聚苯胺/聚苯乙烯磺酸-聚乙烯醇电致变色膜的制备和表征

在水相中,以聚苯乙烯磺酸(PSSA)为模板掺杂剂,聚乙烯醇(PVA)为成膜助剂,苯胺(An)为单体,过硫酸铵(APS)引发合成水溶性导电聚苯胺/聚苯乙烯磺酸-聚乙烯醇(PANI/PSSA-PVA)复合物固体及其复合溶液,用旋涂法制备了相应的复合电致变色膜.通过优化实验表明,反应温度为10～15℃时,m(PVA)=2.5%,n(PSSA):n(An):n(APS)=1:0.7:0.4的复合溶液所制得的复合电致变色膜具有良好的电致变色性能,其电导率可达0.119S/cm.本合成工艺简单、反应易于控制、产物易于成膜且不脱落,制得的膜底色接近无色且电导率较高,在电致变色器件等方面有广泛的应用前景.     

超低温热致变色复合物的制备与微胶囊包封研究

为了拓宽低温可逆热致变色材料变色温度和变色时间的范围,以聚乙二醇400(PEG400)为辅剂,十二醇等为隐色剂,变色母料为显色剂,无水乙醇为溶剂制备了超低温热致变色复合物;采用原位聚合法制备了以阿拉伯树胶为壁材,热致变色复配物为芯材的微胶囊,并对其进行显微结构、粒径、变色温度和变色时间等方面的测试与分析。结果表明:使用十二醇时,变色温度为5~15℃,变色时间为210s,颜色按照深蓝-蓝色-浅蓝的顺序变化。聚氨酯的引入使变色膜变色温度下降,但降幅较小,可以起到保温隔热的作用。微胶囊化后材料具有优良的耐疲劳性能,还扩展了变色材料的应用领域。     

纳米SiO2改性生物降解复合薄膜研究

目的以壳聚糖(chitosan)、木薯淀粉和聚乙烯醇(PVA)为基础成膜原料,探究纳米SiO2改性木薯淀粉/PVA/壳聚糖薄膜的制备工艺过程。方法以薄膜断裂伸长率、抗张强度、透光率和吸水率为评判标准,在单因子试验基础上,设计L9(34)正交试验,研究纳米SiO2含量、分散剂十二烷基苯磺酸含量、膜液pH值等3个因素对纳米SiO2改性木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖薄膜性能的影响。结果得出了制备纳米SiO2改性木薯淀粉/PVA/壳聚糖薄膜的最佳工艺参数,纳米SiO2质量分数为2.0%、十二烷基苯磺酸钠质量分数为2.0%、膜液pH值为3.0,3个因素对改性薄膜性能的影响程度大小排序为分散剂含量纳米SiO2含量pH值。结论获得了纳米SiO2改性木薯淀粉/PVA/壳聚糖薄膜的最佳生产工艺参数。     

壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米导电纤维的制备及性能表征

以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)和纳米石墨粉(G)为原料,利用静电纺丝技术分别制备了壳聚糖/聚乙烯醇共混纳米纤维及壳聚糖/聚乙烯醇/纳米石墨粉复合纳米纤维,采用原位聚合法在纤维表面聚合导电聚合物聚苯胺,得到具有优良导电性能的聚合CS/PVA和聚合CS/PVA/G复合纳米纤维。通过扫描镜、X射线衍射、红外光谱等测试手段对纤维的形貌和结构进行表征。结果表明,聚苯胺均匀包覆在经原位聚合的复合纳米纤维表面,提高了纤维的导电性能,纳米石墨粉与聚苯胺形成插入化合物进一步提高了纤维的导电性能。     

富炔高分子/纳米钯复合吸氢材料的制备及表征

以聚乙烯醇(PVA)为基体,分别通过醚化反应和氨基甲酸酯化反应在PVA高分子链上引入炔基形成富炔高分子,用红外、核磁共振法对富炔高分子的分子结构及接枝度进行表征。利用化学还原法制备出富炔高分子负载纳米钯的复合吸氢材料,采用透射电镜(TEM)对复合材料的形貌及微观结构进行表征,确定纳米钯的形貌、粒径分布以及其在富炔高分子基体中的分散情况。结果表明,溴丙炔醚化改性PVA因溶解性问题导致纳米钯分散性不好、团聚现象严重;而炔丙胺氨基甲酸酯化改性PVA负载的纳米钯粒径均一,分散性良好,为下一步吸氢性能的研究打下基础。     

掠射角溅射沉积纳米结构氧化钨薄膜

采用掠射角反应磁控溅射法在室温下沉积了纳米结构氧化钨(WO₃)薄膜, 并对薄膜进行热处理。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对氧化钨薄膜的形貌和结构进行了表征。当掠射角度为80°时, 采用直流电源沉积的氧化钨薄膜具有纳米斜柱状结构, 而采用脉冲直流电源沉积的薄膜呈现纳米孔结构。纳米薄膜经450℃热处理3 h后, 纳米斜柱彼此连接, 失去规整结构, 而纳米孔结构的孔尺寸变大。XRD分析表明室温沉积的氧化钨薄膜具有无定形结构, 经450℃热处理1 h后, 转变为单斜晶相。具有纳米斜柱状或纳米孔结构氧化钨薄膜的光学调制幅度在波长600 nm时达到60%, 且电致变色性能可逆。     

聚乙烯醇/纳米二氧化硅复合薄膜的制备及性能

采用改性纳米二氧化硅,利用熔融挤出法制备出聚乙烯醇/纳米二氧化硅复合薄膜,考察了纳米二氧化硅粉体对复合薄膜综合性能的影响。结果表明,改性纳米二氧化硅粉体在聚乙烯醇薄膜中分散均匀,纳米二氧化硅粉体的加入可使聚乙烯醇薄膜的熔融温度降低10℃左右,热分解温度提高30℃,断裂伸长率提高为原来的142%,耐水性提高为原来的2.4倍,且当纳米二氧化硅粉体的添加量在0.3%以上时,聚乙烯醇薄膜材料在200 nm~280 nm波长范围内的紫外线透过率均为零。     

ZnS/PVA纳米复合薄膜的制备与表征

采用提拉真空干燥的方法制备出以石英玻璃为基板的ZnS/PVA纳米复合薄膜.ZnS/PVA纳米复合溶胶是通过直接混合法将ZnS纳米粒子与聚乙烯醇(PVA)高分子材料水溶液直接混合制备得到.ZnS纳米粒子由微乳液法制备得到.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析表征了ZnS纳米粒子的微观形貌和晶型,TEM结果表明C12H25SH与Zn2 的比例越大,ZnS粒子的粒径越小且在PVA中的分散越好,当C12H25SH/Zn2 的比例为8∶1时,ZnS纳米粒子的粒径为50 nm,呈球状;XRD分析表明,PVA中ZnS纳米粒子具有类似于立方β-ZnS晶相.用紫外-可见(UV-VIS)吸收光谱和荧光光谱(PL)对其光学性能进行了表征,结果表明随着C12H25SH/Zn2 的摩尔比从4:1增长到8:1,ZnS/PVA纳米复合薄膜的吸收峰的强度逐渐增强,峰位也逐渐向短波长方向偏移.在280 nm下激发,PL中出现了峰位位于365 nm处的荧光发射峰;并且发现随着C12H25SH/Zn2 摩尔比从2:1增大到8:1,在C12H25SH/Zn2 摩尔比为4:1时,荧光发射峰的强度相对较大, 其余的荧光发射峰蓝移并且强度增大,表现出较为明显的量子尺寸效应;当C12H25SH/Zn2 摩尔比较大时,出现了低能发光(450 nm～467 nm)的现象.     

电化学聚合时间对聚苯胺纳米膜光电性能的影响

采用电化学法得到了具有电致变色性能的厚度为100～200nm的聚苯胺(PANI)薄膜,研究了聚合时间对PANI膜光电性能的影响。研究结果表明,在适当的聚合时间下,PANI膜呈现色域较宽、颜色饱和度较大的梯度颜色变化过程,其电荷转移电阻(Rct)和紫外吸收曲线及颜色间的响应时间(Response time)呈现规律性的变化,且在该聚合时间下,膜达到最大光学对比度(35%),有望在电致变色智能窗上取得良好的应用。     

纳米纤维素晶体和柠檬酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及性能

以球形纳米纤维素晶体(NCC)作增强相、柠檬酸作交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,制备了PVA/NCC纳米复合薄膜和柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了NCC的添加和柠檬酸的交联对薄膜热性能、耐水性和力学性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,改性PVA薄膜的起始分解温度升高、熔融/结晶峰向高温方向移动、吸水率降低;只用NCC或柠檬酸对PVA改性时,所得PVA/NCC纳米复合薄膜、柠檬酸交联PVA薄膜的力学性能均对环境湿度敏感;同时用NCC(m(NCC)/m(PVA)=6/100)和柠檬酸(m(柠檬酸)/m(PVA)=3/100或m(柠檬酸)/m(PVA)=4.5/100)对PVA改性时,所得柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜的力学性能不随环境湿度变化。     

石墨烯修饰的柔性多彩电热致变色薄膜的制备及性能研究

通过化学氧化还原法并辅以抽滤法制备RGO导电薄膜, 通过丝网印刷法制备变色层, 构筑了多层结构的多彩(红-蓝-白以及橙红-黄-白等)柔性电热致变色薄膜。采用SEM、XRD以及Raman等分析薄膜的结构性质。采用红外热成像以及吸收光谱研究了薄膜(红-蓝-白)的热学以及变色性能。结果表明：当加热时间为3.4 s时, 薄膜温度能达到38℃, 变为蓝色; 当加热时间为6.3 s时, 薄膜温度达到45℃, 变为白色。在较低电压下(6 V), 该薄膜能实现多色彩可逆变色, 其变色时间约为6.3 s, 褪色时间约为9.2 s。该柔性电热致变色薄膜以混合纤维素滤膜为基体, 保证了薄膜良好的柔性, 在可穿戴显示领域有着一定的应用价值。     

聚多巴胺对氧化钨膜电致变色性能的影响探究

通过恒定电压电化学沉积的方法在氧化铟锡(ITO)玻璃表面制备了氧化钨(WO_3)与聚多巴胺(PDA)复合膜材料,研究了电解液中加入不同体积PDA对复合膜材料电致变色性能的影响。采用红外光谱仪(FT-IR),原子力显微镜(AFM),X射线光电子能谱(XPS),循环伏安(CV)等测试手段对复合膜材料的结构和性能进行了表征;将电化学工作站和紫外-可见吸收光谱联用,在-1.0～+0.8 V的电压范围内,对不同PDA添加量的复合膜材料的电致变色性能进行研究。研究结果表明,25 mL过钨酸电解液中含1.17μg/mL PDA时所制备的复合膜材料性能较为理想,透过率变化为77%,着色时间为7.0 s,褪色时间为5.5 s,运行1200周期后透过率变化为第1周期的80%,循环稳定性好,实现了从无色到蓝色,再恢复为无色的可逆颜色变化,可以作为将自修复性能引入WO_3电致变色复合膜的途径进行下一步研究。     

纳米SiO2超声分散条件对复合薄膜性能的影响

目的 以木薯淀粉、聚乙烯醇（PVA）和壳聚糖为基本成膜物质,通过添加纳米材料并研究纳米材料分散性,以期改善木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖复合薄膜的力学性能与耐水性。方法 通过单因素试验和正交试验,研究纳米材料的分散性对木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖薄膜性能的影响。结果 得到纳米SiO2的最佳分散条件,超声功率为240 W,超声温度为50 ℃,超声时间为40 min。在此条件下,复合薄膜的综合评分达到了0.68;对复合薄膜性能影响最大的因素是超声温度,其次是超声时间和超声功率;在一定程度上改善了复合薄膜的力学性能以及耐水性。结论 获得了制备复合薄膜时纳米SiO2的最佳分散条件,为新型复合薄膜材料的开发奠定了基础。     

氧化铟锡纳米晶薄膜的制备及其电致变色性能EI

采用一锅法合成不同形貌、尺寸的氧化铟锡(ITO)纳米晶,并通过旋涂工艺制备ITO纳米晶薄膜,研究不同形貌、尺寸ITO纳米晶制备的薄膜的近红外光谱调控性能。结果表明:5次旋涂后,ITO纳米晶薄膜的可见光透过率为89.2%,电阻率为54Ω·cm。平均直径为(6.88±1.53)nm的均匀球形ITO纳米晶制备的薄膜表现出最优的近红外光谱调控能力,在施加±2.5 V电压后,其在2000 nm的光谱调制量为39.3%,光密度变化量为0.43。在电致变色前后,ITO纳米晶薄膜始终保持高可见光透过率。ITO纳米晶的电致变色是由于电子注入/脱出导致的局域表面等离子体共振(LSPR)频率和强度变化引起,其电致变色过程是通过电容充放电实现的。     

核壳结构WO_3/V_2O_5纳米线复合薄膜的制备及其电致变色性能研究

采用溶剂热法在氟掺杂的锡氧化物导电玻璃衬底上成功合成制备了长度为400~2000 nm,从基底(80 nm)到尖端(30 nm)锥状塔式WO_3纳米线薄膜,进而通过电化学沉积法在WO_3纳米线表面均匀沉积V_2O_5纳米颗粒,从而得到核壳结构WO_3/V_2O_5纳米线复合薄膜。运用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对复合薄膜进行表征,并运用循环伏安法、计时电流法和紫外可见光谱分析研究了该复合薄膜的电化学性能和光学性能。结果表明,与单一的V_2O_5薄膜相比,该复合薄膜的电致变色性能获得了显著增强。具有更好的循环稳定性、更大的透射率调制幅度(776 nm为67%)和更高的着色效率(776nm为13.5 cm2/C)。该法制备WO_3/V_2O_5核壳纳米结构电致变色综合性能优良,有望在隐身材料和智能变色薄膜材料等领域得到广泛应用。     

碱催化多孔二氧化硅薄膜的制备和性能表征

以水为介质,NH3·H2O为催化剂,丙三醇(C3H5(OH)3和聚乙烯醇(PVA)为添加剂,正硅酸乙脂(TEOS)溶胶 凝胶工艺可制备纳米多孔二氧化硅薄膜。体系的H2O/TEOS>15,TEOS的水解 聚合过程可通过添加剂效应,pH效应等控制。碱催化会使二氧化硅的溶解度增大,也能使二氧化硅胶粒带负电荷,抑制了二氧化硅胶粒之间的聚合长大,而丙三醇与TEOS的水解中间Si(OR)4-x(OH)x结合,抑制其与二氧化硅胶粒的聚合。聚乙烯醇(PVA)能使二氧化硅溶胶具有网状结构,使二氧化硅溶胶易于成膜。该工艺制备的多孔二氧化硅薄膜具有纳米多孔结构。其Vicker硬度在600～800N/mm2,热导率<0.2W·m-1K-1。     

PEO／V2O5纳米复合薄膜的变色特性研究

为改善V2O5薄膜的电致变色性能，采用溶胶-凝胶法将具有高离子电导率并具有水溶性的聚环氧乙烷（PEO）直接嵌入V2O5层间，制备了PEO／V2O5纳米复合薄膜。采用标准三电极法从0．5mol／L LiClO4的PC电解质溶液向PEO／V2O5纳米复合薄膜注入锂离子，测量了纳米复合薄膜在注入不同数量锂离子时的可见光透射光谱以及对应的颜色变化，并运用循环伏安法测试其电化学性能。实验结果表明，PEO／V2O5纳米复合薄膜的循环伏安图出现了2对氧化还原峰，并且具有稳定的循环可逆性。随着应用电压的不同，薄膜呈现黄色、绿色和蓝色的多色可逆变化。PEO／V2O5纳米复合薄膜的电化学稳定性和机械性能都优于V2O5干凝胶薄膜，可以作为电致变色材料得到应用。X射线光电子能谱（XPS）成分分析表明PEO／V2O5纳米复合薄膜的电致变色效应与V、O的化合价和化学环境密切相关。     

SiO2纳米复合稳定WO3薄膜气致变色特性研究

以钨粉为主要原料,采用过氧化法及提拉技术制备WO3薄膜,通过SiO2纳米颗粒复合改性提高了WO3薄膜的气致变色稳定性.测试并研究了SiO2复合掺杂对溶胶颗粒分布、气致变色稳定性等的影响,通过测试薄膜循环中红外振动吸收的演变,深入研究了SiO2纳米复合对WO3薄膜气致变色性能影响的内在机制.研究结果表明,SiO2的掺杂抑制了WO3薄膜内的共角聚合,将薄膜的致/褪色循环次数由20次提高到500次以上,WO3-SiO2复合薄膜的稳定网络结构是提高其气致变色循环稳定性的主要原因.     

聚乙烯醇/改性纳米纤维素晶体纳米复合薄膜的制备及性能

先用丁二酸酐对纳米纤维素晶体(NCC)进行表面羧基化改性,然后将改性NCC添加到聚乙烯醇(PVA)基体中制备PVA/改性NCC纳米复合薄膜,并进一步热处理制得交联PVA/改性NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了改性NCC的添加量对薄膜性能的影响,以及加热交联对薄膜性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,添加改性NCC后,薄膜的起始分解温度升高、结晶峰向高温方向移动,吸水率基本不变,力学性能对环境湿度敏感;热处理交联后,薄膜的起始分解温度继续升高、结晶峰也向高温方向移动,吸水率显著降低,力学性能不随环境湿度变化。     

炔基化改性聚乙烯醇吸氢材料的制备及吸氢性能表征

以聚乙烯醇(PVA)高分子材料为基体,通过氨基甲酸酯化反应在PVA高分子链上引入炔基形成炔基功能化的高分子,利用核磁共振法对炔基化高分子的分子结构及接枝度进行表征。通过化学还原法制备出炔基化高分子负载纳米钯的复合材料,采用激光粒度仪确定纳米钯粒径分布。同时将不同接枝度炔基功能化的PVA和Pd/C催化剂,按照一定的比例采用研磨法制备出吸氢材料。利用PVT法对上述所有的吸氢材料的吸氢性能进行了研究。结果表明,氨基甲酸酯化改性PVA接枝度高的炔基化高分子与Pd/C混合研磨后的吸氢材料的吸氢效果最好,吸氢容量为0.8893 mol/kg。