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聚二甲基硅氧烷-尼龙1212（PDMS-b-PA1212）嵌段共聚物的合成与制备

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聚二甲基硅氧烷-尼龙1212（PDMS-b-PA1212）嵌段共聚物的合成与制...

中国化学会2017全国高分子学术论文报告会

作者：吕玲玲朱春雷庞新厂赵清香刘民英付鹏崔喆郑州大学南校区

聚二甲基硅氧烷-聚酰胺嵌段共聚物（PDMS-b-PA）是一种新型的高分子材料,兼具PDMS出色的生物相容性、耐热稳定性、高拒水性及耐候性等特点,及PA1212优异的力学性能、耐磨性及易加工成型等优点,扩展其在生物医药领域的应用,具有突出的综... 详细信息

聚二甲基硅氧烷-聚酰胺嵌段共聚物（PDMS-b-PA）是一种新型的高分子材料,兼具PDMS出色的生物相容性、耐热稳定性、高拒水性及耐候性等特点,及PA1212优异的力学性能、耐磨性及易加工成型等优点,扩展其在生物医药领域的应用,具有突出的综合性能和广阔的发展前景。实验以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷和羧基封端的PA1212预聚体为原料。考察了不同分子量的PA1212对聚合产物性能的影响。通过FTIR和1H-NMR分析验证了共聚物的结构。用差示扫描量热法（DSC）和热分析（TG）对其热性能进行了研究,聚合物的起始失重温度和最大失重速率均随着硬段分子量的增加而提高,随着硬段分子量的增加,共聚物的起始分解温度从339℃提高至410℃。相较于PA1212,嵌段共聚物的起始分解温度不升反降,分析原因可能是由于共聚物聚合度偏低,分子量分布过宽造成。

关键词：聚二甲基硅氧烷尼龙1212 熔融缩聚生物相容性

来源： cnki会议评论

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聚二甲基硅氧烷表面亲水性的研究

分析化学 2006年第4期34卷 508-510页

作者：李永刚张平吴一辉宣明中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033 北京100039 中国科学院研究生院中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室

为了使聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有较稳定的亲水性表面,利用氧等离子体技术对PDMS表面进行处理。研究了氧等离子体处理PDMS表面的时间、功率、氧气流量等参数对表面亲水性的影响,通过接触角测量和X-射线光电子能谱(XPS)对处理效果进行了... 详细信息

为了使聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有较稳定的亲水性表面,利用氧等离子体技术对PDMS表面进行处理。研究了氧等离子体处理PDMS表面的时间、功率、氧气流量等参数对表面亲水性的影响,通过接触角测量和X-射线光电子能谱(XPS)对处理效果进行了评价。实验表明:PDMS经氧等离子体处理后放置700 h的表面接触角为72°,达到了持久改性的目的;XPS分析表明,表面亲水性的改善主要是由于表面极性成分的增加,最后讨论了氧等离子体处理PDMS表面的改性机理。

关键词：氧等离子体聚二甲基硅氧烷亲水性接触角 X-射线光电子能谱

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纳秒紫外激光制备聚二甲基硅氧烷超疏水表面

高分子材料科学与工程 2018年第1期34卷 125-129页

作者：洪文生邓宇黄志刚郭钟宁麦文豪广东工业大学机电工程学院广东广州510006

利用纳秒紫外激光对聚二甲基硅氧烷进行表面加工,研究了激光功率密度、光斑重叠率和线距等工艺参数对改性后聚二甲基硅氧烷表面接触角的影响。结果表明,增大激光功率密度、光斑重叠率或减小线距,均会使聚二甲基硅氧烷表面接触角呈上升趋... 详细信息

利用纳秒紫外激光对聚二甲基硅氧烷进行表面加工,研究了激光功率密度、光斑重叠率和线距等工艺参数对改性后聚二甲基硅氧烷表面接触角的影响。结果表明,增大激光功率密度、光斑重叠率或减小线距,均会使聚二甲基硅氧烷表面接触角呈上升趋势,并且都是先缓慢到急剧的一个变化过程。当激光功率密度达到1.56×106W/cm2,光斑重叠率为75%,线距为120μm时,表面水接触角达到最高154°。通过傅里叶变换红外光谱测试发现激光作用未改变材料化学组分,但通过扫描电镜的表征发现聚二甲基硅氧烷表面形成微纳嵌套结构。基于Cassie-Baxter模型,分析了激光形成的微纳嵌套结构对聚二甲基硅氧烷表面接触角的影响规律。

关键词：纳秒紫外激光器表面改性聚二甲基硅氧烷接触角

聚二甲基硅氧烷衬底上金岛膜的制备及其荧光增强作用的研究

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科技通报 2018年第7期34卷 24-29页

作者：程思蔡博赵立波刘威国世上赵兴中武汉大学物理科学与技术学院武汉430072 华中科技大学同济医学院附属协和医院组织工程与再生医学研究中心武汉430022 中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室北京100190

利用接种-生长法在疏水性高分子聚合物聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)衬底上制备了金岛膜并研究了该金岛膜衬底对于Cyanine 5(Cy5)荧光染料的荧光增强效应。通过氨水调节氯金酸溶液p H值在PDMS衬底上接种Au3+离子,利用硼氢... 详细信息

利用接种-生长法在疏水性高分子聚合物聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)衬底上制备了金岛膜并研究了该金岛膜衬底对于Cyanine 5(Cy5)荧光染料的荧光增强效应。通过氨水调节氯金酸溶液p H值在PDMS衬底上接种Au3+离子,利用硼氢化钠还原Au3+离子在衬底上形成金纳米颗粒种子,之后通过羟胺对于氯金酸的还原作用使得金纳米颗粒生长为金岛并形成金岛膜。利用原子力显微镜、扫描电子显微镜及荧光显微镜等表征手段研究了所用溶液的浓度变化对于金岛膜形貌及其荧光增强效应的影响。采用5 m M氯金酸溶液作为接种母液,1000μM氯金酸/羟胺溶液作为生长母液时可以得到平均面积为92784 nm2的金岛膜,对于衬底的覆盖率达到最大值68.36%,此时能得到对于Cy5荧光染料的最大荧光增强效应。同时对比了相同制备条件下亲水性的玻璃衬底和疏水性的PDMS衬底上金岛膜形貌及其荧光增强效应的异同,发现PDMS衬底上获得的金岛膜具有更好的分散性及更强的荧光增强效果。

关键词：金岛膜荧光增强效应聚二甲基硅氧烷接种-生长法

含聚二甲基硅氧烷的超润滑环氧树脂复合涂层的摩擦学性能研究

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含聚二甲基硅氧烷的超润滑环氧树脂复合涂层的摩擦学性能研究

作者：庄佳伟江西理工大学

学位级别：硕士

超润滑(superlubricity)作为前沿领域在摩擦学研究中受到极大的关注。在工程上,通常将摩擦系数小于0.01的润滑状态称为超润滑。超润滑若能在工程上大规模应用,则有望使全球因摩擦导致的能源耗散显著降低。因此,研发超润滑材料和技术对... 详细信息

超润滑(superlubricity)作为前沿领域在摩擦学研究中受到极大的关注。在工程上,通常将摩擦系数小于0.01的润滑状态称为超润滑。超润滑若能在工程上大规模应用,则有望使全球因摩擦导致的能源耗散显著降低。因此,研发超润滑材料和技术对我国未来高技术领域机械装备的长远发展意义重大。环氧树脂(EP)涂层因其高附着力和良好的耐腐蚀性在表面防护工程领域受到大量研究者关注,但EP涂层的高摩擦磨损限制了其广泛应用。目前,环氧树脂涂层摩擦学性能的改性研究虽已取得诸多进展,但使环氧树脂涂层达到超润滑水平的改性研究依然具有挑战性。本论文采用简单的溶剂蒸发法制备了一类在高湿度环境中具有超润滑性能的聚二甲基硅氧烷/环氧树脂(PDMS/EP)复合涂层,考察了PDMS对EP涂层化学组成、微观结构和形貌的影响,研究了PDMS对EP涂层力学性能和摩擦学性能的影响。此外,进一步开展了支化聚乙烯亚胺(PEI)改性后的PDMS/EP复合涂层对氟橡胶表面减摩抗磨改性研究。本论文的主要研究结果如下:(1)EP涂层和PDMS/EP复合涂层的FTIR结果发现,EP涂层和PDMS/EP复合涂层中含有大量的羟基,这是因为环氧树脂中的环氧基与胺类固化剂中的氨基反应生成羟基。PDMS/EP复合涂层的STEM结果显示,PDMS在环氧树脂基体中自聚集成纳米颗粒相。PDMS/EP复合涂层拉伸测试结果表明,复合涂层的拉伸韧性和延展性都得到增强,这可能与PDMS纳米颗粒相的形成有关,PDMS纳米颗粒对环氧树脂材料在拉伸过程中的裂纹扩展具有一定的抑制作用。(2)PDMS/EP复合涂层在高湿度环境下的摩擦测试结果表明,PDMS的引入显著降低了EP涂层的摩擦系数和磨损率。在不同PDMS含量的PDMS/EP复合涂层的摩擦测试中,PDMS含量为3 wt.%的复合涂层(记为3-PDMS/EP)润滑性能最优,其摩擦系数能达到0.008的超低水平。3-PDMS/EP复合涂层与不同材质球的摩擦测试结果发现,复合涂层的摩擦系数均能达到0.01以下。PDMS/EP复合涂层的超润滑性能归因于PDMS和EP涂层中的羟基对减摩抗磨的协同作用。同时由于复合涂层韧性的提高,其抗磨性能得到了显著提升。3-PDMS/EP复合涂层在不同载荷和转速条件下的摩擦结果表明,随着载荷的升高,复合涂层的摩擦系数先降低后升高,并且当载荷为2 N时,其摩擦系数最低。随着转速的增大,复合涂层的摩擦系数总体上呈现升高的趋势,并且当转速达到1000 rpm及以上时,其超润滑性能消失。不同温度热处理后的3-PDMS/EP复合涂层的摩擦测试结果表明,摩擦系数呈现随加热温度升高而升高的趋势,并且当热处理温度≥150℃时,其超润滑性能消失。(3)PEI/3-PDMS/EP复合涂层的拉伸测试结果表明,引入PEI对3-PDMS/EP复合涂层力学性能具有较好的增强作用。当PEI含量为3 wt.%时,3-PDMS/EP复合涂层(记为3-PEI/3-PDMS/EP)的力学性能最好,其拉伸韧性和延展性均得到显著提升。这可能是由于环氧树脂中的环氧基与PEI中的氨基发生反应而键合,增强了界面相互作用,从而提高了PEI/3-PDMS/EP复合涂层的拉伸韧性和延展性。摩擦测试结果表明,当PEI含量为3 wt.%时,氟橡胶表面复合涂层的摩擦系数最低。3-PEI/3-PDMS/EP复合涂层在氟橡胶表面优异的摩擦学性能可能受益于其硬度的提升,使摩擦界面的接触面积减小。氟橡胶表面3-PEI/3-PDMS/EP复合涂层在不同转速和载荷条件下的摩擦测试结果表明,随着转速的增加,复合涂层的摩擦系数先降低后升高,并且当转速为750 rpm时,复合涂层的摩擦系数最低。随着载荷的增大,复合涂层的摩擦系数呈现升高的趋势。

关键词：超润滑环氧树脂聚二甲基硅氧烷涂层氟橡胶

基于聚二甲基硅氧烷增敏的级联双腔温度传感器

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光学学报 2023年第19期43卷 51-58页

作者：杨玉强高佳乐牟小光王骥杨文虎李依潼王楚虹广东海洋大学深圳研究院广东深圳518120 广东海洋大学广东省船舶智能与安全工程技术研究中心广东湛江524088 广东海洋大学机械工程学院广东湛江524088 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东湛江524088

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏的级联双腔温度传感器,该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成,且级联双腔的光程相近,从而干涉谱产生游标效应。此外,空气腔的两端均为PDMS,当温度增加时,空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气... 详细信息

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)增敏的级联双腔温度传感器,该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成,且级联双腔的光程相近,从而干涉谱产生游标效应。此外,空气腔的两端均为PDMS,当温度增加时,空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气腔,大幅提高了空气腔的温度响应。在PDMS膨胀和游标效应的双重作用下,该传感器具有非常高的温度灵敏度。实验结果表明,在40~42℃范围内,传感器的温度灵敏度约为-20.55 nm/℃,相比单个PDMS腔提高了37倍。该传感器具有结构紧凑、灵敏度高、稳定性好等优点,具有很好的应用前景。

关键词：光纤光学与光通信光纤传感器法布里-珀罗干涉仪游标效应聚二甲基硅氧烷

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聚二甲基硅氧烷润湿各向异性薄膜

物理实验 2011年第3期31卷 4-7页

作者：姜兰钰汪静潘超周笑辉曲冰刘鑫大连海洋大学理学院辽宁大连116023

利用模板技术制备了聚二甲基硅氧烷光盘沟槽微结构薄膜,采用电子显微镜对材料进行表征并对薄膜的润湿性各向异性进行了研究.结果表明:刻录可以使光盘沟槽加深,利用聚二甲基硅氧烷复制的薄膜表面具有与光盘基本一致的表面微结构,但沟槽... 详细信息

利用模板技术制备了聚二甲基硅氧烷光盘沟槽微结构薄膜,采用电子显微镜对材料进行表征并对薄膜的润湿性各向异性进行了研究.结果表明:刻录可以使光盘沟槽加深,利用聚二甲基硅氧烷复制的薄膜表面具有与光盘基本一致的表面微结构,但沟槽深度比原光盘有所降低.平行沟槽方向的接触角大于与垂直沟槽方向的接触角,具有明显的润湿各向异性.

关键词：聚二甲基硅氧烷润湿各向异性薄膜

密胺苯二醛多孔聚合物/聚二甲基硅氧烷混合基质膜的制备及气体分离性能

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物理化学学报 2017年第10期33卷 2058-2063页

作者：王亚丹肖强钟依均朱伟东浙江师范大学物理化学研究所先进催化材料教育部重点实验室浙江金华321004

以溶液复合成膜法制备了密胺苯二醛多孔聚合物(MA)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合基质膜,利用扫描电镜(SEM)表征了混合基质膜的形貌。考察了不同MA用量下MA/PDMS混合基质膜的气体分离性能,结果表明,MA的加入可以在提高PDMS膜渗透系数的同时... 详细信息

以溶液复合成膜法制备了密胺苯二醛多孔聚合物(MA)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合基质膜,利用扫描电镜(SEM)表征了混合基质膜的形貌。考察了不同MA用量下MA/PDMS混合基质膜的气体分离性能,结果表明,MA的加入可以在提高PDMS膜渗透系数的同时提高CO_2气体分离选择性;随着混合基质膜中MA含量的增加,混合基质膜的渗透系数均明显提高,气体分离选择性则先增大后减小。双组分混合气体分离测试结果表明,MA/PDMS(1.2%(w,质量分数))混合基质膜对CO_2/N_2和CO_2/CH_4的分离选择性分别是19.2和6.0,CO_2的渗透系数达到8100Barrer,均高于纯PDMS膜。MA/PDMS(1.2%(w))混合基质膜对CO_2/N_2混合气的分离性能突破了Robeson上限。

关键词：多孔聚合物聚二甲基硅氧烷混合基质膜气体分离

SBMA改性聚二甲基硅氧烷无规共聚物的制备与海洋防污性能研究

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SBMA改性聚二甲基硅氧烷无规共聚物的制备与海洋防污性能研究

作者：胡程颖哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

海洋生物污损给人类海洋生产与运输活动带来严重影响,直接或间接造成巨大经济损失、生态损失和环境损失。传统海洋防污涂料由于含有重金属有毒防污剂会破坏海洋生态环境,面临被禁止使用的问题。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底材料的低表... 详细信息

海洋生物污损给人类海洋生产与运输活动带来严重影响,直接或间接造成巨大经济损失、生态损失和环境损失。传统海洋防污涂料由于含有重金属有毒防污剂会破坏海洋生态环境,面临被禁止使用的问题。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底材料的低表面能防污涂料已经商业化使用,具有良好发展前景。然而该种材料存在机械强度低、静态防污性能不理想等问题,降低防污涂料的使用效果。因此本文以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、端乙烯基聚二甲基硅氧烷为单体,通过无规共聚合成不同比例(DMAEMA-PDMS)共聚物。之后使用1,3-丙磺酸内酯通过季铵化反应,对DMAEMA-PDMS共聚物进行改性,引入两性离子磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)侧链,利用丙烯酸改性和两性离子功能侧链来获得具有良好机械性能和静态防污性能聚二甲基硅氧烷改性聚合物。由于SBMA与PDMS相容性较差,常用的原子转移自由基聚合方法产率较低。本文通过两步法无规共聚制备两性离子共聚物(SBMA-PDMS),以期获得高产率两性离子共聚物。首先验证了SBMA前驱体DMAEMA与PDMS反应的可行性,并探究了DMAEMA-PDMS共聚物的适宜反应条件。比较三种不同PDMS(自制高活性乙烯基聚二甲基硅氧烷、端乙烯基聚二甲基硅氧烷、二乙烯基四甲基二硅氧烷)与DMAEMA反应得到共聚物的溶解性、产率、吸水率,确定端乙烯基聚二甲基硅氧烷为PDMS反应单体。通过测量不同反应时间下PDMS与DMAEMA共聚反应溶液中反应基团消失的时间确定反应时间为40 h。比较对照组共聚物的产率、分子量确定其他反应条件:二氯甲烷/甲醇反应溶剂,引发剂含量(单体总质量0.5‰),持续N氛围保护环境。利用激光共聚焦显微镜观察DMAEMA-PDMS系列共聚物在不同浓度下形成薄膜的表面形貌与表面粗糙度,可以看到共聚物薄膜表面比较平整,具有较低的粗糙度。水接触角测试表明,共聚物薄膜表面接触角能够达到120°,整体表现为疏水性。机械性能测试结果表明,DMAEMA-PDMS共聚物的平均拉伸强度最高可达24.98 MPa,具有较强的抗拉伸性能。抗硅藻附着实验表明,DMAEMA-PDMS共聚物薄膜对短小舟形藻与三角褐指藻的抑制率最高可以达到87.3%与74%,具有较强的防污性能。经过季铵化反应得到两性离子共聚物SBMA-PDMS。由于SBMA-PDMS的溶解性较差,将不同比例的SBMA-PDMS作为防污剂放入有机硅涂料中,涂装形成涂层。利用三维显微镜观察改性有机硅改性涂层的表面形貌,可以观察到涂层表面有白色的两性离子共聚物渗出,填补了有机硅涂层的缺陷处,降低了表面粗糙度,改性有机硅涂层的粗糙度最高下降77.2%。对涂层进行吸水性测试,结果表明改性后的涂层吸水率不高,对涂层的表面性能影响较小。对涂层的表面进行水接触角测试,发现接触角降低至99.8°,涂层亲水性增强。对改性涂层表面进行抗硅藻附着测试,结果表明改性涂层对短小舟形藻和三角褐指藻的抑制率分别达到80.7%与88.6%。对改性涂层进行抗蛋白吸附测试,结果表明涂层表现出良好的抗蛋白吸附效果。对改性涂层进行抗菌测试,结果表明涂层表现出良好的抗菌效果。对改性涂层进行实海挂板测试,结果表明改性涂层表面污损生物附着数量较少。对涂层表面的藤壶附着力进行测试,结果表明改性涂层表面藤壶附着力降低,这证实了两性离子聚合物通过形成“水化层”提高涂层的防污性能。防污性能测试结果表明两性离子共聚物中SBMA含量越高,涂层防污性能越好。以上研究表明丙烯酸改性及侧链引入两性离子基团,能够提高有机硅基体树脂的机械性能和静态防污性能。这为低表面能有机硅防污材料的性能提升提供了技术方案。

关键词：聚二甲基硅氧烷季铵化两性离子共聚物防污性能