一、红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度(论文文献综述)
金天成[1](2020)在《取向聚合物薄膜分子构象与动力学研究》文中研究指明高分子链取向可显着提升材料的力学、光学、传热等诸多物理性能,是高分子材料高性能化的重要途径。分子运动是架起微观结构与宏观性能的桥梁,是影响聚合物材料物理性能的重要基础。取向分子链构象远离无规线团的平衡态构象,导致体系熵减小,自由能增大等,使其分子动力学偏离于无规线团状态下的行为。揭示非平衡态取向高分子链动力学及其构象松弛的微观机理对优化高分子材料性能具有重要的指导意义。本文的主要目的将研究取向聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的膜厚松弛和构象松弛动力学,揭示取向PMMA链松弛的微观机理,并探讨取向对高分子链运动能力的影响。常规的机械拉伸、摩擦等方法制备的取向聚合物存在取向度难控制,同时体系内存在的杂质、缺陷以及机械应力等对高分子动力学产生影响。为了克服这些问题,本文提出以分子刷为前驱体制备结构均一的取向聚合物薄膜:首先利用表面引发聚合法制备聚合物分子刷,体积排斥作用使分子刷分子链伸展取向,表现出理想的取向结构;随后将薄膜从基底表面剥离,制备得到结构均一的取向聚合物单分子薄膜。我们以此取向薄膜为对象,利用构象敏感红外光谱,结合对薄膜膜厚松弛的表征研究取向PMMA微观构象特征以及构象松弛。主要得到以下结论:(1)利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在不同引发剂含量的Si Ox/Si基底表面原位生长PMMA分子刷;利用HF水溶液刻蚀Si Ox层,可将PMMA分子刷薄膜从基底表面剥离,得到结构均一的取向PMMA薄膜。本实验中,制备了两种不同取向度的PMMA薄膜,对应的分子刷接枝密度为0.68和0.41 nm-2,薄膜分子链的取向度分别为0.38和0.23。(2)利用红外反射吸收光谱(IRRAS)研究了不同接枝密度的PMMA分子刷的微观构象变化。发现随接枝密度的增大,分子链的拉伸程度增大;同时,PMMA分子刷链的gauche构象数增加,侧基从trans转变为cis构象。该结果表明PMMA分子刷微观构象随σP的增加和分子链的伸展而重新排列。致密分子刷链通过侧基收缩和主链屈曲(体现为具有更多的gauche构象)进行链伸展。这意味着高分子链在链段以下尺度的分子无序性增加;然而,致密分子刷内分子链被拉伸,整链有序性增加。上述结果说明聚合物分子刷链拉伸必然伴随着局部无序性的增加。据此,我们提出了一种诱导高密度聚合物分子刷链伸展的微观分子机理——局部无序促进了致密接枝聚合物分子刷中整链有序。局部构象的无序化在一定程度上补偿了由于整链因取向引起的熵损失,因此稳定了伸直分子刷链的构象和降低了分子链的张力,促进了整链的有序化。(3)利用椭圆偏振光谱仪和IRRAS研究取向PMMA薄膜的膜厚松弛和构象松弛动力学。发现低于352 K时,取向PMMA薄膜膜厚随温度升高而增加;在355至388 K温度区间内出现热致收缩行为。T>388 K时,薄膜厚度再次随温度升高而增大,并且对应的热膨胀系数(β=2.5×10-4 K-1)小于PMMA旋涂膜的β值。为了揭示取向PMMA分子链复杂热膨胀行为的机理,利用IRRAS对升温过程中PMMA微观构象变化进行了表征。发现取向PMMA薄膜复杂的热膨胀行为源于PMMA主链构象复杂的演变行为。研究发现T<352 K时,主链上的gauche构象数随温度升高而快速增加;352 K<T<391 K时,gauche构象数增加的速率减缓;继续升高温度至T>391 K时,主链的gauche构象随温度升高反而减少。PMMA主链gauche构象数与分子链伸展程度有关:分子链越伸展,主链上gauche构象数越多。因此,结合薄膜厚度变化可以推测升温过程中高分子链构象松弛以及薄膜热膨胀行为的微观起源。T<352 K时,取向薄膜链段运动被冻结,侧基等的振动导致膜厚随温度升高而增大,主链gauche构象增加。352 K<T<391 K时,短链段(或局部链段)运动导致分子链发生较明显收缩。然而,由于此时温度仍低于PMMA的Tg,热膨胀系数很低。取向导致的链收缩和热致膨胀相互竞争导致膜厚随温度升高而降低。T>391 K时,PMMA处于橡胶态,分子运动完全被激活,发生整链松弛,造成分子链收缩程度增大,gauche构象数减少。但是,由于橡胶态聚合物膨胀系数显着增大,膨胀程度高于取向造成的链收缩,造成薄膜厚度增加。但是由于链收缩部分抵消热致膨胀效应,导致取向PMMA薄膜在高温时的膨胀系数远小于旋涂膜的值。该研究结果阐明了取向聚合物薄膜升温过程中出现复杂热膨胀行为的微观机理,为深入理解取向聚合物分子链构象松弛行为提供了新的见解,对于提升取向高分子材料热性能和结构稳定性具有指导意义。
王雪[2](2019)在《丁苯橡胶纯胶体系拉伸取向微观结构表征》文中研究说明丁苯橡胶(SBR)用途广泛,在我国的战略资源中占重要位置。未经硫化的SBR模量和强度小,通常需要对其填料补强和化学交联。交联后的SBR拉伸时分子链沿拉伸方向排列,发生取向。SBR的高强度在很大程度上归结于分子链在拉伸时的高度取向。目前,对SBR/填料体系拉伸过程中产生的取向等微观结构变化研究较多,而对SBR纯胶体系拉伸过程中产生的取向等微观结构变化却少有报道。本论文利用原子力显微镜(AFM)直观、定量地研究了过氧化物(过氧化二异丙苯,DCP)交联和硫磺交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中微观结构演变与力学性能变化的对应关系,揭示了硫化剂种类及用量对SBR拉伸取向行为的影响;并进一步通过红外二色法对过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸取向行为进行了比较研究,主要研究结果如下:(1)通过力学性能分析,过氧化物DCP含量在0.1-2份范围内,0.2,0.3份过氧化物DCP交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸强度较大,因此,利用AFM直观、定量地研究了 0.2,0.3份过氧化物DCP交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中微观结构演变与力学性能变化之间的对应关系,并揭示了过氧化物DCP含量对丁苯橡胶拉伸取向行为的影响。结果表明:在0.2,0.3份过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸过程中逐渐出现粗纤维状的取向结构;整体来看,随着应变增大,过氧化物DCP含量为0.2和0.3份的SBR无定形区面积占比呈减小趋势,低度取向区和高度取向区面积占比呈增大趋势,模量呈先减小后增大趋势;过氧化物DCP含量在适当范围内,过氧化物DCP含量大的SBR更容易发生拉伸取向行为,且取向度更高。Mooney-Rivlin模型拟合佐证了 AFM研究结果的正确性。(2)通过力学性能分析,硫磺含量在0.5-2.5份范围内,1,2份硫磺交联的丁苯橡胶纯胶体系的应力-应变曲线比较有代表性,因此,利用AFM直观、定量地研究了 1,2份硫磺交联的丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中微观结构演变与力学性能变化之间的对应关系,并揭示了硫磺含量对丁苯橡胶拉伸取向行为的影响。结果表明:在1,2份硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸过程中逐渐出现细长状的取向结构;整体来看,随着应变增大,硫磺含量为1份的SBR无定形区面积占比呈减小趋势,低度取向区和高度取向区面积占比呈增大趋势,模量呈先减小后增大趋势,硫磺含量为2份的SBR无定形区面积占比呈减小趋势,低度取向区和高度取向区面积占比呈增大趋势,模量呈减小趋势;硫磺含量在适当范围内,硫磺含量大的SBR更容易发生拉伸取向行为,且取向度更高。Mooney-Rivlin模型拟合佐证了 AFM研究结果的正确性。(3)通过AFM研究结果对比分析了过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸取向行为。根据AFM对数模量分布的分峰图定量统计了 DCP/SBR,S/SBR样品在不同应变下不同相区所占的面积百分比及在不同应变下不同相区的模量中值,统计结果分析表明:在过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系拉伸过程中都存在取向度随应变增大而增大的现象;在交联密度相近的情况下,硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系更容易发生拉伸取向行为,且取向度远大于过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系的取向度。此外,利用红外二色法和Mooney-Rivlin模型进一步对过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系的拉伸取向行为进行了对比研究,红外二色法及Mooney-Rivlin模型研究结果与AFM研究结果一致,佐证了 AFM研究结果的正确性。
陈小彦[3](2017)在《单丝取向度测量仪的研究》文中认为本项目是与吉林省纺织工业设计研究院合作,研究一种用于测量丝状高分子聚合物取向度的测量仪。随着对丝状高分子聚合物材料(以下简称为单丝)的品质要求越来越高,对其性质的检测也逐渐引起了科学工作者的重视。其参数中的取向度在一定程度上能表征单丝的强度、硬度等方面的性质。取向度是指高分子材料在加工制造的过程中受外力作用,高分子链会沿着作用力的方向进行某种程度的有序排列,其排列的整齐程度即为取向度。鉴于市面上取向度测量设备价格昂贵且操作复杂,吉林省纺织工业设计研究院仅由有经验的技术人员根据经验观察判断取向度的大小。但其结果常有很多不准确性,为此需设计一款方便实用、价格合理的单丝取向度测量仪。传统的测量取向度的方法有光学双折射法、红外二向色性法、X射线衍射法、声速法。对比各种方法的优缺点,本设计中采用声速法测量单丝的取向度。声速法测量单丝取向度即是通过测量声音振动信号在单丝中的传播速度Cx,利用公式F=1-(CuCx)2计算取向度F的值,其中Cu是无取向时声速,Cx是待测样品的声速。本设计中根据相关性原理,计算传感器在不同位置的接收时间差,已知传感器移动距离,即可计算声音振动信号在单丝中的声速。本文叙述了实现单丝取向度测量的设计过程,首先简单介绍选题的背景与常用方法,再对比后选择声速法实现本项目需求测量取向度,因此详细介绍了声速法测量原理以及设备整体的系统框架。分别从硬件部分及软件部分介绍本项目的实施方案,展示了硬件各部分电路的原理及实现,并从选件及电路设计方面详细介绍了微控制器STM32模块、电源转换模块、激励产生模块、接收处理模块等部分。软件方面本项目首次引入互相关算法用于测量单丝取向度,并介绍其计算公式及算法应用,以及各部分软件实现的流程框图。取向度测量的具体实现过程如下:单丝样品固定在取向度测量装置中,当接收传感器与发送传感器接近时,由计算机通过串口控制STM32微控制器产生激励脉冲,放大后作用于压电陶瓷传感器产生声音振动信号,经测量装置中的单丝样品传播后,由接收端压电陶瓷传感器将声音振动信号转化为电信号,经滤波电路、放大器、电平转换器后传输到微控制器的I/O口,由STM32内部AD采集此信号1并存储。再移动接收端传感器,使接收传感器位于距发送传感器较远处,重复上述步骤,AD采集信号2并存储。将两个信号经过互相关算法计算得到接收时间差,并计算声速及取向度。经实验测量本设备重复测量精度优于±1%。本装置原理简单,方便实用,成本低廉,并具有稳定性高,可靠性强等特点,可用于单丝、纤维等高聚物丝状材料取向度的测量,具有广阔的应用前景。
张素风[4](2010)在《芳纶纤维/浆粕界面及结构与成纸性能相关性研究》文中研究指明高性能芳纶纸是全球公认的最佳绝缘纸和结构材料纸,我国长期依赖进口。与Nomex纸相比,国产芳纶纸在匀度、厚度均一性和强度等技术性能上还有明显差距,根本原因是缺乏相关交叉学科的基础理论和关键技术研究。从理论上揭示纤维结构、性能与成纸的相关性,是突破技术瓶颈,提升芳纶纸质量的当务之急。物质的各种宏观性质源出于本身的微观结构,探索芳纶纤维的结构与性质之间的关系,是凝聚态物理、结构化学的一个重要研究内容。本文从材料学和物理化学角度出发,研究纤维分子间化学力和纤维表面能、成纸体系电化学性等,揭示芳纶纤维/浆粕表面和界面的粘结成纸特性;研究芳纶纤维和浆粕的耐热性能,科学评价芳纶纸匀度、紧度、耐热性能的主要影响因素;研究芳纶纤维/浆粕的晶体结构特征,为芳纶纸强度性能差异性的评价提供理论依据。在此基础上解析芳纶纤维和浆粕的表面性能、结构特点和热性能与复合成纸特性的相关性规律。芳纶纤维的结构与其干纺或湿纺工艺有密切联系,且对纤维表面及结构影响较明显。采用光学显微、SEM、AFM等,对纤维表面进行显微分析,并对短切纤维横截面进行TEM观察。结果显示采用湿纺工艺生产的芳纶短切纤维(F1-纤),表面略带纺丝过程中的线条状痕迹,无明显的皮芯结构;SEM下观察其线条状痕迹为表面的微纤维,与纤维轴向平行,呈现出皱褶状,是成型过程中凝聚态急骤变化形成超分子结构在纤维表面的形态特征,是原丝的一种表面缺陷。浆粕柔软呈飘带状,平均长度是0.2~1mm。厚度不超过1或2μm,有利于湿法成形过程中的互相搭接和均匀分散。F2-纤颜色较深,为综褐色,形状不规则,中间有一条凹陷的细带,皮层呈膨胀状态,也与其纺丝工艺相关。F3-纤整体匀称,表面光滑。短切纤维横截面TEM图显示,三个不同制造工艺的纤维,其微细纤维的精细程度也有较大差异,Nomex工艺的F3-纤中的微细纤维很细小且排列很密实。芳纶成纸热压后进行一定时间的保温或者冷处理,研究其对纸张各项性能指标的影响。经过1~3min的保温时间,芳纶热压纸的抗张指数可提高8%~10%;撕裂指数也随着保温和冷浸渍条件而有所波动,纸张伸长率提高10%左右。冷浸渍处理后纸张的抗张指数降低4%以上,伸长率提高10%以上,可能是冷浸渍过程中纸张吸收了大量水分所致。冷浸渍的纸样重新经过热压和保温处理后其各项强度指标可以大幅度的恢复。证明温度对芳纶纤维成纸的影响是很大的,冷浸渍后的吸湿水也可以在再热压时排除掉,而不影响纸张的性能。因此纸张热压后逐渐冷却对芳纶纸的性能提高是很重要的工艺过程。纸张抄造方式上应用分层次多比例成纸形式,对所得纸张的性能指标与单一比例相比,发现有利于构造良好的纸张结构。与中间层相比,面层和底层中的沉析纤维含量较多,纤维间有良好的粘结基材,利于形成匀度较好的材料,纸张在压光后纸张表面不至于粗糙。中间层高强度的短切纤维含量较多,保证了纸张的机械强度性能。各层采用同样的湿法抄造,经复合过程,使三层结合并形成统一结构,充分利用不同芳纶纤维各自的粘接、绝缘和增强优势。对芳纶纸热压工艺进行了正交试验优化,分析了影响纸张性能的相关因素及水平。结果表明,热压温度、保温时间和热压力为F1-纸性能的主要影响因素,热压次数及压辊的转速为次要因素,F1-纸热压工艺优化结果为:热压温度240℃、保温时间3min,热压力14MPa,压辊转速1.5r/min,热压次数3次。热压温度、热压力和压辊转速为F2-纸性能的主要影响因素,热压次数及保温时间为次要因素;F2-纸热压工艺为热压温度240℃、保温时间2min,热压力14MPa,压辊转速1.5r/min,热压次数4次。采用图像份分析技术和SEM、TEM、AFM、共焦激光扫描显微镜(CLSM)等手段,对纸张表面进行XY和Z向研究,对纸页的内部结构与组成及其对成纸性能的影响进行分析。研究结果表明,热压过程能够显着提高芳纶纸的抗张强度、伸长率和纸张紧度等机械性能。当热压温度为130℃时,芳纶纸的抗张强度、伸长率和纸张紧度分别提升5、7和4倍。纸张横截面SEM图显示,热压后芳纶纸的内部结构变得密实,表面也变得光滑平整,纸张紧度得到提高。在热压过程中,芳纶浆粕以粘合剂和填充物的形式在纸页结构中存在,纤维受到挤压而产生形变。匀度分析结果表明,当芳纶纸定量大于60g/m2时,随着定量的增大,纸张中匀度较好的小尺寸匀度分量范围逐渐扩大,而大尺寸分量的匀度始终较定量35g/m2差。即定量的增大有利于提高纸张中细小组分的匀度。如果影响纸张性能的因素主要来自于组成纸张的细小组分,则可以通过提高纸张的定量来实现性能的改善。定量对纸张性能的影响与匀度分量相关。不同定量的纸张,其强度性能主要由短切纤维来承担,而沉析纤维主要承担芳纶纸的电气性能,耐压强度性能的提高主要依赖于两种纤维的比例。纸张横截面TEM观察结果表明,表明热压过程并没有使得芳纶微纤维间熔融为一体,或在纤维与基体间界面形成一个相互交叉的过渡区界面。不同工艺来源的芳纶纤维和浆粕原料对界面粘结性能的影响不同。F3-浆粕基体部分的微纤维像指纹一样,呈现出一种条纹和旋涡状结构。F1-浆和F2-浆粘合区域的指纹特征不突出,浆粕微纤维间层次较混浊,基体与纤维间的界面有明显的界限;纤维表面的沟槽明显,与浆粕形成镶嵌的“钉扎型”界面结构;部分区域的纤维与浆粕基体间界面甚至形成“间隙型”界面,相互间距离很大,这种现象可能与纤维和浆粕的热收缩性差异有关。在液滴形状法的理论基础上,根据Young-Laplace方程,利用矢量化技术,测定和计算的单根芳纶纤维的表面接触角为53.3。化学试剂表面处理对芳纶纤维接触角有较大影响,DMAc、DMF、甲苯、三氯甲烷、二氯丙烷等可以使芳纶纤维表面接触角变小,最小降低到44.9,提高了纤维在水相中的分散效果,改善芳纶纤维湿法成纸匀度。界面是芳纶纸基材料极为重要的微结构,它作为短切纤维与浆粕基体连接的“纽带”,对芳纶纸基的物理、化学及力学性能有着至关重要的影响。从原料、制造工艺、热压过程产生的热应力等界面性能影响因素方面,围绕芳纶纤维和浆粕形成的界面表征、界面微观结构与芳纶纸基材料综合性能的联系,探讨了芳纶纸基材料界面的基本情况,包括表面能、热压粘结行为和粘附力分析等。用水和乙二醇作为接触角测试液体时,芳纶纤维及浆粕的表面能在35~45mJ·m-2。其中,芳纶短纤维表面能稍高于芳纶浆粕,芳纶纤维及浆粕的极性分量大于色散分量;且纤维表面能越高越有利于表面可润湿性、粘附功及粘接强度的提高。芳纶短纤维与浆粕之间的色散分量和极性分量越匹配,表面能之差及界面张力越小,而复合纸抗张指数越高。芳纶纸热压后表面能的下降而具备优良的抗湿性能,但表面能下降过快对纤维间热压粘接过程及成纸性能不利。纸页断面分析和FTIR的检测结果显示,热压过程中,芳纶纸结构中纤维表面游离羰基减少,而缔合羰基增加,表明热压后芳纶纤维浆粕之间的粘结主要是物理粘结作用。采用原子力显微镜(AFM)探针修饰技术,对芳纶纤维间粘附作用力研究结果标明,聚芳酰胺浆粕薄膜修饰的探针与芳纶纤维和浆粕之间的粘附力(Pull-off adhesion forces, Fadh)分别为1.71nN和9.20nN。浆粕分子间粘附作用力大于其与纤维间的粘附力,可能是由于浆粕为无定型形态,分子之间接触面积会更大,而且能够提供更多的极性末端基,以形成分子链间的结合力。采用Derjaguin-Muller-Toporov(DMT)理论,借助纤维表面自由能,计算理论作用力,可以验证分子间粘附力的AFM测定。碱性环境对芳纶纤维成纸强度有不利的作用,酸性环境或者硫酸铝等可以改善芳纶纤维成纸状况,pH值控制在6.0左右为好,对应的Zeta电位为-4~-8.6mV(硫酸铝体系)或-18~-19 mV(盐酸和磷酸体系)。从高分子聚合物的凝聚态结构方面着手,对芳纶纤维和浆粕在加工过程中形成的,是由微观结构向宏观结构过渡的状态进行研究,主要分析其大分子之间的几何排列包括晶态结构、非晶态、取向态和织态等结构,以及纤维分子量、结晶度、内聚能密度(cohesive energy density,简称CED)等主要结构参数;采用热分析手段,研究纤维或浆粕受热时温度、热应力等对其结构的影响;并重点对影响热压效果的芳纶浆粕,在受热时结晶速率和结晶度大小的变化进行分析,以探讨芳纶纸热压加工过程中,纤维分子量与结晶度等主要结构特征;分析芳纶短纤维及浆粕的结构是如何影响成纸的热性能,了解结构特点与耐热性能、纸张性能之间的相关性,为改善芳纶热压纸性能的提出改善途径。研究结果显示,芳纶纤维平均分子量大小为10万左右,短纤维平均分子量稍高于浆粕,多分散系数在1~2之间。短纤维与浆粕分子量大小差异,表明两者在热压过程中对界面粘接、纸张结构与性能的不同贡献。不同来源芳纶短纤维与浆粕的内聚能密度CED均在530~540 J·cm-3,F1-纤和F2-浆分别较F2-纤和F1-浆的内聚能稍强。CED越高,说明分子链间的以氢键为主的宏观次价键作用力越大,有利于纤维维持稳定的凝聚态结构。良好的熔融流动性能、独特的黏度行为、容易结膜等,与F1-浆独特的细微丝晶结构有关,也是芳纶纸成形过程中纤维与浆粕间相容为一体的必要条件。树枝形晶体结构的F1-浆,其分子链段过于细碎,虽然具有较好的相对分子质量分布,但其高浓度的末端氨基基团结构,使得纤维受热后易返黄,在高压下挺度和刚度性能有所欠缺。F3-纤维在偏光下色彩更加鲜艳,为第二级干涉色,条带间界线也不十分清楚,表示纤维晶体在高取向过程中规整性更好。带状微丝晶结构较F1-浆大,可能是聚合物链段间相互作用力较大而形成强有力的取向结晶,也可能是由于芳纶聚合过程中晶体形成方式不同引起的,F3芳纶聚合物中有大量液晶的形成。纤维TEM观察结果显示,F1-纤中,微纤维晶体是具有一定规整形状的薄片晶,尺寸在纳米级别,约100nm长相互镶嵌堆积。F2-纤中,微纤维晶体颗粒也有一定规整性,但尺寸较大,长约500nm;F3-纤中颗粒细小,分布均匀。片晶组成颗粒大小的区别,主要是因为芳纶聚合条件的差异,形成不同密度的分子链,使得纤维受到热拉伸时聚集态急骤变化引起晶体结构尺度的不同。结合纤维的成纸性能及其形貌特征可知,细化晶粒可以提高纤维的强度性能。纤维和浆粕的衍射峰具有37%~65%的Cauchy分布和34%~62%的Gauss分布特点,表明芳纶产品既受到温度作用的影响产生了粒度的变化,又受到应力作用的影响产生了应变。这与芳纶短切纤维和浆粕生产过程中既受应力场作用又受温度场作用的工艺相一致。热压光导致芳纶纤维CED、结晶度上升,粘度及粘均分子量下降,且Tg与CED、结晶度之间具有一定对应关系。芳纶热压纸结晶度提高主要来自芳纶浆粕的贡献,因为芳纶浆粕初始结晶度较低,具有比短纤维强的冷结晶性能。芳纶纤维和浆粕的DSC曲线,在整个升温过程中即使发生裂解,也不融化而出现熔融吸热峰,这突显芳纶纤维分子链刚性的特征,使其能够保持优异的耐热性能。芳纶浆粕分子量比短切纤维小、初始结晶度也低得多,故玻璃化温度转变更容易,在高于玻化温度时的结晶性能也比短纤维强,两者结构上的差异决定了各自对芳纶纸热压过程机械性能、耐热性能的贡献不尽相同。从浆粕的冷结晶与热裂解过程可以看出,两者均受温度影响显着且敏感,若温度低于300℃,甚至玻化温度270℃以下,不会发生冷结晶现象;如果温度太高则将发生热裂解。故在芳纶纸的热压光中需要控制适当的加工温度,这对芳纶纤维尤其是浆粕的影响非常大。对于同一分子量大小及其分布的浆粕,温度太低则不能很好软化浆粕致使其对短纤维形成粘接,热压纸机械性能不佳,若温度太高则可能导致浆粕低分子量级分的迅速热裂解,影响热压成纸外观颜色及其耐热性能。热压光前后F1-浆和F2-浆的热分析结果表明,成纸用的芳纶短切纤维与浆粕两种纤维的热性能有差异。芳纶浆粕包含较多的非晶态结构,且分子量小于短纤维,分子量分散系数也普遍高于短纤维,故随着温度升高至玻璃化温度以上300℃左右,F1-浆与F2-浆均发生冷结晶现象,表现出较短纤维优良的结晶性能,这恰好说明了芳纶纸热压光过程中芳纶短纤维与浆粕不同性能的发挥。
张天翼[5](2009)在《半导体纳米粒子掺杂液晶的材料、器件和机理研究》文中进行了进一步梳理二十一世纪的第一个十年已经接近尾声,中小尺寸液晶显示器件正在越来越多地被市场所接受,从技术层面而言,低功耗是其一个较为关键的性能指标,低功耗不仅代表着节约能源,也意味着液晶显示器在电池充电以后能够使用更长时间,这样可以更充分发挥显示器的可移动特性。从液晶显示器结构和原理角度来看,其自身就是一个复杂的整体,要获得低功耗的特性可以从多个方面着手进行改进,如优化驱动电路模式、使用低功耗的LED背光源、改善液晶器件工作模式以及选择具有低功耗特性的液晶材料等。本论文所研究的采用半导体纳米粒子掺杂的液晶材料,就是通过掺杂修饰的方法获得具有低功耗特性的液晶材料和器件,相比于设计合成新型液晶材料,这无疑是一条事半功倍的捷径。半导体纳米粒子在液晶材料中的掺杂应用是区别于以往研究中所报道的二氧化硅纳米粒子、金属纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、铁电性纳米粒子和碳纳米管等众多材料的另一类纳米粒子。尽管半导体纳米粒子已经凭借其在电学、光学及化学领域的独特性质在很多方面有了广泛的应用,但还很少有在液晶材料中掺杂的相关研究报道。本论文选择CdS和ZnO两种典型的半导体纳米粒子在5CB液晶材料中进行掺杂,分别研究了掺杂材料的相变温度、秩序度、介电各向异性等物理性质以及器件的开启电压、响应时间和频率调制特性等电光特性。研究中发现半导体纳米粒子的掺杂能够有效降低液晶器件的开启电压,这将有助于获得具有低功耗特性的液晶显示器件。由于在掺杂体系中,纳米粒子均匀分散在液晶分子之间,其表面包裹的有机物会对液晶分子起到锚定作用,而在液晶盒中的液晶分子还具有保持原有排序的趋势,因此,液晶分子的指向矢会在纳米粒子周围出现弯曲,从而导致液晶材料的秩序度和相变温度分别下降。至于器件的电光特性,由于半导体纳米粒子被有机物所包裹,纳米粒子对外可以看作一个介质球,因而会在外加电场的影响下产生极化电荷和极化电场,在外加交流电场方向切换的过程中,外加电场和极化电场能够共同促进液晶分子沿着电场方向偏转,由此获得较低的器件开启电压,两个电场的共同作用还可以用以解释器件响应时间的特性和测试结果。在实验和讨论的基础上,计算机模拟技术也被引入进行相关的模拟计算。论文中选择较为简单的迭代差分法进行液晶分子指向矢分布的模拟计算,并使用Jones矩阵方法计算液晶器件的电光特性。在模拟过程中,结合对半导体纳米粒子掺杂液晶体系的空间结构模型和纳米粒子的电学特性对指向矢分布和电光特性进行重新计算,并对计算结果进行了比较。同时,结合液晶分子秩序度和液晶盒等效厚度的降低,也对这两个因素对器件开启电压的影响进行模拟计算。所得结论与实验数据相符,进一步对半导体纳米粒子掺杂液晶的体系进行了分析。本文的创新性可以概括为三个方面,分别是低功耗的液晶器件特性,这时本文的主要研究成果,为生产和研制要求具有低功耗特性的移动液晶显示器件提供了一种新的技术手段;其次是低频率调制特性,半导体纳米粒子的掺杂改善金属纳米粒子掺杂所引入的频率调制特性,能够方便地使用现有的驱动电路进行控制,而不需要设计专门的频率调制驱动电路,这便于这项技术低成本低推广使用;最后,本文对掺杂体系物理机制的研究,既是对现有研究成果的解释,也能指导这项技术进一步深入研究。综上,本论文介绍了CdS和ZnO两种半导体纳米粒子在5CB液晶材料中掺杂应用。所涉及的纳米粒子合成、液晶材料的掺杂与物理性质表征、液晶器件的电光特性评价、纳米粒子掺杂液晶体系的物理机理以及电光特性的计算机模拟等方面的内容,对于半导体纳米粒子掺杂液晶材料的研究开发有一定的理论指导意义,在一定程度上完善了纳米粒子掺杂液晶的研究体系,不仅有助于这项技术在实际生产中的应用,对于液晶材料技术的发展也有一定的实践意义。
乌日娜[6](2005)在《铁电液晶的排列特性研究》文中进行了进一步梳理多媒体网络时代所需要的数据传送量将会是现在的103~106倍,已经商品化的液晶显示器将面临一个严峻问题:向列相液晶的响应速度不能满足这种大容量信息传送的要求。因此研发高速响应液晶显示器已成为液晶研究者的当务之急。表面稳定铁电液晶模式(SSFLC)器件的响应速度比向列相液晶器件快2~3 个数量级,曾被誉为下个世纪最有发展力的液晶显示器。但至今并没有广泛地实用,主要原因是:排列稳定性差,容易出现不可恢复的“之”字形缺陷;不能实现连续灰度,因而无法进行图像显示。本论文从以上问题出发,对铁电液晶的排列及电光特性进行了研究。论文从向列相液晶在基板表面处的排列状态入手,分析了摩擦取向膜对液晶分子排列的影响。实验结果表明向列相液晶分子在取向膜表面处的取向度只为体内的1/2,说明取向膜表面处液晶分子的排列行为往往不同于体内部,摩擦处理的取向膜只能提供液晶的择优排列方向,而不能给出高有序度。从向列相液晶在基板表面处的排列状态推测铁电液晶,其取向膜表面处的分子取向度也不会高,而且没有分子层结构,使铁电液晶器件界面层中的应力更大,这应该是铁电液晶器件制备过程中容易出现排列缺陷的重要因素之一。根据以上分析,实验中采取缓慢降温的方法,使取向膜表面处的液晶分子通过热脱附运动逐渐与体内部的层结构一致,消除界面层应力,从而获得了均匀一致的排列。论文深刻分析了“之”字形排列缺陷的产生机理,实验中通过改变取向膜的锚定强度控制了液晶分子的预倾角,获得了均匀的“人”字形层结构排列态。但由于“人”字形层结构中层的倾斜打折,使液晶分子在被驱动时有效转动锥角变小,对比度较低,实验中在铁电相施加低频交变电场,使“人”字形层结构发生了变化,变为准书架式层结构,大大提高了液晶分子在被驱动时的有效转动锥角,使对比度提高了2 倍。为得到连续电光特性引入聚合物网络的体锚定作用,不但使铁电液晶排列稳定性极大加强,而且得到了无阈值“V”字形连续电光特性。实验中利用扫描电镜和偏光显微镜,研究了铁电液晶盒内形成的聚合物网络具有指向性,其饱和电压为5V,完全可以与TFT 相结合实现显示器的连续灰度。基于近晶C*连续体理论对“V”字形连续电光特性机制进行了理论研究,阐明网络锚定能的加入使体系双稳态能量分布发生变化,自由能曲线从两个极小值变为一个单调曲线,这应该是出现无阈值“V”字形连续电光特性的原因。最后研究了无需加聚合物网络就能得到连续电光特性的一类铁电液晶材料。这类材料没
彭增辉[7](2005)在《基于自组装膜的液晶光控取向研究》文中指出和传统的阴极射线管(CRT)显示器相比,液晶显示器(Liquid crystal display, LCD)具有环保、节能、易于平板化和便携性等性能优势,越来越受到人们的青睐。2003 年中国大陆地区LCD 的销量已经达到207 万台,首次超过了CRT 显示器的市场销售量,预计此后以每年20%左右的速率递增。LCD 的生产属于高技术领域,它的生产工艺需要不断研发和更新,才能跟上迅猛发展的高技术产品的需求。大多数液晶显示器件都需要取向膜来控制器件内液晶初始的均匀排列。目前LCD 生产中最不尽人意的工艺就是液晶的取向工艺。工业上常用的取向方法是定向摩擦高分子膜法,它有着易于大规模生产等技术优势,但是摩擦过程中会产生静电和尘埃,它们容易造成液晶器件的损伤和瑕疵。光控取向法是一种非常具有应用前景的取向方法,它利用线性偏振紫外光(LPUV)辐照光敏聚合物薄膜,使薄膜具有表面张力的各向异性,从而实现诱导液晶分子取向。光控取向是一种非接触式的取向方法,完全避免了现有摩擦取向法存在的灰尘沾染和电荷累积等问题,还可以进行微区取向控制,制作多畴宽视角显示器。从1992 年Schdat M.等人提出光控取向方法至今已经有十余年时间,但这种方法始终没有实用化。其原因为光控取向的稳定性差,取向效果也不如摩擦法。这主要是由于人们多采用光敏高分子作为成膜材料,光敏基团在空间位置上受到高分子主链的阻隔,定向光化学反应程度低。基于这种问题,本文提出了如下的解决方案:1)降低成膜光敏材料的分子量,即使用光敏小分子单体成膜,增加光敏基团碰撞、反应的机会,以期提高反应程度、稳定性和取向度;2)将光敏基团直接构建于有序的自组装膜体系中,在LPUV 辐照下可使薄膜中高效地、定向地发生环加成反应,使取向膜获得高取向度和高稳定性。围绕上述思路开展了如下工作:1)合成了三种可进行光二聚反应的光敏小分子单体,LPUV 辐照制作了光控取向膜;用紫外-可见光谱法和红外光谱法分析了薄膜中的光化学反应,发现小分子的光反应程度可达到50%以上,至少比光敏高分子高出5 倍;薄膜的偏振红外光谱证实,经过LPUV 辐照后薄膜出现了明显的各向异性;将小分子光控取向膜制成液晶器件,在偏光显微镜下观察看到均匀一致的液晶取向;并且热稳定性达到100℃左右,接近实用化要求。2)制备了含肉桂酸、香豆素基团的自组装单层膜;采用接触角的方法监测自组装反应的动力学过程;紫外-可见光谱证实了自组装单层膜在石英基板表面形成;自组装单层膜经LPUV 辐照后能诱导液晶均匀取向,而且热稳定性可达130℃,热稳定性进一步提高。3)合成了含有光敏双键的双季铵盐,在水溶液状态下将它和聚乙烯基苯磺酸钠沉积生成layer-by-layer 自组装多层膜,紫外-可见光谱证实这是一个逐层均匀的沉积;在LPUV 照射下,自组装膜中的光敏双键按照偏振方向发生[2+2]环加成反应,形成取向膜,用二向色性值评价的分子取向度高于高分子及小分子光控取向膜的水平;实验证明用自组装多层膜制成的液晶器件亮暗态均匀,静态对比度约为100,达到实用化器件的水平。
于涛[8](2004)在《肉桂酸单体光控聚合液晶取向膜的研究》文中研究说明液晶显示器以其平板性、携带方便、功耗低、视力保健的优点越来越受青睐,已能与阴极射线管显示器平分国际市场,并正在已继续上升的势头发展。液晶显示器产业化以来一直采用摩擦法的取向处理。然而在摩擦过程中会引起静电、尘埃造成成品率下降,最严重的是摩擦产生的沟痕使微显示器件的显示质量降低。因此光控取向技术近年来引起人们的极大关注,它不仅能克服摩擦取向法的缺点,而且可以进行微区取向控制,扩展液晶光学器件的应用范围。 光控取向的原理是在线偏振紫外光作用下,光敏聚合物侧链定向光交联,出现分子链段的指向有序分布,从而诱导液晶分子排列。光控取向技术瓶颈问题是稳定性差,其根本原因是光敏高分子空间位阻太大,定向交联的反应度太低,有效解决方法应是降低位阻,提高定向交联度和取向膜分子链段的有序度。本文首次提出了用肉桂酸单体替代光敏高分子进行四中心定向聚合的光控取向方法,并在这一原创思想之下,对光控取向技术进行了系统性探索和革新。 自行设计和合成了联苯双肉桂酸酯(BPDE)、双酚A双肉桂酸酯(BADE)、六氟双酚A双肉桂酸酯(6F-BADE)三种单体材料;从分子结构刚性入手解决了单体薄膜易结晶问题,改善了单体成膜性;分别用紫外吸收光谱和红外光谱分析了光化学反应过程,反应速率和反应度;发现氟的引入会明显提高光聚合反应速率,并改变表面张力极性;测得BPDE和BADE为水平取向膜,在90℃加热30分钟仍保持完好的排列特性,已达到一般液晶器件制作过程中热处理工艺的要求;另外六氟双酚A双肉桂酸酯光控取向膜诱导液晶分子垂直排列,具有120℃的热稳定性,非常适合做宽视角的多畴垂直显示模式;采用红外二向色吸收分析了单体光控取向膜分子链段分布的各向异性,提出定量计算取向膜有序度的方法,BPDE、BADE单体光控取向膜有序度相比肉桂酸聚合物光控取向膜来说具有大幅度提高。 本文是物理和化学相互融合的结晶,对于完善光控取向技术,使其走上实用化具有重要贡献。
宣丽,乌日娜,彭增辉,于涛,张力,阮圣平[9](2002)在《红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度》文中研究说明液晶分子的取向排列通常需取向膜诱导引发,但实验发现强摩擦处理的取向膜表面的液晶分子有序度远低于液晶体内部的有序度,大约为体内部的1/2。实验中采用楔形液晶盒,用较严谨的红外二向色性吸收定量分析了液晶层厚方向上的平均有序度随液晶层厚的变化,并通过这一结果的理论拟合,获得了取向膜表面的液晶分子取向有序度,同时获得了液晶界面层厚大约为7nm。这些结果说明液晶具有抵制外界微扰、自我修复分子取向度的能力,有助于对液晶排列机理的理解,也为研究新的取向方法提供了参照依据。
乌日娜,沈冰,彭增辉,于涛,张力,阮圣平,宣丽[10](2002)在《摩擦强度对取向膜表面液晶取向度的影响》文中指出利用红外二向色性吸收实验,定量分析了不同摩擦强度的取向处理后取向膜表面的液晶分子取向度。实验结果表明,取向膜表面的液晶分子取向度随摩擦强度的增加而增加,最后达到饱和。取向膜表面的液晶分子取向度饱和值仍低于体内部,大约为体内部的1/2。液晶界面层的厚度不随摩擦强度变化,均为7nm左右,此值具有分子相干长度的物理意义。
二、红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度(论文提纲范文)
(1)取向聚合物薄膜分子构象与动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 取向聚合物的制备及表征方法 |
1.2.1 取向聚合物的制备方法 |
1.2.1.1 后处理诱导聚合物取向 |
1.2.1.2 原位直接诱导聚合物取向 |
1.2.2 聚合物薄膜分子取向的表征方法 |
1.2.2.1 红外二向色性法 |
1.2.2.2 光学双折射法 |
1.2.2.3 X射线衍射技术 |
1.2.2.4 声波传播法 |
1.2.2.5 近场X射线吸收精细结构光谱(NEXAFS) |
1.3 分子链取向对聚合物材料分子动力学及性能的影响 |
1.3.1 取向对聚合物材料力学性能的影响 |
1.3.2 取向对聚合物材料光学性能的影响 |
1.3.3 取向对聚合物材料导热性能的影响 |
1.3.4 取向对聚合物材料导电性能的影响 |
1.3.5 分子链取向对聚合物分子动力学的影响 |
1.3.5.1 取向聚合物的玻璃化转变行为 |
1.3.5.2 取向聚合物的老化行为 |
1.3.5.3 取向诱导玻璃态聚合物的塑性流动 |
1.3.5.4 取向影响分子运动的现有理论模型 |
1.4 课题的提出 |
第二章 取向聚合物薄膜的制备及表征 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 试剂与原料 |
2.1.2 原料的纯化 |
2.1.3 不同接枝密度PMMA分子刷的制备 |
2.1.3.1 功能化SiO_x/Si基底的制备 |
2.1.3.2 SI-ATRP制备PMMA分子刷 |
2.1.4 分子刷薄膜的剥离和取向聚合物薄膜的制备 |
2.1.5 取向PMMA薄膜制备的表征 |
2.1.5.1 接触角的测定 |
2.1.5.2 基底表面元素组成的测定 |
2.1.5.3 PMMA分子刷厚度的测定 |
2.1.5.4 PMMA分子刷分子量的测定 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 PMMA分子刷的合成及表征 |
2.2.1.1 SiO_x/Si基底表面的氨基化改性 |
2.2.1.2 SiO_x/Si表面引发剂的固定 |
2.2.1.3 SiO_x/Si表面引发剂密度的调控 |
2.2.1.4 PMMA分子刷的合成的表征 |
2.2.2 分子刷膜的剥离和取向聚合物薄膜的表征 |
2.3 结论 |
第三章 接枝聚合物分子链取向的微观构象起源 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 样品的制备 |
3.1.3 PMMA薄膜的IR表征 |
3.2 实验结果与讨论 |
3.2.1 PMMA分子刷链微观构象变化研究 |
3.2.2 PMMA刷分子链构象变化的原因探讨 |
3.3 结论 |
第四章 取向聚合物薄膜的构象松弛和动力学 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 取向PMMA薄膜热膨胀行为的表征 |
4.1.3 取向PMMA薄膜等温收缩的表征 |
4.1.4 取向PMMA薄膜构象松弛的表征 |
4.2 实验结果与讨论 |
4.2.1 取向聚合物薄膜复杂热膨胀行为及构象起源的研究 |
4.2.2 取向PMMA薄膜的等温松弛行为 |
4.3 结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间的研究成果 |
致谢 |
(2)丁苯橡胶纯胶体系拉伸取向微观结构表征(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 序言 |
1.2 AFM简介 |
1.2.1 AFM的工作原理 |
1.2.2 AFM的工作模式 |
1.2.3 基于AFM的定量纳米力学测量方法 |
1.3 AFM在弹性体复合材料微观结构表征中的应用 |
1.3.1 AFM应用于弹性体复合材料界面结构的研究 |
1.3.2 AFM应用于弹性体复合材料填料分散性的研究 |
1.3.3 AFM应用于弹性体复合材料拉伸过程的研究 |
1.4 红外二色法测定取向度 |
1.5 丁苯橡胶体系拉伸取向微观结构研究进展 |
1.6 本课题的主要研究内容 |
1.7 论文创新点 |
第二章 过氧化物DCP交联丁苯橡胶纯胶体系拉伸取向行为的AFM研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原材料 |
2.2.2 实验配方 |
2.2.3 实验仪器 |
2.2.4 样品制备 |
2.2.5 测试与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 DCP含量对DCP/SBR纯胶体系交联密度和力学性能的影响 |
2.3.2 SBR-0.2DCP和SBR-0.3DCP拉伸取向行为的AFM研究 |
2.3.3 SBR-0.2DCP和SBR-0.3DCP应力-应变行为的Mooney-Rivlin模型拟合 |
2.4 小结 |
第三章 硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系拉伸取向行为的AFM研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原材料 |
3.2.2 实验配方 |
3.2.3 实验仪器 |
3.2.4 样品制备 |
3.2.5 测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 硫磺含量对S/SBR纯胶体系交联密度和力学性能的影响 |
3.3.2 SBR-1S和SBR-2S拉伸取向行为的AFM研究 |
3.3.3 SBR-1S和SBR-2S应力-应变行为的Mooney-Rivlin模型拟合 |
3.4 小结 |
第四章 过氧化物DCP交联和硫磺交联丁苯橡胶纯胶体系拉伸取向行为的比较研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原材料 |
4.2.2 实验配方 |
4.2.3 实验仪器 |
4.2.4 样品制备 |
4.2.5 测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 DCP/SBR和S/SBR纯胶体系的交联密度、力学性能分析 |
4.3.2 DCP/SBR和S/SBR纯胶体系拉伸取向行为的AFM研究结果分析 |
4.3.3 DCP/SBR和S/SBR纯胶体系拉伸取向行为的红外二色法研究 |
4.3.4 DCP/SBR和S/SBR纯胶体系拉伸取向行为的Mooney-Rivlin模型分析 |
4.4 小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
附件 |
(3)单丝取向度测量仪的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题的研究背景及意义 |
1.2 取向度的测量方法 |
1.3 本文研究目的 |
1.4 本文研究内容 |
1.5 本章小结 |
第2章 理论分析及整体方案 |
2.1 声速法理论分析 |
2.1.1 声速法计算公式分析 |
2.1.2 测量声速方法分析 |
2.2 系统整体框图及其说明 |
2.3 本章小结 |
第3章 单丝取向度测量仪的硬件设计 |
3.1 系统硬件框图 |
3.2 电子元器件选择 |
3.2.1 微控制器 |
3.2.2 AD选取 |
3.2.3 压电陶瓷 |
3.2.4 放大器 |
3.3 各功能模块电路设计 |
3.3.1 电源转换模块 |
3.3.2 激励产生模块 |
3.3.3 信号接收模块 |
3.4 本章小结 |
第4章 单丝取向度测量算法及软件设计 |
4.1 互相关算法原理 |
4.1.1 连续信号相关函数 |
4.1.2 离散信号相关函数 |
4.1.3 互相关算法 |
4.1.4 峰值检测 |
4.2 系统软件控制流程及其说明 |
4.3 各部分软件控制流程及其说明 |
4.3.1 单脉冲产生程序 |
4.3.2 内部AD采集程序 |
4.3.3 互相关算法程序 |
4.4 本章小结 |
第5章 系统调试及数据分析 |
5.1 测试方法及测试条件 |
5.1.1 测试方法 |
5.1.2 测试条件 |
5.2 实验波形分析 |
5.3 数据测量 |
5.4 误差分析 |
5.4.1 传感器引入的误差 |
5.4.2 计算公式引入的误差 |
5.4.3 系统晶振引入的误差 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简介 |
致谢 |
(4)芳纶纤维/浆粕界面及结构与成纸性能相关性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 文献综述 |
1.1 芳纶纤维及纸基材料的生产及应用 |
1.1.1 高性能芳纶纤维基本性能及应用 |
1.1.2 芳纶纤维纸基绝缘材料的制造及需求 |
1.1.3 芳纶纤维造纸及热压光技术 |
1.2 芳纶纤维及纸的形态和结构研究进展 |
1.2.1 芳纶纤维的形态及结构 |
1.2.2 纸张表面和结构的研究 |
1.3 纤维增强复合材料界面粘结研究 |
1.3.1 纤维/基体界面断裂研究 |
1.3.2 界面粘接作用力 |
1.3.3 界面粘接性能的表征与评价 |
1.3.4 表面和界面性能的AFM表征 |
1.4 论文研究内容 |
1.4.1 学科组先期研究工作 |
1.4.2 论文研究内容 |
参考文献 |
2 间位芳纶纤维/浆粕形貌表征及成纸工艺的优化 |
2.1 试验材料及方法 |
2.1.1 芳纶纤维和浆粕 |
2.1.2 芳纶纤维显微观察 |
2.1.3 芳纶纤维FQA和筛分分析 |
2.1.4 芳纶纸的抄造和热压 |
2.1.5 芳纶纸物理性能测定 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 芳纶纤维/浆粕形态及表面光学显微观察 |
2.2.2 芳纶纤维表面形貌特征SEM、AFM观察 |
2.2.3 芳纶纤维横截面TEM观察 |
2.2.4 芳纶纤维形态参数分析 |
2.2.5 芳纶纸基材料热压工艺的优化 |
2.3 小结 |
参考文献 |
3 芳纶纸结构与性能研究 |
3.1 试验材料与方法 |
3.1.1 匀度分析 |
3.1.2 芳纶纸张显微观察 |
3.1.3 纸张横截面SEM图像分析 |
3.1.4 纤维形态分析 |
3.1.5 芳纶纸吸湿性能研究方法 |
3.1.6 共焦激光扫描显微镜表面观察 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 匀度分量和定量对芳纶纸张性能的影响 |
3.2.2 热压对芳纶纸结构和性能的影响 |
3.2.3 吸湿对芳纶纸结构和性能的影响 |
3.2.4 芳纶纸三维结构表征与分析 |
3.3 小结 |
参考文献 |
4 芳纶纤维界面粘结性能的研究 |
4.1 试验材料与方法 |
4.1.1 芳纶纸SEM、TEM观察 |
4.1.2 纸张内结合强度的测试 |
4.1.3 芳纶纤维接触角的测定 |
4.1.4 芳纶纤维表面能的计算 |
4.1.5 芳纶纸湿法成形及热压定型 |
4.1.6 纸张机械性能的检测 |
4.1.7 红外光谱分析 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 纤维和浆粕间的界面性能及其SEM、TEM表征 |
4.2.2 单根纤维接触角的测定及其在芳纶纤维成纸中的应用 |
4.2.2.1 单根纤维接触角的测试 |
4.2.2.2 表面处理后的芳纶纤维表面接触角 |
4.2.2.3 表面处理对芳纶纤维分散及成纸性能的影响 |
4.2.2.4 热压温度对纸张内结合强度的影响 |
4.2.2.5 芳纶纸热压过程中热应力引起的皲裂现象 |
4.2.3 界面张力和表面能对芳纶纤维及纸浸润性的影响 |
4.2.3.1 芳纶纤维表面接触角的确定 |
4.2.3.2 芳纶纤维的表面能分析 |
4.2.3.3 芳纶纤维表面能与接触角的关系 |
4.2.3.4 芳纶纤维的界面张力及粘附功分析 |
4.2.3.5 热压对芳纶纸表面能的影响 |
4.2.4 芳纶纤维与浆粕表面热压粘结机理 |
4.2.4.1 热压过程纤维和浆粕之间粘结的作用 |
4.2.4.2 短切与沉析纤维物理粘结的FTIR表征 |
4.3 小结 |
参考文献 |
5 AFM法表征芳纶纤维表面粘附力 |
5.1 试验材料与方法 |
5.1.1 原子力显微镜(AFM)的表面形貌观察 |
5.1.2 探针的功能化修饰 |
5.1.3 拉出粘附力(pull off adhesion)的测试 |
5.1.4 Zeta电位的测试 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 芳纶纤维分子间粘合力的测试 |
5.2.2 液相中芳纶分子间粘附力的测试 |
5.2.3 pH值对芳纶表面粘附力的影响 |
5.2.4 芳纶纤维表面能对粘附力的验证 |
5.2.5 纤维体系pH值对纤维间结合性能的影响 |
5.3 小结 |
参考文献 |
6 芳纶纤维结构及热性能对成纸性能的影响 |
6.1 试验材料与方法 |
6.1.1 纤维和浆粕表面预处理及溶解液的制备 |
6.1.2 纤维溶液粘度及其粘均分子量测定 |
6.1.3 GPC-MALLS分子量表征 |
6.1.4 纤维内聚能密度的测定 |
6.1.5 FTIR分析 |
6.1.6 偏光显微分析 |
6.1.7 XRD晶态与非晶态结构分析 |
6.1.8 热处理试样制备 |
6.1.9 DSC-TG耐热性能分析 |
6.1.10 DTA-TG结晶性能分析 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 芳纶纤维/浆粕结构特点 |
6.2.2 纤维晶态与非晶态结构分析 |
6.2.3 热压光中纤维结构的变化 |
6.2.4 芳纶纤维耐热性能分析 |
6.2.5 芳纶浆粕等温与非等温结晶性能的研究 |
6.3 小结 |
参考文献 |
7 论文结论及进一步研究的建议 |
7.1 结论 |
7.2 论文的创新之处 |
7.3 论文进一步的研究工作建议 |
致谢 |
附录一 |
附录二 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(5)半导体纳米粒子掺杂液晶的材料、器件和机理研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
第一章 液晶显示绪论 |
1.1 液晶的发展概述 |
1.1.1 液晶材料的起源和发展 |
1.1.2 中小尺寸液晶显示器的技术发展趋势 |
1.1.3 低功耗液晶显示器件 |
1.2 纳米粒子掺杂液晶的研究背景 |
1.2.1 二氧化硅纳米粒子掺杂液晶的研究 |
1.2.2 用于界面效应研究的金属纳米粒子掺杂液晶 |
1.2.3 金属纳米粒子掺杂液晶的电光特性研究 |
1.2.4 金属氧化物纳米粒子掺杂液晶器件的研究 |
1.2.5 铁电性纳米粒子掺杂的液晶器件的研究 |
1.2.6 碳纳米管掺杂的液晶材料和器件 |
1.2.7 聚合物纳米粒子掺杂的垂直取向液晶器件 |
1.3 本论文研究的目的、内容和创新点 |
1.4 本论文分章节简介 |
第二章 CdS纳米粒子掺杂的5CB材料和器件研究 |
2.1 纳米材料的研究背景 |
2.1.1 纳米材料的基本特性 |
2.1.2 获得纳米粒子的基本方法 |
2.2 CdS纳米粒子的合成与表征 |
2.2.1 药品和仪器 |
2.2.2 合成步骤 |
2.2.3 材料表征 |
2.2.4 对5CB液晶材料的掺杂 |
2.3 CdS纳米粒子掺杂的5CB液晶材料的物理性质研究 |
2.3.1 相变温度测试 |
2.3.2 秩序度测试 |
2.3.3 介电特性测试 |
2.4 CdS纳米粒子掺杂的5CB液晶器件的电光特性评价 |
2.4.1 开启电压特性 |
2.4.2 响应时间特性 |
2.4.3 频率调制特性 |
2.5 本章小结 |
第三章 ZnO纳米粒子掺杂的5CB材料和器件研究 |
3.1 ZnO纳米材料简介与选择 |
3.2 ZnO纳米粒子的合成与表征 |
3.2.1 药品和仪器 |
3.2.2 合成步骤 |
3.2.3 材料表征 |
3.3 ZnO纳米粒子的包裹和掺杂液晶材料 |
3.3.1 药品 |
3.3.2 包裹和掺杂 |
3.4 ZnO纳米粒子掺杂5CB液晶材料的物理性质 |
3.4.1 相变温度测试 |
3.4.2 秩序度测试 |
3.4.3 介电特性测试 |
3.5 ZnO纳米粒子掺杂液晶材料的器件特性 |
3.5.1 开启电压特性 |
3.5.2 响应时间特性 |
3.5.3 频率调制特性 |
3.6 本章小结 |
第四章 半导体纳米粒子掺杂液晶材料的物理机 |
4.1 纳米粒子与液晶分子的空间关系 |
4.2 纳米粒子对液晶分子秩序度的影响 |
4.3 掺杂半导体纳米粒子的电学效应 |
4.4 纳米粒子尺寸和掺杂浓度的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 半导体纳米粒子掺杂体系的模拟与理论计算 |
5.1 液晶物理理论模拟基础 |
5.1.1 TN-LCD中指向矢分布的模拟计算方法 |
5.1.2 TN-LCD电光特性的模拟计算方法 |
5.2 纳米粒子掺杂液晶材料的理论解释 |
5.2.1 考虑纳米粒子极化电场的理论计算 |
5.2.2 考虑液晶材料秩序度的理论计算 |
5.2.3 考虑液晶盒等效厚度的理论计算 |
5.3 本章小结 |
第六章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文和专利 |
(6)铁电液晶的排列特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 液晶的分类 |
1.2 铁电液晶 |
1.2.1 铁电液晶分子的排列特性 |
1.2.2 铁电液晶的分类 |
1.3 铁电液晶的研究历史及现状 |
1.3.1 表面稳定铁电液晶模式 |
1.3.2 表面稳定铁电液晶模式的显示原理 |
1.3.3 表面稳定铁电液晶模式响应时间与电压的关系 |
1.3.4 “人”字形层结构 |
1.3.5 “之”字形缺陷与C1、C2 排列态 |
1.3.6 准书架式层结构 |
1.3.7 聚合物网络稳定铁电液晶 |
1.3.8 具有连续电光特性的铁电液晶材料 |
1.4 本文研究内容 |
参考文献 |
第二章 表面稳定铁电液晶模式的均匀排列 |
2.1 引言 |
2.2 向列相液晶在取向膜表面处的排列行为 |
2.2.1 分子取向度的考察 |
2.2.2 结果与分析 |
2.2.3 摩擦强度对取向膜表面液晶分子排列的影响 |
2.3 取向膜对铁电液晶分子排列影响的分析 |
2.4 无“之”字形缺陷的均匀排列控制 |
2.4.1 “之”字形缺陷产生的机理 |
2.4.2 获得均匀排列的理论分析 |
2.4.3 获得均匀排列的实验 |
2.4.4 “人”字形层结构的电光特性 |
2.5 电场对铁电液晶分子排列的影响 |
2.6 准书架式层结构的电光特性 |
2.7 小结 |
参考文献 |
第三章 聚合物网络稳定铁电液晶 |
3.1 引言 |
3.2 聚合物网络的形成原理及过程 |
3.3 聚合物网络稳定铁电液晶器件的制备 |
3.3.1 形成聚合物网络的光敏单体材料的选择 |
3.3.2 聚合物网络稳定铁电液晶样品盒的制作 |
3.4 聚合物网络稳定铁电液晶分子的均匀排列 |
3.4.1 不同单体浓度对铁电液晶分子排列的影响 |
3.4.2 条纹织构的分析 |
3.5 “V”字形电光特性的获得 |
3.6 “V”字形电光特性的理论分析 |
3.7 电场作用下形成的聚合物网络稳定铁电液晶 |
3.8 聚合物网络稳定铁电液晶器件的其它特性 |
3.8.1 抗震动特性 |
3.8.2 响应时间 |
3.9 小结 |
参考文献 |
第四章 N~*-SC~*相变铁电液晶排列研究 |
4.1 引言 |
4.2 铁电液晶盒的制备 |
4.3 N~*-Sc~*相变时施加不同频率交流电压对液晶分子排列的影响 |
4.4 N~*-Sc~*相变时施加不同幅值直流电压对液晶分子排列的影响 |
4.5 取向膜不同摩擦强度对液晶分子排列的影响 |
4.6 小结 |
参考文献 |
第五章 结论 |
附录 |
致谢 |
博士学位论文原创性声明 |
(7)基于自组装膜的液晶光控取向研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 绪言 |
1.1 液晶相和液晶的化学结构 |
1.2 液晶的物理性质及其在信息显示中的应用 |
1.3 液晶取向方法的发展历程 |
1.4 液晶的光控取向方法 |
1.4.1 光控取向的研究意义 |
1.4.2 光控取向的物理和化学机理及发展历程 |
1.4.3 光控取向中需要解决的问题 |
1.5 本论文的研究内容 |
第二章 小分子的线形光聚合取向膜 |
2.1 引言 |
2.2 自由基聚合与环加成反应的机理 |
2.3 光控取向用偏振紫外平行光源 |
2.4 光敏小分子材料的合成 |
2.5 薄膜的制备、测试与器件制作 |
2.6 薄膜中光反应程度的测定 |
2.7 红外光谱法分析薄膜的光反应过程 |
2.8 光控取向膜的取向效果 |
2.9 取向膜的分子链取向度 |
2.10 液晶分子的取向方向 |
2.11 取向的热稳定性 |
2.12 小分子制备光控取向膜存在的一些问题 |
2.13 小结 |
第三章 分子自组装技术引入光控取向过程 |
3.1 引言 |
3.2 自组装膜的形成 |
3.2.1 有序分子膜的制备方法 |
3.2.2 基于化学吸附的自组装技术 |
3.2.3 光敏自组装分子膜的制备方法 |
3.2.4 胺基化自组装膜的制备 |
3.2.5 自组装膜形成时间的监测 |
3.2.6 胺基化自组装膜的胺基密度 |
3.4 光敏肉桂酰胺自组装单层膜用于光控取向 |
3.4.1 肉桂酰胺自组装单层膜的制备 |
3.4.2 薄膜中的光化学反应过程 |
3.4.3 肉桂酰胺自组装膜的取向效果 |
3.4.4 液晶的取向方向 |
3.5 光敏香豆素自组装单层膜用于光控取向 |
3.5.1 香豆素光敏材料的化学合成 |
3.5.2 香豆素自组装单层膜的制备 |
3.5.3 香豆素自组装膜的取向效果 |
3.5.4 香豆素自组装膜的取向方向 |
3.5.5 取向膜的热稳定性 |
3.6 小结 |
第四章 多层自组装技术引入光控取向研究 |
4.1 引言 |
4.2 自组装多层膜的相关知识 |
4.3 双铵盐光敏材料的合成 |
4.4 基板的处理及自组装多层膜的制备过程 |
4.5 液晶器件的制作方法 |
4.6 反应时间对自组装多层膜形成的影响 |
4.7 自组装多层膜的层状沉积过程 |
4.8 自组装多层膜中的光化学反应 |
4.9 各向异性自组装多层膜的形成 |
4.10 辐照时间对薄膜二向色性值的影响 |
4.11 自组装多层膜的取向特性 |
4.12 自组装多层膜的热稳定性 |
4.13 小结 |
第五章 结论 |
附录 |
致谢 |
博士学位论文原创性声明 |
(8)肉桂酸单体光控聚合液晶取向膜的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要(Abstract) |
第一章 绪论 |
1.1 液晶光控取向的研究背景 |
1.2 单体定向光交联膜诱导液晶排列的物理内涵 |
1.3 本文研究的内容 |
参考文献 |
第二章 单体光交联液晶取向膜的基础知识和检测技术 |
2.1 引言 |
2.2 光化学反应基本原理 |
2.2.1 光的吸收 |
2.2.2 紫外吸收谱在光化学反应度评价中的应用 |
2.3 自由基聚合和定向链聚合反应 |
2.3.1 自由基聚合 |
2.3.2 定向链聚合 |
2.4 伴随光聚合反应的光降解效应 |
2.5 光控取向中的紫外曝光系统 |
2.6 光控取向中的检测技术 |
2.6.1 Cano盒方位锚定的测试原理 |
2.6.2 Cano盒中液晶扭曲角的测定 |
2.6.3 液晶分子排列方向的检测 |
2.7 单体作为光控取向材料的问题 |
2.8 小结 |
参考文献 |
第三章 联苯双肉桂酸酯(BPDE)光控取向膜 |
3.1 引言 |
3.2 单体结构的设计 |
3.3 联苯双肉桂酸酯(BPDE)单体的合成 |
3.4 联苯双肉桂酸酯(BPDE)成膜性 |
3.5 联苯双肉桂酸酯(BPDE)的光化学反应 |
3.5.1 紫外、红外吸收光谱测试中样品的制备 |
3.5.2 BPDE的紫外吸收光谱 |
3.5.3 BPDE的红外吸收光谱 |
3.6 BPDE定向聚合膜诱导液晶的排列 |
3.6.1 BPDE光控取向膜的制备 |
3.6.2 光照时间对于液晶分子排列的影响 |
3.6.3 光照方向对液晶预倾角的影响 |
3.6.4 液晶分子的排列方向 |
3.6.5 BPDE诱导液晶分子排列的稳定性 |
3.6.6 BPDE取向膜的方位锚定能 |
3.6.7 BPDE取向液晶器件的电光特性 |
3.7 联苯酚双肉桂酸酯BPDE光控取向膜存在问题 |
3.8 小结 |
参考文献 |
第四章 双酚A双肉桂酸酯(BADE)光控取向膜 |
4.1 引言 |
4.2 双酚A双肉桂酸酯(BADE)的合成 |
4.3 双酚A双肉桂酸酯(BADE)的成膜性 |
4.4 双酚A双肉桂酸酯(BADE)的光化学反应 |
4.4.1 BADE交联膜的红外吸收光谱 |
4.4.2 BADE的光化学反应度 |
4.4.3 BADE的紫外吸收光谱 |
4.5 BADE光控取向膜液晶排列效果 |
4.5.1 光照时间对于液晶取向的影响 |
4.5.2 光照方向对液晶预倾角的影响 |
4.5.3 液晶盒热处理过程对于预倾角的影响 |
4.5.4 液晶在BADE取向膜上的排列方向 |
4.5.5 BADE取向膜排列液晶的稳定性 |
4.5.6 BADE取向膜的方位锚定能 |
4.5.7 BADE取向膜方位锚定能的温度特性 |
4.5.8 BADE取向膜液晶器件的电光特性 |
4.6 小结 |
参考文献 |
第五章 肉桂酸单体光控取向膜的取向度 |
5.1 引言 |
5.2 光控取向膜取向度的定量表示 |
5.3 实验过程 |
5.4 肉桂酸单体光控取向膜的取向度 |
5.4.1 取向膜分子链段特征基团的各向异性吸收 |
5.4.2 BADE光控取向膜的取向度 |
5.4.3 BPDE光控取向膜的取向度 |
5.5 小结 |
参考文献 |
第六章 六氟双酚A双肉桂酸酯(6F-BADE)光控垂直取向膜 |
6.1 引言 |
6.2 六氟双酚A双肉桂酸酯(6F-BADE)单体的制备 |
6.3 6F-BADE交联膜的光化学反应 |
6.4 6F-BADE光控取向膜诱导液晶的排列方向 |
6.5 6F-BADE交联膜对液晶的取向机理 |
6.5.1 光照方向对于液晶预倾角的影响 |
6.5.2 6F-BADE取向膜对液晶的极性相互作用 |
6.6 6F-BADE光控取向膜的研究 |
6.6.1 6F-BADE的成膜性 |
6.6.2 6F-BADE的光化学反应速率 |
6.6.3 6F-BADE取向膜的紫外吸收光谱 |
6.6.4 光照时间对于液晶分子排列的影响 |
6.6.5 6F-BADE取向膜的热稳定性 |
6.7 6F-BADE取向膜在塑料基板的应用 |
6.8 小结 |
参考文献 |
第七章 结论 |
附录 |
致谢 |
(9)红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度(论文提纲范文)
1 引 言 |
2 实验及其原理 |
3 实验结果 |
4 结 论 |
(10)摩擦强度对取向膜表面液晶取向度的影响(论文提纲范文)
1 引 言 |
2 实验原理 |
3 实 验 |
4 结 果 |
5 结 论 |
四、红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度(论文参考文献)
- [1]取向聚合物薄膜分子构象与动力学研究[D]. 金天成. 浙江理工大学, 2020(06)
- [2]丁苯橡胶纯胶体系拉伸取向微观结构表征[D]. 王雪. 北京化工大学, 2019(06)
- [3]单丝取向度测量仪的研究[D]. 陈小彦. 吉林大学, 2017(01)
- [4]芳纶纤维/浆粕界面及结构与成纸性能相关性研究[D]. 张素风. 陕西科技大学, 2010(05)
- [5]半导体纳米粒子掺杂液晶的材料、器件和机理研究[D]. 张天翼. 复旦大学, 2009(03)
- [6]铁电液晶的排列特性研究[D]. 乌日娜. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2005(04)
- [7]基于自组装膜的液晶光控取向研究[D]. 彭增辉. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2005(04)
- [8]肉桂酸单体光控聚合液晶取向膜的研究[D]. 于涛. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2004(03)
- [9]红外二向色性法测量取向膜表面液晶界面层的取向度[J]. 宣丽,乌日娜,彭增辉,于涛,张力,阮圣平. 液晶与显示, 2002(06)
- [10]摩擦强度对取向膜表面液晶取向度的影响[J]. 乌日娜,沈冰,彭增辉,于涛,张力,阮圣平,宣丽. 液晶与显示, 2002(06)