芦丁硬脂酸酯及芦丁月桂酸酯与 硬脂酸混合单分子膜的成膜性质

采用LB膜分析仪分别研究芦丁硬脂酸酯(RS)和芦丁月桂酸酯(RL)与硬脂酸(SA)的混合膜在不同物质的量条件下的崩溃压、平均分子面积、超额吉布斯函数ΔGex、可压缩性等成膜性能及其影响因素.结果显示,两体系的崩溃压均随SA的含量分数(xSA)增大而增大.对于RS/SA膜体系,随着xA增大其分子间力由吸引过渡为排斥,xSA=0.167附近膜收缩效应最大,形成最稳定的热力学状态,膜压越小SA对膜的收缩或膨胀效应越显著.对于RL/SA膜体系,在任何xSA条件下其分子间力始终为排斥,膜呈膨胀状态,混合体系不稳定,xSA=0.5时,SA对混合膜的膨胀效应最大,体系最不稳定.RS与SA具有相同的疏水链碳数, RS/SA膜体系较RL/SA膜体系的相容性和稳定性好.     

聚合物基底对PEG结晶形貌的影响

为了研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)对聚乙二醇(PEG)结晶形貌的影响,利用偏光显微镜观察了PEG在PMMA和PS两种聚合物基底上的结晶形貌.采用两步成膜的方法分别制备PMMA和PS膜,以其为基底制备PEG膜.当PS为基底时,以乙醇为溶剂,PEG膜热退火后发生去润湿行为;以甲苯为溶剂,PS基底与PEG形成共混物,并发生宏观相分离.当PMMA为基底时,分别以乙醇、甲苯为溶剂,退火后PMMA均与PEG混溶,不发生去润湿行为,且形成羽毛状结晶形貌.实验结果表明:PS与PEG相容性较差,两者的分子链没有发生相互渗透的现象;PMMA与PEG的相容性较好,PMMA分子链渗入到PEG分子链中,影响其结晶速率和结晶形貌.     

多尺度静电纺丝纤维的制备及其浸润性研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为溶剂,利用静电纺丝法,通过调控溶液浓度、溶剂配比和喷丝孔径等条件制备不同形貌的聚苯乙烯(PS)电纺纤维膜.对所制备的纤维膜进行扫描电子显微镜、浸润性及透湿性表征,探究不同实验条件下纤维膜形貌与其浸润性及透湿性能的关联.结果表明:以纯DMF作为溶剂,当纺丝液中PS质量分数为5％时,纤维膜形貌为均匀分布的完全"珠状"颗粒;以DMF和THF作为混合溶剂并调控其配比,随着溶剂中DMF比例的减少,珠状结构逐渐变成纺锤状最终形成直径均匀、表面光滑的纤维.进一步研究发现:当PS在纯溶剂DMF中的质量分数为5％时,随着喷丝孔径增大,膜中微球数量减少但直径不变;随着PS含量的增加,膜中微球减少纤维增多,而且纤维分布均匀且直径较大.当溶剂DMF和THF质量配比为8:2,PS质量分数为15％时,纤维膜具有良好的疏水性能和透湿性能.     

全氟代十一酸LB复合膜结构与富氧性能的研究

本文研究了全氟代十一酸(FA)与硬脂酸(SA)共混物在气—水界面上的单分子膜性质,制备了其Langmuir—Blodgett(LB)膜。小角X光衍射测得LB膜单分子层的厚度为2.54nm左右。采用IR、UV和ESCA对LB膜的结构进行了表征,表明所制备的LB膜具有高度的均匀性,在每一层单分子膜中,两种羰基以与Cd~(+2)成络合物形式存在。以聚丙烯微孔膜为支撑膜,FA/SA共混LB膜为亲氧的功能膜,研究了其组成、结构与富氧性能之间的关系。对于十二层复合富氧膜,其功能层厚度仅为30nm左右,其氧/氮分离因子达2.6,氧气的透过率为1.01×10~(-2)cm~3(STP)/cm~2·Sec·cmHg,已具有工业应用价值。     

液晶单分子膜光电效应的研究

采用LB膜技术制备了液晶／花生酸混合膜，利用表面等离极化激元（SPP）技术对液晶单分子膜电光效应进行了研究，其结果表明：在电场作用下液晶／花生酸混合膜的SPP谱的共振峰变窄，共振角的位置也发生变化，即电场作用使得单分子膜的介电常数发生变化，单分子膜的这种电光效应与电场的频率无关。     

利用Langmuir-Blodgett膜技术制备低维层状的纳米无机氧化物异质结构材料

Langmuir-Blodgett(LB)膜是一种能够比较准确地控制双亲分子在薄膜中的有序排列的界面自组装技术。近年来随着自组装、纳米和超分子科学和技术的发展,人们利用LB技术在气液界面控制和组装了多种由无机纳米材料和有机-无机杂化材料构成的异质结构和低维层状结构。本文以几种常见的无机纳米氧化物(SiO_2、TiO_2、ZnO和Fe_3O_4等)为例,总结了这些纳米无机氧化物LB膜的制备方法、微观形貌、物理化学性质和可能的应用前景。     

Z3CN20-09M钢高温高压水蒸气腐蚀行为研究

为了探究压水堆核电站一回路工况条件对Z3CN20-09M不锈钢的氧化腐蚀行为的影响,采用恒温氧化法对Z3CN20-09M钢在400℃、16.0MPa水蒸气中和400℃空气中的氧化行为进行了对比研究.利用不连续增重法研究其氧化动力学,通过扫描电子显微镜观察氧化膜微观形貌,用能谱分析判断氧化膜成分,X射线衍射仪分析其具体物相组成.试验结果表明:Z3CN20-09M不锈钢在高温高压水蒸气中,氧化动力学曲线遵循双直线规律,在空气中氧化动力学曲线遵循指数规律,水蒸气中腐蚀速率大于空气中腐蚀速率,说明水蒸气对腐蚀有加速作用;高温水蒸汽中氧化膜形貌为针状和大尺寸颗粒状,氧化物为Cr2O3、Fe2O3和FeCr2O4,高温空气中氧化膜形貌为小尺寸颗粒状和絮状,氧化物为Cr2O3和Fe2O3.     

PS/PEG不相容体系的结晶行为研究

为了研究聚苯乙烯(PS)与聚乙二醇(PEG)不相容非晶/结晶共混体系的结晶行为,采用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对此共混系统的体相结晶行为进行了表征.利用偏光显微镜(POM)观察了共混物薄膜的结晶形貌.DSC结果表明:PS含量的改变对PEG结晶温度、熔融温度及结晶能力并无明显影响.XRD观察PEG在19°和23°处有明显的衍射峰,且23°处的峰强度明显大于19°处的峰强度,而PS的加入使得两个峰强度接近.偏光显微镜观察发现PS并未改变PEG的球晶形貌,在PEG球晶中分散有明显的球形PS分散相区,说明PS/PEG共混物发生了明显的宏观相分离行为.     

PVA含量对PVDF/PVA改性膜抗污染性的影响研究

通过原子力显微镜(AFM)以及自制的PVDF胶体探针测量膜与不同有机物,即牛血清蛋白(BSA)、腐殖酸(HA)以及海藻酸钠(SA)之间的粘附力,从而研究不同PVA含量对PVDF/PVA改性膜抗污染性的影响.研究发现,随着PVA含量的增加,BSA以及HA污染膜的初期通量衰减幅度都呈先减小后增大趋势,而相应的通量恢复幅度都呈先增大后减小趋势.由于PVA的水合作用,改性膜-污染物之间的粘附力随着PVA含量的增加都呈减小趋势,因而其粘附力变化与相应污染膜的初期通量衰减幅度以及通量恢复率之间并不呈正相关性;而随着PVA含量的增加,SA污染膜的通量衰减幅度与通量恢复率都呈增大趋势,而改性膜-SA之间的粘附力呈减小趋势,与SA污染膜的通量衰减幅度以及通量恢复率之间呈良好的相关性.     

脂肪醇聚氧乙烯醚与脂肪醇混合单分子膜的稳定性

以脂肪醇聚氧乙烯醚（C18E20）分别与正辛醇、十二醇和十八醇组合作为非离子表面活性剂与极性有机物混合表面活性剂的模型物,采用LB膜分析仪测定了在空气-水界面上形成混合单分子膜的表面压,通过不同摩尔分数的脂肪醇与C18E20混合膜的π-A等温线,分析了混合膜在空气-水界面上的稳定性。实验结果表明,C18E20与不同脂肪醇的组合都可以提高混合膜的稳定性,表现在混合膜的表面压小于π-A曲线拐点时,液态扩张性变小,并且高于π-A曲线拐点后的曲线平台区缩短;随着脂肪醇摩尔分数的增加,或者脂肪醇链长与C18E20的疏水基链长越接近,混合膜稳定性增强。所有混合膜的π-A等温线在表面压 30 mN/m附近出现拐点和平台区,表明混合膜在较高表面压下发生了相分离,而当十八醇与C18E20摩尔比为0.75 ∶0.25混合时,混合膜没有发生相分离,稳定性最好。     

原子力显微镜在ZAO薄膜表征中的应用

利用磁控溅射法在溅射功率分别为30,50,80,100W条件下制备ZAO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和黏附性能进行研究。XRD结果表明,随着溅射功率的增加,ZAO薄膜呈现了明显的(002)择优取向,结晶质量获得提高。通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行分析。随着溅射功率增大,薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,粗糙度和黏附力均增大。     

沉积压力对磁控溅射Mg薄膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法在氧化锆固体电解质表面制备了Mg金属薄膜,利用XRD和SEM研究了沉积压力（0.9～2.1 Pa）对薄膜形貌和结构的影响.结果表明：随着沉积压力的提高,薄膜结晶程度逐渐变差,晶粒尺寸减小,表面粗糙度增大;薄膜呈（002）择优生长的柱状晶结构,且随着沉积压力的提高薄膜厚度先增加后减小.     

纳米晶Ba（Zr0．2Ti0．8）O3薄膜的外延生长与介电特性

用脉冲激光沉积工艺在半导体（001）SrTiO3：ω（Nb）=1．0％单晶基片上,外延生长出Ba（Zr0.2Ti0.8）O3（简称BZT）介电薄膜．在650℃原位退火10min,薄膜为（001）外延生长的晶粒．薄膜的晶化特征与表面形貌用薄膜X-ray衍射仪和原子力显微镜测量完成．BZT薄膜（002）峰的半峰宽只有0．72°,说明薄膜晶化良好;薄膜的平均晶粒为90nm,表面均方根粗糙度为4．3nm,说明薄膜表面平整．在室温、100kHz和500kV／cm条件下,BZT的最大介电常数和调谐百分率分别达到317和65％．     

水溶性甲壳素-丝素复合膜的制备及生物相容性

采用水溶性甲壳素6-O-羟乙基甲壳素（6-O-GC,DS=1.0）与丝素（SF）混合,制备了水溶性均相混合的复合膜,并通过体外细胞培养法研究了其生物相容性.复合膜的表面形貌观察表明：均相混合的复合膜表面比单纯膜分布均匀、平坦光滑;红外光谱（FT-IR）证明了均相混合的复合膜中两种天然高分子之间形成了氢键结合,成为均一的混合体;人皮肤纤维芽细胞在复合膜上能正常生长、增殖和分化,表明6-O-GC/SF复合膜具有良好的生物相容性,是一种有应用前景的生物组织再生膜材料.     

聚乳酸/海藻酸钠共混膜的制备及性能研究

本文以聚乳酸（PLA）和海藻酸钠（SA）为原料,采用流延成膜法制备了PLA/SA共混膜,并研究了PLA/SA共混膜的吸湿、力学性能及热学性能。结果表明：PLA与SA分子之间存在着较强的氢键作用力;SA的引入,提高了共混膜的结晶性能;共混膜的吸湿率随共混膜中SA含量的增加而增加;力学性能随SA含量的增加而减少。     

卟啉与花生酸混合LB膜研究

研究了具有四条长脂链的卟啉与花生酸混合物在气液界面的成膜性及ＬＢ膜．结果表明,卟啉与花生酸混合可形成稳定的单层膜,在混合ＬＢ膜中卟啉形成Ｂ带劈裂聚集体,花生酸的掺入对卟啉分子的有序排列和聚集作用没有影响．利用偏振紫外可见吸收光谱测量了膜中卟啉环的取向．     

表面覆盖氮化硼膜的金刚石膜的场发射特性

利用热丝化学气相沉积（HFCVD）方法在Si衬底上生长了4μm厚的金刚石膜,然后利用射频磁控溅射方法在金刚石膜上沉积了100nm厚的六角氮化硼（h—BN）薄膜．在超高真空系统中测试了覆盖氮化硼（BN）薄膜前后金刚石膜的场发射特性,结果表明覆盖BN薄膜后的金刚石膜的场发射特性明显提高,开启电场由14V／μm升到8V／μm．F—N曲线表明,覆盖BN薄膜后的金刚石膜在强电场区域的场增强因子有所降低,这可能归因于场发射点随着电场的增强而改变．     

金刚石薄膜的强流脉冲发射特性

采用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）技术以不同气源在优化的工艺条件下制备不同类型的金刚石薄膜作为强流脉冲电子发射阴极材料,用SEM、AFM、FTIR和Raman光谱分析不同金刚石薄膜的组成结构,用2MeV直线感应型强流电子注入器平台检测强流脉冲发射特性。结果表明,不同类型的金刚石薄膜均具有较强的脉冲电子发射能力,发射电流密度均可达70A／cm^2以上;各膜材的发射电流密度和稳定性相差很大,相对而言,以如＋CO2＋CH4＋B2H6制备的掺B微米金刚石薄膜能获得的初始电流最大,达到115A／cm^2,其多次脉冲发射稳定性也较好,波动范围在33％以内,且能保证发射电流密度均在84A／cm。以上,是有希望的强流多脉冲电子发射阴极候选材料。     

射频等离子体制备类金刚石薄膜及其表征

采用射频等离子体技术,以CH4和H2为反应气体,在单晶硅片和载玻玻璃片上成功制备出了高质量的类金刚石薄膜．采用扫描电镜、原子力显微镜、Raman光谱、红外光谱、显微硬度计表征了类金刚石薄膜的表面形貌、微观结构、光学性能和复合硬度．结果表明,制备出的类金刚石薄膜表面十分平整光滑,表面粗糙度极低,平均粗糙度Ra为0．492nm;薄膜中含有sp^2,sp^3杂化键,具有典型的类金刚石结构特征;光学透过率比较高,薄膜的复合硬度可以高达507．3kgf／cm^2．