聚乙烯醇/纳米纤维素/石墨烯复合薄膜的制备与性能

利用生物质纳米纤维素纤维的高强度和高长径比,向聚乙烯醇中引入纳米纤维素,可改善薄膜的拉伸性能。针对聚乙烯醇阻隔性能的改善问题,选用片层的还原氧化石墨烯作为增强相,将自制的纳米纤维素和氧化石墨烯加入聚乙烯醇溶液中,以D-果糖为绿色还原剂,分别添加质量分数0.2%,0.4%,0.6%,0.8%的还原氧化石墨烯,采用浇涂法制备聚乙烯醇/纳米纤维素/石墨烯复合薄膜。通过纳米纤维素与石墨烯的协同增强作用,研制了兼具优良阻隔性能和拉伸性能的生物降解薄膜。结果表明,当纳米纤维素和石墨烯质量分数分别为0.8%和0.6%时,聚乙烯醇/纳米纤维素/石墨烯复合薄膜的拉伸强度、氧气透过系数、对水的接触角和吸水率分别为88.76 MPa、0.592×10-15cm~3·cm/(cm~2·s·Pa)、90.5°和72.9%。但石墨烯的用量存在一个阈值,当质量分数高于0.6%时,复合薄膜的力学和阻隔性能反而下降。     

纤维素/聚乙烯醇复合气凝胶制备及其性能研究

针对纤维素(CE)气凝胶机械回弹性、尺寸稳定性差等问题,基于冷冻干燥工艺和化学气相沉积技术,利用聚乙烯醇(PVA)对CE进行复配,以甲基三乙氧基硅烷(MTES)对CE/PVA进行改性,制备了具有轻质性、高弹性和疏水性的多孔S-CE/PVA复合气凝胶。研究了PVA添加量对S-CE/PVA复合气凝胶力学性能的影响,随着引入PVA质量分数的增加,纤维素气凝胶的压缩强度增加;当PVA添加量为纤维素质量的15%(S-CE/PVA-15%)时,气凝胶压缩应力增加至66 kPa,比纯的硅烷改性纤维素气凝胶提升了6.5倍。同时探究了MTES改性对复合气凝胶微观结构、热稳定性、亲/疏水性、比表面积和物理特性的影响,改性后的S-CE/PVA复合气凝胶具有紧密的片层结构,初始分解温度由284.0℃上升至314.6℃,水接触角高达115°,比表面积为109.42 cm³/g,密度为0.045 g/cm³,孔隙率大于95%。     

石墨烯/炭黑导电油墨的制备与性能研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,并以维生素C为还原剂制备还原氧化石墨烯;然后以还原氧化石墨烯和炭黑为导电填料,以羧甲基纤维素钠为分散剂,乙醇、乙二醇、丙三醇和去离子水的混合溶液为溶剂,配制石墨烯/炭黑导电油墨。自制石墨烯/炭黑导电油墨导电笔,在相纸上直接书写线路,并对直写线路进行烧结处理。当烧结温度为100℃、烧结时间为30 min时,直写线路电阻值为0.06 MΩ。试验结果表明,石墨烯和炭黑颗粒连接致密,在烧结的墨层中能够形成导电通路。石墨烯/炭黑导电油墨直写线路具有良好的均匀性、附着力和导电性。以直写导电线路替代传统电路中的部分金属导线,可以成功组装纸基电路。该试验对实现导电油墨应用于喷墨印刷电路具有一定的参考价值。     

氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜动态热机械性能分析

为了探究氧化石墨烯(GO)/纳米纤维素复合薄膜材料的热机械性能,研究了不同GO添加量对复合薄膜的动态热机械性能的影响。结果表明,随着GO添加量的增加,薄膜的储存模量不断增加,薄膜的玻璃化转变温度不断变大,而损耗因子的峰值则不断减小。     

木质素荧光碳点-聚乙烯醇薄膜湿度传感器的制备及性能

实现家居环境中湿度监测和预警对人体健康具有重要意义,但基于碳点的湿度研究尚在初级阶段。以木质素为碳源,以间苯二胺、盐酸为掺杂剂,采用一锅水热法在水热反应温度为200℃,反应时间为10 h时获得碳点(carbon dots, CDs),并结合红外光谱、X射线光电子能谱、透射电镜和荧光分光光度计等进行测试分析。结果表明,该碳点的荧光量子产率达14.81%,在水溶液中表现出明显的紫外光区吸收特性,而且当激发波长为440 nm时,其荧光强度最高,并发出绿色荧光(发射波长为512 nm)。采用该碳点与聚乙烯醇构建的薄膜湿度传感器不仅表现出良好的湿敏性,而且具有良好的荧光性能和拉伸性能：当相对湿度从50%增加到90%时,传感器呈现明显的颜色变化,即该传感器在不同湿度下产生不同的响应;加入CDs后聚乙烯醇薄膜在365 nm的紫外光下产生明亮的绿光发射,其拉伸强度从58.36 MPa提升到92.46 MPa,断裂伸长率从237.15%提高到279.17%。该木质素荧光碳点-聚乙烯醇薄膜湿度传感器在家居环境中具有良好的应用潜力。     

纳米复合薄膜制备技术

纳米复合薄膜的制备方法是多种多样的，一般来说，只要把制备常规薄膜的方法进行适当的改进，控制必要的参数就可以获得纳米复合薄膜，比较常见的制备方法有等离子体化学气相沉积技术 （ＰＣＶＤ）、溶胶－凝胶法（ｓｏｌ－ｇｅｌ）、溅射法 （Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）和热分解化学气相沉积技术 （ＣＶＤ）等。 等离子体化学气相沉积技术 ＰＣＶＤ是一种新的制膜技术，它是借助等离子体使含有薄膜组成原子的气态物质发生化学反应，而在基板上沉积薄膜的一种方法，特别适合于半导体薄膜和化合物薄膜的合成，被视为第二代薄膜技术。 ＰＣＶＤ技…     

羧甲基半纤维素/壳聚糖/氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究

以毛竹半纤维素为原料,对其进行羧甲基化改性制备羧甲基半纤维素(CMH);再将CMH与壳聚糖(CS)、氧化石墨烯(GO)共混制备具有良好力学及阻氧性能的半纤维素/壳聚糖/氧化石墨烯复合膜;采用FT-IR、XRD、SEM、TGA、力学强度和阻氧测试对复合膜材料进行分析,并探讨了不同GO添加量对复合膜结构及性能的影响。结果表明:CMH、CS、GO之间主要通过离子键和氢键作用,GO在CMH/CS基质中分散均匀,使得膜表面平整致密,断面具有层状结构。GO在整个复合体系中起增强作用,GO的添加使复合膜的力学性能和热稳定性明显提高,同时还改善了复合膜的氧气阻隔能力。当GO添加量为0.5%时,复合膜力学性能最佳,拉伸应力为73.63MPa、应变为20.24%、杨氏模量为2.28 GPa,断裂能为1 293.24 N/m;同时,其阻氧性能也最佳,气体透过系数为3.793 cm~3·cm/(m~2·s·Pa);此时膜材料的初始分解温度为242.4℃,最大热失重速率温度为274.5℃。     

氧化改性木质素磺酸钠-石墨烯复合量子点的制备及性能

以造纸废料木质素磺酸钠和柠檬酸为原料制备了氧化改性木质素磺酸钠/石墨烯复合量子点(HSL/GQDs),利用紫外可见光谱、荧光光谱、红外光谱和透射电镜等研究了复合量子点的荧光性能、结构及其对金属离子的选择性吸附性能,并考察了复合量子点结构与吸附性能之间的关系。研究表明:HSL/GQDs的荧光强度(F_0)是单纯的石墨烯量子点的2倍多,对Fe³⁺有较好的荧光响应信号,可用于对Fe³⁺的检测。在10～500μmol/L范围内,加入Fe³⁺以后的该荧光探针的荧光猝灭强度(F)与Fe³⁺的浓度有良好的线性关系,线性方程为:F/F_0=0.851 12-0.001 11C(Fe³⁺),线性系数为0.99。     

纤维素纳米晶/金纳米粒子复合虹彩薄膜的制备与表征

以滤纸为原料,采用浓硫酸水解法制备纤维素纳米晶(CNCs),以柠檬酸钠还原法制备金纳米粒子(GNPs),并将GNPs与CNCs以不同质量比共混制备CNCs/GNPs复合虹彩薄膜;并在CNCs/GNPs体系中添加果糖,研究了果糖对等离子吸收共振效应的影响。采用透射电镜、反射光谱、扫描电镜、偏光显微镜、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱和圆二色谱对复合薄膜进行分析,探讨了GNPs与CNCs以不同质量比复合时的结构与性能,以及果糖对体系的影响。研究结果表明：CNCs在成膜过程中发生了自组装,形成了左旋的手性层状液晶结构;复合薄膜具有明显的虹彩颜色,具有周期性层状结构和指纹织构,添加GNPs没有改变CNCs本身的官能团,但复合膜具有明显的等离子共振吸收峰并发生蓝移。添加果糖会使薄膜颜色产生红移现象的同时促进GNPs更加均匀地分散,从而增强GNPs的等离子共振吸收效应。GNPs和果糖的加入不会改变CNCs的晶型结构,对纤维素的结晶度也没有影响。     

松香/丙烯酸系复合高分子乳液的制备与性能研究

通过反相乳化法制备了小粒径的松香乳液 ,以它作为聚合种子 ,采用单体预乳液滴加的半连续乳液聚合方法 ,制备了以松香为核、聚合物为壳的松香 /丙烯酸系复合高分子乳液。并用动态光散射、扫描电子显微镜、差示扫描量热器和凝胶渗透色谱等对所制备的复合高分子乳液进行了表征 ,研究了松香及松香衍生物结构对聚合历程的影响 ,测定了不同松香含量乳液的 1 80°剥离和T型剥离强度 ,结果表明松香的引入可显著提高聚合物的粘结性能     

微波法氧化石墨烯海藻酸钠复合微球的制备与表征

通过微波干燥工艺制备了氧化石墨烯(GO)海藻酸钠复合微球,采用扫描电子显微镜(SEM)对微球结构进行了表征。研究表明:随着微波处理时间的不同,微球内部结构具有显著差异;当微波处理10min时,GO海藻酸钠复合微球具有独特的立体空心结构。同时,对其形成机理进行了深入地分析与探讨。     

木材表面组装PEI/纳米ZrO_2/FAS复合薄膜及其性能

以大青杨木材为研究对象,为提高其抗润湿和耐老化性能,采用层层自组装技术,将聚乙烯亚胺(PEI)和纳米ZrO_2交替吸附在木材表面,然后用全氟癸基三甲氧基硅烷(FAS)对组装后的木材进行修饰,在木材表面形成复合的功能薄膜。结果表明,在组装过程中,纳米ZrO_2的单斜晶系晶体结构没有发生转变。(PEI/ZrO_2)i膜层能均匀地负载在木材表面,随着层数的增加,膜层变得更加致密。接触角测试结果发现,与未处理材相比,组装后的木材试样经过FAS修饰后均具有较稳定的疏水效果,初始接触角最高可达148°。加速老化试验结果表明,未处理材的颜色变化ΔE*可达35.36,而处理后木材的ΔE*明显减小,降幅达到66.4%。因此,利用层层自组装技术,在木材表面吸附了(PEI/ZrO_2)i/FAS膜层,可使木材具有良好的抗润湿及耐老化效果。     

聚乙烯醇/三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂制备芦苇刨花板及性能研究

为解决普通脲醛(UF)树脂对芦苇材料胶合性能差的问题,以聚乙烯醇/三聚氰胺改性脲醛(PVA/MUF)树脂为胶黏剂制备芦苇刨花板。通过正交试验,研究密度、热压温度、热压时间、施胶量等因素对板材内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)以及2 h吸水厚度膨胀率(TS)的影响。结果表明:芦苇刨花板的优化制备工艺为:密度0.85 g/cm3、热压温度160℃、热压时间5 min、施胶量12%。所制得的芦苇刨花板IB和MOR分别为1.00 MPa和21.4 MPa,与木材刨花板相当。未来,使用PVA/MUF树脂改性胶黏剂制备的芦苇刨花板有望替代传统木材刨花板。     

聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜热学性能

以微晶纤维素(MCC)为原料,通过硫酸水解得到纳米纤维素晶体(NCC),再将纳米纤维素晶体与聚乙烯醇复合共混制备聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜,研究复合膜的热学性能,同时采用场发射透射电镜(FETEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等仪器对纳米纤维素晶体及其复合膜进行表征与分析。结果表明:所制得的纳米纤维素晶体直径约2～24nm,50～450nm长,呈棒状;由FE-SEM图可观察到纳米纤维素晶体与聚乙烯醇具有良好的界面相互作用,但在较大添加量7%时,NCC出现部分团聚,与基体的相容性下降;由TG和DSC分析说明NCC与PVA基体可较好相容,形成了热稳定性较好的复合膜,但当NCC添加量较大时,由于团聚使复合膜热稳定性下降。     

海藻酸钠/纤维素复合微球的制备及性能表征

以短绒棉浆为原料,在NaOH/尿素溶剂体系中将纤维素与海藻酸钠按比例混合,采用溶胶凝胶转相法制备系列海藻酸钠/纤维素复合微球(SACCM),并探讨了SACCM对水相中磷酸根离子的吸附能力。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和激光粒度分析仪等对复合微球的结构和性能进行了分析。研究结果表明:系列复合微球均成球形,平均粒径约为360μm,微球均表现为具孔的三维网状结构,孔径2～5μm;通过FT-IR谱图可以看出,纤维素未与海藻酸钠发生化学反应,而是通过物理复合成球。吸附实验结果表明:复合微球对水相中磷酸根均具有较强的吸附性能,且吸附能力随着海藻酸钠质量分数的增加而变强,当海藻酸钠质量分数20%(SACCM20)时,对磷酸根的吸附性能最强,吸附效率可达到85.58%。     

甲壳素/碳纳米管复合电极的制备及其性能（英文）

介绍了一种简单、新颖、环保的制备甲壳素/多壁碳纳米管复合电极的工艺方法。先利用一次研磨法制备出甲壳素纳米纤维(CNFs),纤维直径分布在10~30 nm之间;然后使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为多壁碳纳米管的分散剂,通过超声混合法制备CNFs/碳纳米管(CNTs)复合电极;再使用扫描电镜、力学试验机、四探针、热机械分析仪、电化学工作站等对材料性能进行测试。结果表明,CNFs/CNTs复合薄膜内部纤维相互交织,呈现三维网状结构。在此复合物中,甲壳素起到了增强力学性能和抑制碳纳米管团聚的作用,力学性能随着碳纳米管含量的增加而降低,拉伸强度和杨氏模量低至46.23 MPa和1.18 GPa,相比于甲壳素纯膜(113.48 MPa和3.72 GPa)分别减少了59.3%和68.3%。热膨胀系数从2.84×10-5m/K降至3.42×10-6m/K,仅有甲壳素纯膜的12%。CNFs/CNTs复合材料的电导率(1 471.9 S/m)显著提高且电化学性能优异,电容量在经过1 000次充放电循环之后依然保持在99%以上,在扫描速率为10 m V/s时,复合薄膜的电容量达到48.1 F/g。制得的柔性电极材料,成本低廉且环保,今后在便携可折叠装置和固态超级电容器电极方面均具有巨大的应用潜力。     

单宁/增韧紫胶树脂复合涂膜的制备及其防蚀性能

为改善紫胶(SHL)树脂韧性,采用桐油酸(EA)以Diels-Alder反应与SHL树脂进行加成,制备得到增韧紫胶(TS)树脂,通过凝胶色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)和核磁共振碳谱(13C NMR)对其结构进行解析;向SHL和TS树脂中引入单宁酸(TA),制得SHL-TA和TS-TA复合涂膜,并利用电化学工作站...