基于聚硅氧烷疏水改性聚酰亚胺气凝胶

气凝胶由于孔径小、孔道相互连通且比表面积大,易吸收水分。水分的存在对其性能和结构都有显著的负面影响。为降低聚酰亚胺气凝胶的亲水性,通过聚酰亚胺结构中酰氯侧基与氨丙基三甲氧基硅烷和10%(质量分数)的端氨丙基聚二甲基硅氧烷反应,将聚二甲基硅氧烷与三甲氧基硅烷共同引入聚酰亚胺结构中。基于三甲氧基硅烷侧基的水解和缩合反应得到具有化学交联网络结构的聚酰亚胺凝胶,经冷冻干燥得到聚酰亚胺气凝胶,其密度为0.20 g/cm~3,具有相互连通的三维网络结构。红外和热失重结果表明疏水的聚二甲基硅氧烷已引入聚酰亚胺结构中,X射线光电子能谱表明聚二甲基硅氧烷在聚酰亚胺气凝胶骨架表面富集。相比较未引入聚二甲基硅氧烷的聚酰亚胺气凝胶,其疏水性得到显著提高。     

聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展

聚酰亚胺薄膜因表面光滑和亲水性差,导致其粘接性能低,有必要对其进行表面改性.从聚酰亚胺薄膜表面性质出发,详细介绍了酸碱处理、等离子处理、离子束和表面接枝等几种不同的聚酰亚胺薄膜表面改性方法及其研究进展.通过这些改性方法,聚酰亚胺薄膜表面与其他材料的粘接性能得到显著提高.     

超疏水铝表面的一步法电化学制备及其耐蚀性能研究

金属材料的表面超疏水改性可以显著改善其耐腐蚀性能.为了制备超疏水铝合金表面,结合化学刻蚀与电化学氧化技术,采用一步法在铝表面构筑超疏水结构,研究了其中盐酸含量和氧化时间对铝电极表面结构和性能的影响.采用接触角测试仪表征了铝表面的疏水性能,利用扫描电镜和能谱仪分析了铝表面的微观形貌和化学组成.采用电化学阻抗谱和电化学噪声技术评价了改性铝电极在3.5％NaCl溶液中的耐蚀性能.结果表明:当盐酸浓度为0.015 mol/L,电压为2 V,氧化时间为20 min时,可在纯铝上制备得到接触角为155.8°、滚动角为3.1°的超疏水表面.电化学阻抗测试结果表明,电荷转移电阻由121 Ω·cm2增大至1 941 Ω·cm2,超疏水铝表面的保护效率高达93.8％.电化学噪声测试表明,铝电极表面的超疏水改性能够显著地减弱其在3.5％NaCl溶液中的局部腐蚀强度.     

疏水改性PNIPA水凝胶的制备及在表面活性剂溶液中的性能

采用水溶液和水溶液胶束自由基聚合方法分别制备了聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶(PNIPA)和疏水改性PNIPA水凝胶：聚N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸甲酯(MA)／丙烯酸乙酯(EA)／丙烯酸丁酯(BA)／丙烯酸十二酯(DA)水凝胶。研究了凝胶的微观结构及不同结构的水凝胶在表面活性剂溶液中的溶胀行为。结果表明,PNIPA与疏水改性PNIPA水凝胶有着不同的微观形态结构;与PNIPA水凝胶相比,疏水改性PNIPA水凝胶在十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲溴化铵(CTAB)水溶液中的溶胀率增大,温敏性增强。疏水改性水凝胶在溶液中的溶胀行为与凝胶化学结构、溶液组成有关。对于疏水改性丙烯酸酯-NIPA共聚水凝胶,其溶胀率随丙烯酸酯碳链长度的增加而降低,在SDS溶液中的相转变温度远比CTAB溶液中的高,突变温度区间更宽。     

聚酰亚胺基气体分离炭膜的进展

通过对近十多年来在聚酰亚胺基气体分离炭膜方面所取得成果的评述,探讨了聚酰亚胺的化学结构、成膜方法、热解工艺条件,以及修饰改性等因素对炭膜气体分离性能的影响.分析了聚酰亚胺基炭膜目前所存在的问题,并对其发展前景进行了展望.     

增韧改性酚醛泡沫的烟密度和宏观燃烧行为探究

针对酚醛泡沫的脆性、易粉化性、吸水性等问题,通过物理和化学结合方式在酚醛结构中引入柔性分子链,并复配适量的短玻璃纤维和有机蒙脱土.实验结果表明:改性酚醛泡沫的力学强度、粉化性、吸水性等都有较为显著提高,同时改性酚醛泡沫的热解燃烧性能得到一定程度的改善.本文还对增韧改性酚醛泡沫的烟密度和宏观燃烧行为进行系统描述,为酚醛泡...     

聚酰亚胺在离子液体中的合成与表征

离子液体由于其溶解能力强、不挥发等特点,使其成为良好的绿色溶剂,由于良好的高温稳定性,适用于缩聚反应体系。以常规的芳香族二酐和芳香族二胺为单体,并分别使用不同结构的离子液体为溶剂,进行缩聚反应得到聚酰亚胺。用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(13C-NMR)方法证实了在离子液体中所合成的聚酰亚胺与传统合成路线合成的具有相似的化学结构;采用X射线衍射(WAXD)分析了聚合物的聚集态结构,并探讨了不同的离子液体对聚酰亚胺聚集态结构的影响;经热重法(TGA)测试分析,在以离子液体[BMIM]BF4为反应溶剂时,所得聚酰亚胺具有较好的热稳定性能。     

含苝聚合物功能材料的研究进展

在介绍苝酰亚胺衍生物的化学结构及其改性的基础上,主要综述了近年来以苝酰亚胺为重复单元构筑的聚酰亚胺、共聚物、星型聚合物、树枝大分子和超分子聚合物的研究动态,该类聚合物展现了丰富的结构形态、独特的性质功能以及在光电器件上广阔的应用前景,最后展望了其发展前景。     

疏水性聚酰亚胺增强SiO2气凝胶复合材料的制备与表征

采用化学交联、溶胶-凝胶和表面改性的方法,制得疏水性聚酰亚胺（PI）增强SiO₂气凝胶复合材料。以均苯四甲酸二酐（PMDA）和4’,4’-二氨基二苯醚（ODA）为聚合单体,3-氨丙基-三己氧基硅烷（APTES）为封端剂,合成APTES封端的聚酰亚胺,与正硅酸乙酯（TEOS）混合形成前驱体。采用酸碱两步催化凝胶、湿凝胶依次进行表面疏水改性、溶液置换及CO₂超临界干燥,得到聚酰亚胺增强SiO₂气凝胶复合材料样品。利用FTIR、SEM、比表面积测试仪、万能材料试验机、接触角分析仪等表征样品的化学组成、微观形貌、孔结构、力学性能及疏水性能等。结果表明：PI质量分数为6wt%的样品密度为0.124 g/cm³,比表面积为724 m²/g,平均孔径尺寸为14 nm,接触角为134°,抗压强度为0.295 MPa。20wt%含量的PI增强SiO₂气凝胶样品抗压强度为0.556 MPa。     

碱处理对干法纺二步法甲纶聚酰亚胺纤维微观形貌及结构性能的影响

研究了NaOH处理对聚酰亚胺纤维细度、力学性能、热失重性能、化学结构、表面微观形貌及微观聚集态结构的影响。结果表明,纤维经碱处理后细度和力学性能下降,且随着碱浓度和温度提高、处理时间延长,纤维细度和力学性能下降趋势加快;纤维的酰亚胺环在OH~-作用下,开环水解为聚酰胺酸或其盐,使得部分聚合物分子链发生断裂,导致纤维热失重性能、化学结构及微观聚集态结构发生改变,纤维表面凹凸不平,粗糙度增加,局部发生刻蚀。因此,采用适当的NaOH处理工艺,有助于聚酰亚胺纤维表面进行功能化改性。     

Effects of porous carbon additives and induced fluorine on low dielectric constant polyimide synthesized with an e-beam

We report the synthesis of a polyimide matrix with a low dielectric constant for application as an intercalation material between metal interconnections in electronic devices. Porous activated carbon was embedded in the polyimide to reduce the dielectric constant, and a thin film of the complex was obtained using the spin-coating and e-beam irradiation methods. The surface of the thin film was modified with fluorine functional groups to impart water resistance and reduce the dielectric constant further. The water resistance was significantly improved by the modification with hydrophobic fluorine groups. The dielectric constant was effectively decreased by porous activated carbon. The fluorine modification also resulted in a low dielectric constant on the polyimide surface by reducing the polar surface free energy. The dielectric constant of polyimide film decreased from 2.98 to 1.9 by effects of porous activated carbon additive and fluorine surface modification.     

石质文物防护材料疏水纳米二氧化硅粒子的制备及表征

在超声辅助、氨水催化条件下,以十六烷基三甲氧基硅烷为正硅酸乙酯的共前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了疏水纳米二氧化硅。采用纳米粒度仪、FTIR、TG-DTA等分析方法表征了疏水纳米二氧化硅,测定表明该粒子直径集中在30~50nm,疏水性保持温度为244℃。在商用石材防护涂料Coesol中添加疏水纳米二氧化硅,随着纳米粒子质量分数的增加,石材表面疏水程度增强,当纳米粒子质量分数大于等于1.1%时,石材表面呈超疏水性;而毛细吸水量和水蒸气透气性却随着纳米粒子质量分数的增加而减小。     

大豆蛋白基生物降解材料研究进展

大豆蛋白材料的改性方法主要有物理改性、化学改性、酶法改性以及纳米共混改性等。对大豆蛋白材料的性能改善研究主要集中于薄膜材料的成膜性能、机械性能、吸水性能、透光性能、阻气性能和水蒸气透过性能、生物降解性能等方面。大豆蛋白基生物降解材料多被用作制备可食性薄膜,应用于果蔬的涂抹保鲜及部分食品的内包装;改性后的大豆蛋白可作为营养保健物质用作生物材料及生物医用材料。大豆蛋白基生物降解材料未来的发展方向主要为降低成本及增强性能等研究。     

桐油基紫外光固化材料体系构建的研究进展

桐油基紫外光固化材料体系具有成膜速度快、固化温度低、污染小和可再生等优点,发展利用空间很大。利用桐油分子长链含有共轭双键的化学结构特征,可以对其进行化学改性,构建桐油基紫外光固化材料体系。本文综述了近年来桐油基紫外光固化材料体系的研究进展。首先简要介绍了桐油的化学结构与应用,然后着重论述了通过Diels-Alder反应来构建的桐油基紫外光固化材料体系的研究现状,还探讨了其他化学改性桐油构建紫外光固化体系的方法和固化效果。文章最后展望了桐油基紫外光固化材料体系的研究及应用前景。     

纤维素基轻质多孔材料的研究进展

目的 纤维素基轻质多孔材料具有质轻、孔隙率高、成本低等优点,被广泛应用于吸附、催化、隔热等领域,但易燃、耐水性差等缺点限制了它的应用范围。通过复合改性可以改善上述缺点,并赋予其新的特性,因此需要充分了解功能化改性方法和复合轻质多孔材料的广泛应用。方法 通过追踪国内外纤维素基轻质多孔材料的功能化改性研究和应用进展,概述纤维素基轻质多孔材料的基本性质和性能,重点分析纤维素基复合轻质多孔材料的功能化改性方法和应用,详细介绍纤维素基复合轻质多孔材料在众多领域的应用。结论 将有机或无机材料与纤维素进行复合制成轻质多孔材料,可以实现阻燃、吸附、电磁屏蔽、导电、疏水、抗菌等功能,拓宽了纤维素基轻质多孔材料在包装、医用、电池等领域的应用范围。     

废纸纤维气相防锈气凝胶的绿色制备及性能研究

目的 为了实现气相防锈包装材料基材的多样性，以及废纸的高值化利用，以废报纸为原料制备出一种具有防锈功能的气凝胶。方法 用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)对脱墨后的废纸浆进行溶解再生，冷冻干燥后制成气凝胶，再通过化学浸渍法和气相沉积法分别对气凝胶进行疏水和防锈改性。结果 防锈气凝胶对Q235钢的缓蚀率为81.93%，水接触角为104.78°，压缩强度为6.91 kPa，密度为0.22 g/cm³。结论 以废纸为原料制备的气凝胶，经过疏水和防锈改性后，具有优良的气相缓蚀性能，可用于金属元器件的防锈缓蚀。     

微电子封装中聚合物磁性材料的研制

将不同量的纳米三氧化二铁在分散剂等条件下与自制的聚酰亚胺复合,制成聚酰亚胺/纳米氧化铁复合材料,采用古埃法(Gouy's)、红外光谱(FTIR)、吸水性能测试、拉伸强度测试等手段,表征了材料的结构及特有的超顺磁性。结果表明,这种复合材料具有超顺磁性,而纯聚酰亚胺不具备,吸水率下降,拉伸强度好。     

Hydrophobic Hydrogels with Fruit‐Like Structure and Functions

Normally, a polymer network swells in a good solvent to form a gel but the gel shrinks in a poor solvent. Here, an abnormal phenomenon is reported: some hydrophobic gels significantly swell in water, reaching water content as high as 99.6 wt%. Such abnormal swelling behaviors in the nonsolvent water are observed universally for various hydrophobic organogels containing omniphilic organic solvents that have a higher affinity to water than to the hydrophobic polymers. The formation of a semipermeable skin layer due to rapid phase separation, and the asymmetric diffusion of water molecules into the gel driven by the high osmotic pressure of the organic solvent–water mixing, are found to be the reasons. As a result, the hydrophobic hydrogels have a fruit‐like structure, consisting of hydrophobic skin and water‐trapped micropores, to display various unique properties, such as significantly enhanced strength, surface hydrophobicity, and antidrying, despite their extremely high water content. Furthermore, the hydrophobic hydrogels exhibit selective water absorption from concentrated saline solutions and rapid water release at a small pressure like squeezing juices from fruits. These novel functions of hydrophobic hydrogels will find promising applications, e.g., as materials that can automatically take the fresh water from seawater.