检索结果-南通市图书馆

作者：姚迎春四川大学

学位级别：硕士

许多无机微纳米固体粒子对不相容高分子共混物具有突出的界面改性和流变增强效应,利用由此带来的形态细化效果是调控共混物的微观相结构和宏观性能的重要方式之一。目前,很多学者研究了固体粒子的参数,如粒子的尺寸、表面化学性质、各... 详细信息

许多无机微纳米固体粒子对不相容高分子共混物具有突出的界面改性和流变增强效应,利用由此带来的形态细化效果是调控共混物的微观相结构和宏观性能的重要方式之一。目前,很多学者研究了固体粒子的参数,如粒子的尺寸、表面化学性质、各向异性等对共混物微观相结构和宏观性能的影响,但是很多理论和方法的提出都基于固体粒子表面完全光滑这一理想假设。实际上,粒子的制备过程和聚集效应会使微纳米粒子不可避免地具有一定的微观粗糙度,很多科学研究却忽视了这一重要事实。粗糙粒子在小分子体系的研究结果表明,粗糙度的存在会使粒子在流体中的扩散/聚集动力学行为、悬浮体系的宏观流变性质以及粒子对小分子Pickering乳液的乳化效果产生显著改变。但是,有关粗糙粒子对不相容共混物相形态影响的研究还很少,急需要开展深入的研究。本文首先采用溶液-凝胶法(sol-gel)和静电吸附法分别制备了表面光滑和粗糙的二氧化硅纳米粒子(Si O NPs),以粒子填充的聚异丁烯(PIB)/聚氧化乙烯(PEO)(10/90)不相容共混物为模型体系,然后利用在线激光共聚焦显微镜(CLSM)和场发射扫描电子显微镜(SEM)系统地研究了粒子的表面化学性质和粗糙度对粒子在共混物中的选择性分布和聚集行为的影响,以及对不同流场下共混物相形态及其演变动力学的影响。主要的研究内容和结果如下:(1)不同亲疏水性的光滑和粗糙Si O NPs的制备。Sol-gel法制备的亲水性光滑Si O NPs(I-SP)尺寸随着氨水含量的升高单调增大;在种子生长法制备粗糙Si O NPs(I-RP)中,补加的TEOS在光滑Si O(D=226 nm)表面异相成核形成致密的纳米壳粒子,最终形成的树莓状粒子的粗糙度与TEOS含量成正相关。这种方法能实现一锅法高效制备I-RP粒子,但存在重复性差的问题;在静电吸附法制备I-RP粒子中,LS-30胶粒“壳”在静电力的作用下均匀地吸附在表面带有正电荷的光滑Si O“核”(D=226 nm)上形成树莓状粗糙粒子,结果表明核壳粒子具有相反的表面电荷性质以及偏碱性的介质环境是制备形貌优良的I-RP粒子的关键。这种方法具有重复性好的优点。经过二氯二甲基硅烷(DMDCS)改性的粗糙Si O NPs(O-RP)的非均匀润湿导致其在水/空气界面的接触角较光滑Si O NPs(O-SP)大。原子力显微镜结果表明,O-SP粒子及静电吸附法制备的O-RP粒子的根均方粗糙度RMS分别为2.57±0.11 nm和11.43±2.26 nm。(2)粒子的表面粗糙度和化学性质对流场下共混物相形态的影响。研究了粒子的表面化学性质和粗糙度对Si O NPs在PIB/PEO(10/90)共混物中的选择性分布和聚集行为的影响,以及对粒子填充共混物相形态调控行为的影响。研究结果表明,I-SP和I-RP粒子在高速预剪之后主要分布在与之更亲和的PEO基体相中,随着低速剪切的进行逐渐迁徙到两相界面处。由于“粘结-凝聚”作用,0.1～2 wt.%的I-SP和I-RP粒子显著促进了0.05 s低速流场下PIB分散相液滴的粗化。尽管O-SP粒子与共混物两相的亲和性相当,在高速预剪之后就分布在两相界面处,但是由于“桥接-反润湿”作用,低含量(0.1 wt.%)的疏水Si O NPs显著促进了液滴粗化。随着粒子含量的升高,PIB液滴的粒子包覆率也随之升高,良好的物理屏障作用使疏水粒子显著抑制了液滴的粗化。此外,粗糙表面通过降低粒子间的相互吸引力,显著抑制了粒子间的聚集趋势,良好的分散性进一步提升了O-RP粒子对共混物的相形态稳定能力。因此,粗糙度能够与其它的粒子结构参数(如表面化学性质、尺寸和形状)协同调控固体粒子增容共混物在加工过程中的相结构。(3)粒子粗糙度对共混物相形态剪切速率依赖性的影响。研究了粒子的表面粗糙度和化学性质对PIB/PEO(10/90)共混物的相形态粗化行为、相形态滞后行为以及流变行为随剪切速率变化规律的影响。研究结果表明,分布在PEO基体相的亲水性Si O NPs对共混物相形态的影响随剪切速率的升高逐渐消失,几乎不影响高剪切速率下液滴的凝聚和破碎行为。疏水Si O NPs主要分布在两相界面处,因而高的剪切速率并未掩盖少量(0.1 wt.%)粒子的“桥接-反润湿”作用带来的相形态粗化效果。此时,粒子粗糙度对共混物的影响几乎可以忽略。由于具有较好的分散性,高含量(2 wt.%)的O-RP粒子在0.05 s～16 s剪切速率范围内都具有较O-SP粒子更优异的相形态稳定效果。也就是说,在高剪切速率下,粗糙度的存在依然能改善疏水粒子的相形态细化效果。O-SP粒子显著拓宽了共混物的相形态滞后区,且粒子粗糙度强化了共混物在高剪切速率下的相形态滞后行为。此外,O-SP和O-RP粒子填充共混物的黏度表现出不同的剪切速率依赖性。O-S

关键词：不相容高分子共混物粗糙粒子相形态剪切场流变

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

粗糙和光滑椭球胶体的受限扩散

引用

物理学报 2024年第14期73卷 268-274页

作者：梁建王华光张泽新苏州大学材料与化学化工学部苏州215123 苏州大学物理科学与技术学院软凝聚态物理及交叉研究中心苏州215006 苏州大学高等研究院苏州215006

复杂受限环境中的扩散研究在凝聚态物理领域中备受关注.胶体体系的出现,为定量研究微观粒子的受限扩散提供了卓越的实验模型系统.当胶体粒子的形状由球形变为椭球形时,体系展现出各向异性的扩散动力学特性.近年来,研究者们发现粗糙表面... 详细信息

复杂受限环境中的扩散研究在凝聚态物理领域中备受关注.胶体体系的出现,为定量研究微观粒子的受限扩散提供了卓越的实验模型系统.当胶体粒子的形状由球形变为椭球形时,体系展现出各向异性的扩散动力学特性.近年来,研究者们发现粗糙表面能够诱发球形胶体体系异常的旋转动力学.然而,由于实验体系的局限性,粗糙表面对椭球形胶体粒子的受限扩散的影响依然知之甚少.本文建立了胶体受限扩散的模型体系,由粗糙圆球胶体构成受限环境,研究了粗糙和光滑椭球在其中的受限扩散.当圆球的堆积分数较低时,粗糙表面未发挥作用,因此光滑和粗糙椭球的平动和转动扩散相近.随着圆球堆积分数的增高,粗糙表面之间发生互锁,导致粗糙椭球的平动扩散明显慢于光滑椭球;随着堆积分数的进一步增高,由于粗糙表面产生的空间位阻效应,粗糙椭球的转动扩散也显著慢于光滑椭球.该工作表明粗糙表面会改变椭球的受限扩散,为揭示复杂环境中具有粗糙表面物质的扩散规律提供了实验依据.

关键词：胶体椭球粗糙粒子受限扩散动力学

来源：

维普期刊数据库博看期刊

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：