合,制得系列Ag NW沉积密度不同的复合导电薄膜材料。对产品形貌、结构及稳定性进行了分析,并探索了不同AgNW沉积密度对复合导电薄膜材料光电性能的影响规律。结果表明,获取的柔性基底膜具有92%透光率、3.92 nm粗糙度、29.01 MPa拉伸应力;导电银纳米线直径约60 nm,长度20～30μm。当Ag NW沉积密度超过300 mg/m2时,方块电阻(Rs)低于22.6?/sq,透光率低于65%,光电优值(FOM)高于35,是氧化铟锡(ITO)导电膜的良好替代材料。将复合膜反复弯曲折叠Rs变化量低于5%,TGA测试发现,淀粉基底膜及复合膜热分解温度高于250℃,有利于对其进行进一步高温导电处理;稳定性测试结果表明,复合膜放置于空气中随时间延长Rs略微增大。     

聚氨酯/多壁碳纳米管复合薄膜的制备及其热稳定性研究

通过溶液共混的方法制备出聚氨酯(PU)/多壁碳纳米管(MWNTs)纳米复合薄膜,重点研究了MWNTs的加入对PU热稳定性能的影响。结果表明,加入质量分数3%的MWNTs,使PU的耐热性得到一定的提高;用Kissinger方法得出的降解活化能由198.01kJ/mol提高到250.05kJ/mol,薄膜的力学性能得到改善,拉伸强度提高了63.5%,伸长率提高了4.2%;TEM分析表明,质量分数3%的MWNTs在PU/MWNTs纳米复合薄膜中得到均匀分散。     

兼具导电及抗原子氧性能的复合薄膜制备及性能

聚酰亚胺薄膜因其良好的耐热性和绝缘性在航空航天应用广泛,但其容易在低地球轨道受到原子氧的侵蚀,使其各项优异性能退化至丧失。首先采用原位自金属化法对聚酰亚胺薄膜进行开环刻蚀、离子交换和热还原后,制备出PI/Ag的复合薄膜,基于PI/Ag的复合薄膜结合刮涂的方式在表面引入抵抗原子氧侵蚀的含硅聚酰亚胺,从而制备出两种浓度的PI/Ag/Si-PI复合薄膜。并对其进行XPS,SEM和抗原子氧辐照测试等表征,结果发现PI/Ag/Si-PI复合薄膜具有优良的抗原子氧性能,且较高浓度的效果更佳。表层Si-PI在原子氧辐照过程中形成致密的SiO_2来进一步抵抗原子氧的侵蚀,从而保护与其紧挨着的下层及导电银层,从而保证了兼具导电及抗原子氧性能的复合薄膜。     

石墨烯-银纳米线复合透明柔性导电薄膜的制备及性能研究

柔性透明导电薄膜拥有优秀的光学及电学性能,目前应用最广泛的即ITO透明导电薄膜,但由于其缺点显著,限制了未来的发展,使得发展新一代透明导电薄膜成为了当今透明导电领域发展的主流。以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为柔性基底,采用了L-B提拉膜法和喷涂法,分部进行了还原氧化石墨烯(r GO)和银纳米线(Ag NW)复合薄膜的制备,研究了不同制备条件对复合薄膜透明度和导电性能的变化的影响。由于还原氧化石墨烯和银纳米线优秀的导电性以及透光性能,使得其在今后的柔性显示设备的应用中展现出了巨大的应用前景。     

钛酸钡/碳化钛/聚酰亚胺三元复合薄膜的制备及性能研究

随着微电子工业的不断发展,高介电常数材料的发展已成为制约电子器件微型化、高速化的关键因素之一。本文以钛酸钡核碳化钛为填料,经硅烷偶联剂改性后按一定比例添加到聚酰亚胺中,制备出钛酸钡/碳化钛/聚酰亚胺(BaTiO3/TiC/PI)三元复合薄膜。对复合薄膜的显微结构及性能进行了分析。实验结果表明,无机填料在复合薄膜中具有较好的分散性,说明硅烷偶联剂改性后无机粉体与聚酰亚胺基体的相容性增加。性能测试表明,随着无机填料含量的增加,三元复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率均下降,而导电性能则逐渐提高。     

改性氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)为单体,以苯基异氰酸酯改性氧化石墨烯(pGO)为填料,通过原位聚合法成功制备了改性氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜。采用红外光谱对其结构进行了表征,并研究其拉伸性能和热稳定性能。结果表明,当填料含量为1%时复合薄膜的拉伸性能最佳,拉伸强度(T_S)达到69.1MPa,拉伸模量(T_M)达到2.31GPa,相对于纯PI薄膜其拉伸强度提高9.3%,拉伸模量提高19.1%;此时复合薄膜的残炭率(Y_c)为60.1%,比纯PI薄膜提高2.7%,最大分解速率时的温度(T_(max))为587℃,比纯PI薄膜提高约8℃,玻璃化转变温度(T_g)为361℃,说明该复合薄膜的拉伸性能和热稳定性能得到一定程度的提高。     

还原纳米石墨/聚氨酯导电胶的制备与性能研究

利用异氰酸酯与多元醇在不同的反应条件下制取三种性能不同的聚氨酯（PU）预聚体（PUⅠ、PUⅡ和PUⅢ）,然后分别与还原纳米石墨（RNG）、三羟甲基丙烷（TMP）混合制备三种RNG/PU导电胶（RNG/PUⅠ、RNG/PUⅡ和RNG/PUⅢ）。运用多种检测手段对导电胶的导电性能、力学性能和热稳定性能进行了分析。结果表明：随着RNG质量分数的增加,三种导电胶的导电性能均增强,其导电逾渗阀值分别为10.0%、16.7%和20.0%;导电胶的拉伸剪切强度随RNG质量分数的增加呈先升后降的趋势,当w（RNG）=20%时导电胶的拉伸剪切强度为1.37～4.40MPa;RNG的加入使导电胶的热稳定性能明显提高。     

高弹性聚氨酯导电纤维的制备及其性能研究

通过后处理制得了高弹性多壁碳纳米管/聚氨酯(MWCNTs/PU)导电纤维,探讨了N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)与乙醇的体积比及多壁碳纳米管的浓度对纤维的热稳定性、电学性能、力学性能、耐水洗性能、耐拉伸性能和传感性能等的影响。结果表明:该纤维的电导率可达到3 S/m;当纤维的伸长率为200%时,σ/σ_0约为5.5×10~(-3),仍具有良好的导电性;保持最大伸长率为200%,经过1 000次拉伸后电导率下降87%,具有良好的拉伸导电性能。此外,该纤维还具有良好的热稳定性、耐水洗性能、传感性能和力学性能。     

MWCNTs/PU导电纤维的制备与性能

通过将多壁碳纳米管(MWCNTs)与聚氨酯(PU)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液中共混,获得了MWCNTs/PU纺丝原液,采用模拟干法纺丝技术,制备了MWCNTs/PU导电纤维;并对纤维的导电性能进行了表征,研究了复合纤维在不同温度、不同拉伸条件下电导率的变化规律。结果表明:当温度从25℃升高至150℃时,纤维的电导率从2.5×10~(-2) S/m上升到3.0 S/m;当对纤维进行拉伸,伸长率从0增加至100%时,电导率从2.5×10~(-2) S/m下降到3.6×10~(-4) S/m;当固定伸长率25%,对纤维进行循环拉伸时,电导率在(4.0～6.0)×10~(-3) S/m之间上下起伏。     

氧化石墨烯/水性聚氨酯复合薄膜的制备及性能研究

以自制的GO(氧化石墨烯)为填料,WPU(水性聚氨酯)为基体,采用溶液共混和流延成膜法制备了GO/WPU复合薄膜。着重考察了GO含量对GO/WPU复合薄膜力学性能和导热性能等影响。研究结果表明:随着GO含量的增加,复合薄膜的拉伸强度增强、导热系数增大;当w(GO)=4%(相对于复合薄膜质量而言)时,复合薄膜的拉伸强度(20.6 MPa)相对最大、导热系数[为0.208 W/(m·K)]相对最高[这是由于GO均匀分散在PU(聚氨酯)基体中,形成了连续褶皱状网络结构的缘故]。     

用于海水淡化的氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的性能研究

将改进Hummer法合成的氧化石墨烯(GO)分散到聚酰亚胺(PI)基体中,运用真空抽滤装置制备用于海水淡化的GO/PI复合薄膜,对复合薄膜的性能进行研究。结果表明:适量的GO(质量分数为0. 010)能够明显改善薄膜的表面形貌,消除或减少薄膜表面孔洞和裂纹;与PI薄膜相比,GO/PI复合薄膜的亲水性能和拉伸性能提高;加入适量的GO(质量分数为0. 010)后,复合薄膜具有较好的脱盐性能,且随着温度升高,脱盐性能提高,当温度达到75℃时,其具有较大的离子去除率(99. 4%)和水渗透量(36. 1 kg·m~(-2)·h~(-1));经多次试验后,复合薄膜的脱盐性能仍能保持较高水平,稳定性较好。GO/PI复合薄膜有望成为一种用于海水淡化的新型反渗透薄膜。     

PMMA/棉花纤维素复合薄膜的制备及性能

为改善聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的热性能和力学性能,以经过预处理的棉花纤维素为增强体,将PMMA与棉花纤维素溶液按不同比例混合,利用溶液浇铸法制备PMMA/棉花纤维素复合薄膜,并利用热重分析、透光性分析以及拉伸性能测试研究了不同棉花纤维素含量的PMMA/棉花纤维素复合薄膜的性能。结果表明,与PMMA薄膜相比,PMMA/纤维素复合薄膜的热稳定性和力学性能均有所提升,PMMA/纤维素复合薄膜的热分解温度提高8.3%;随着棉花纤维素含量从0增加到15%,拉伸强度从10.53 MPa提升到55.95 MPa,最高提升了431%。此外,复合薄膜的光透过率随着棉花纤维素含量的增加而降低。当棉花纤维素含量为7.5%时,复合薄膜不仅具有良好的力学性能,而且具有较高的透光率,综合性能较好。