纳米多孔SiO2/PI杂化薄膜的制备与性能研究

采用碱催化正硅酸乙酯(TEOS)的溶胶-凝胶法与分子模板法相结合,通过旋转涂覆在硅衬底上制备了掺杂聚酰亚胺(PI)的纳米多孔SiO2薄膜,并利用差热分析(DSC-TGA)、红外吸收光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、台阶仪(Atom-ic-Profiler)等对薄膜的性能进行了分析表征.结果表明,所制备的SiO2/PI杂化多孔薄膜为多孔的无定型结构,具有较好的热稳定性及力学性能,一层膜和两层膜的平均孔径分别为68和72nm,厚度分别为917和1288nm.     

SiO_2含量对PI/SiO_2杂化薄膜性能的影响

聚酰亚胺与SiO2杂化形成的有机-无机杂化薄膜体现出了优异的综合性能,在催化与分离、微电子、光电和绝热材料等领域具有广泛的应用及发展潜力。杂化材料相关的研究也越来越多,就SiO2含量对聚酰亚胺/SiO2杂化薄膜的光、电、热和力学性能的影响进行综述,总结了杂化薄膜的性能随SiO2含量变化而变化的基本规律。     

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。     

光固化聚氨酯丙烯酸酯/SiO_2杂化涂层的制备及性能

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)分别与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应制备聚氨酯预聚体,再以预聚体对纳米SiO2进行表面接枝改性,将改性纳米SiO2分散到聚氨酯丙烯酸酯(PUA)中,光固化制备了PUA/SiO2纳米杂化涂层。场发射扫描电子显微镜和差示扫描量热法研究表明,与未改性的纳米SiO2相比,以聚氨酯分子链改性的纳米SiO2可显著提高与PUA树脂相容性及杂化涂层的热稳定性能。以摆杆阻尼试验仪及漆膜冲击器研究了杂化涂层的力学性能,研究表明通过调整预聚体的分子链结构可在提高杂化涂层硬度的同时,不损失涂层的冲击性能。     

新型聚芳醚酮/SiO2杂化薄膜的制备和摩擦性能

在玻璃基片上制备了含硅氧烷官能团聚芳醚酮(PPEK)/SiO2杂化薄膜.通过对PPEK进行化学改性,得到了含硅氧烷官能团功能性树脂,对其进行了结构表征和性能测量.结果表明,在异腈酸酯基硅烷偶联剂的作用下,含硅氧烷官能团PPEK与正硅酸乙酯经溶胶一凝胶过程形成了共价型有机/无机杂化薄膜材料,用杂化薄膜修饰的基底具有很好的减摩抗磨效果,当载荷为50 mN及100 mN时,杂化薄膜的稳定摩擦系数为0.1左右,且摩擦5 h后摩擦系数变化不大.薄膜的摩擦失效机理主要为疲劳磨损.     

纳米SiO_2/PVA杂化材料纸张表面增强剂的制备及性能

以正硅酸乙酯(TEOS),γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-550)和聚乙烯醇(PVA)为主要原料,基于溶胶-凝胶(sol-gel)工艺,制备了一种纳米SiO2/PVA杂化材料,并将其用于纸张表面增强。通过红外光谱(IR),X射线衍射(XRD),差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对杂化材料进行表征,结果表明,纳米SiO2和PVA之间产生了化学键的结合,无机相的引入使杂化材料的热分解温度升高,结晶度降低。初步应用实验结果表明,当增强剂用量为1%时,纸张的环压指数提高27%,拉伸强度提高40%,撕裂度提高33%,拉毛强度提高35%。     

PI掺杂多孔SiO2薄膜的制备及性能研究进展

近年来对掺杂纳米SiO2的聚酰亚胺薄膜的各种性能进行了充分的研究,而对以少量PI掺杂的多孔SiO2薄膜的研究较少.介绍了PI掺杂多孔SiO2薄膜制备过程中影响薄膜性能及应用的两个关键因素(相分离和热处理固化成膜),理论分析了PI掺杂多孔SiO2薄膜的力学性能和绝热性能,最后讨论了目前存在的一些问题和今后的发展趋势.     

聚酰亚胺/多壁碳纳米管杂化薄膜力学性能研究

采用不同长径比的多壁碳纳米管通过原位聚合法制备一系列多壁碳纳米管改性的聚酰胺酸胶液,并经热亚胺化途径制备聚酰亚胺杂化薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的断面形貌,采用红外光谱仪(FT-IR)分析酸化前后多壁碳纳米管表面官能团的变化,并采用电子万能试验机对薄膜的力学性能进行测试,分析了多壁碳纳米管的含量和长径比对杂化薄膜力学性能的影响。结果表明,小掺杂量下,长径比大的多壁碳纳米管更有利于增强PI杂化薄膜的拉伸强度;而长径比小的多壁碳纳米管使杂化薄膜拉伸强度提高的碳纳米管掺杂量范围更宽。     

新型耐电晕聚酰亚胺杂化薄膜的制备与性能研究

通过超声分散和原位聚合法制备了以s-BPDA/1,3,4-APB为树脂基体,以具有不同SiO2添加量的新型球型SiO2/聚酰亚胺杂化薄膜,所制备的杂化薄膜具有优异的力学、热学和耐电晕性能.通过SEM、TEM、FT-IR、UV-vis、DSC、TGA等实验手段对产物进行了分析和表征,并系统研究了SiO2的添加量对杂化薄膜...     

氟化聚乙烯醇/SiO_2超疏水薄膜的制备及性能

以亲水性高分子聚乙烯醇(PVA)为基体,二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒为无机填料,旋涂在玻璃表面后的PVA/SiO_2再经十七氟癸基三甲氧基硅烷(C_(13)H_(13)F_(17)O_3Si,FAS)修饰,制备了具有超疏水性能的PVA/SiO_2-FAS薄膜。考察了PVA与SiO_2复合的比例及FAS修饰对膜疏水性的影响。用傅里叶变换红外光谱、X射线能谱和扫描电子显微镜分别对超疏水表面进行了结构分析和形貌表征,用接触角测量仪观察了水滴在膜表面的润湿性。结果显示,当PVA/SiO_2体积比为1∶5时,氟化PVA/SiO_2膜表面具有较好的超疏水功能,静态接触角可达151.24°,滚动角约为4°。这主要是膜表面含有低表面能氟原子及具有纳米粗糙结构共同作用的结果。     

聚酰亚胺/SiO_2杂化膜的微观结构与力学性能

以聚酰亚胺(HQDDA-0DA)为基体,正硅酸乙酯(TEOS)为增强剂,在共溶DMF中,通过溶胶-凝胶法,制备出厚度约为20μm,不同含量SiO2的PI/SiO2杂化膜,用Fr-IR、SEM及万能拉力实验机对膜材料的微观结构和力学性能表征.结果表明,杂化膜中Si-OH和PI存在化学键;10%SiO2含量的杂化膜SiO2颗粒呈卵形镶嵌在PI基体中,取向与膜平行,随着SiO2含量的增加,颗粒尺寸增大,30%SiO2含量的杂化膜中,无机相形成部分的连续结构,并出现团聚;10%SiO2含量的杂化膜强度和模量均为最大,随着SiO2含量的进一步增加的膜的强度与模量均下降.     

低介电常数聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

用单体4,4′-二胺基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）添加纳米SiO2,在溶剂N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）中,采用原位聚合法合成SiO2/聚酰亚胺（PI）复合薄膜。用氢氟酸刻蚀SiO2纳米粒子,引入纳米微孔,形成含有微孔的PI薄膜。造孔剂含量为15%时,薄膜的介电常数从纯聚酰亚胺的3.54降低至3.05（1kHz）。用透射电镜表征微孔结构,分析了微孔孔径和造孔剂（SiO2）含量对薄膜介电常数、耐热性、疏水性和机械强度等性质的影响。     

纳米银-聚合物薄膜的制备及力电性能测试

聚合物基底上纳米银颗粒薄膜的制备工艺相对简单,成本较低,且该薄膜具有成为高敏感性压阻应力/应变传感材料的潜力。本文采用银镜制备法在聚酰亚胺(PI)和聚乙烯(PE)上合成了纳米银颗粒薄膜,系统研究了该薄膜制备工艺、结构特性、材料性能之间的关系。实验考察了材料“浸泡”时间及聚合物材料前处理等因素对材料表面吸附纳米颗粒含量的影响,研究了 “浸泡”时间对纳米银颗粒粒径大小、颗粒含量及分布的影响,并探讨了不同聚合物基体的颗粒特性对薄膜二维导电渗滤,压阻特性及拉伸性能的影响。研究表明,增加“浸泡”时间能够增加纳米银颗粒粒径大小,提高银颗粒的含量及分布均匀性；在相同的制备条件下,PI基底较PE基底对纳米银颗粒具有更加优异的吸附效果；在PI 和PE基底上的纳米银颗粒薄膜均表现出显著的压阻性能,且电阻对应变的敏感性随应变的增大及银颗粒含量的减少而显著提高。     

SiO2/胶原水解物-聚乙烯醇杂化复合膜的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用溶胶-凝胶法原位制备了SiO2/胶原水解物-聚乙烯醇杂化复合膜(SiO2/CH-PVA杂化膜).通过溶胀、热重(TG)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和拉伸实验,考察了SiO2对杂化膜性能的影响.结果表明,SiO2的引入减小了膜的平衡溶胀度,减缓了膜的溶胀速率,有效地抑制...     

聚酰亚胺/纳米SiO2杂化膜的制备和表征

以均苯四酸二酐、4,4＇-二氨基二苯基甲烷和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺／纳米SiO2杂化膜,利用FT—IR、XPS、AFM对杂化膜的制备过程及杂化膜的结构进行了表征．证实聚酰胺酸加热亚胺化较为完全,杂化膜中有SiO2粒子生成,并以纳米尺度均匀地分布于聚酰亚胺中．采用综合热分析仪对杂化膜的热性能进行了分析,结果表明杂化膜的热性能优于聚酰亚胺膜,其热分解温度比聚酰亚胺膜提高了17．8℃．     

SiO2/聚四氟乙烯复合薄膜的制备及力学性能

采用空气辅助干法共混、冷压烧结并车削成膜的方法制备了SiO₂填充量为35wt%、厚度为50 μm的聚四氟乙烯（PTFE）基复合薄膜。系统研究了SiO₂颗粒粒径对SiO₂/PTFE薄膜复合材料的孔洞缺陷和力学性能等的影响,并研究了SiO₂在PTFE中的分散情况及分子间相互作用对其性能变化的影响机制。结果表明,随SiO₂粒径的逐渐增大,其在PTFE中的分散趋于均匀,同时PTFE能更好地包覆粒子,因此SiO₂/PTFE薄膜孔洞缺陷逐渐减少,力学性能逐渐增强;当SiO₂的粒径D₅₀为12 μm时,其在PTFE中的分散均匀性最佳,SiO₂/PTFE复合薄膜孔洞缺陷最少,具有较好的力学性能,断裂伸长率达19.5%,拉伸强度达9.2 MPa。      

PBMA-SiO2杂化纤维的制备及表征

以正硅酸乙酯(TEOS)和聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)为前躯体,乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)为偶联剂,通过溶胶-凝胶法制备了SiO2纤维和PBMA/SiO2杂化纤维,并使用IR、SEM、TGA等进行了结构与性能表征,研究了溶胶的杂化反应机理、成纤性能.结果表明:硅烷偶联剂的引入使得PBMA-SiO2杂化纤维均匀性较好,纤维中有机相与无机相之间通过化学键连接,实现了有机-无机组分的充分贯穿;其耐热性能优于纯PBMA.     

激光脉冲法研究半透明PI/SiO_2薄膜的热扩散率

激光脉冲法在应用于测量对实验探测波段红外线半透明的材料热扩散率时遇到了困难。文中提出了新的解决办法:即通过对理论探测曲线进行分析,并通过在实际探测曲线上的升温幅度和特征点计算得到了热扩散率,成功地解决了这一难题。在-73℃~290℃的范围内获得了对激光和红外线都是半透明的聚酰亚胺(PI)薄膜的热扩散率,并研究了室温下PI/SiO2复合材料的热扩散率随SiO2含量的变化规律。