付小康
,
王磊
,
黄丹曦
,
王旭东
,
孟晓荣
,
吕永涛
,
张凯
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.05.013
出水有机物所造成的膜污染是限制PVDF超滤膜在城市生活污水处理中广泛应用的一个重要因素.有机物污染行为的研究对PVDF膜的改性显得尤为重要.本文利用相转化法制备不同SiO2添加量的PVDF超滤膜,研究了二级出水有机物对不同SiO2添加量改性膜的污染情兄,并用自制原子力胶体探针分析污染物与膜以及污染物和污染物之间的作用力,从微观力学层面上分析和解释了改性膜抗污染性能.
关键词:
AFM
,
超滤膜
,
聚偏氟乙烯
,
出水有机物
,
作用力曲线
,
亲水改性
高松华
,
周克省
高分子材料科学与工程
采用CF4射频感性和容性2种耦合等离子体分别对绝缘用硅橡胶试样表面进行疏水改性.利用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)分析试样表面微观形貌和表面化学成分变化,采用静态接触角表征试样表面润湿性的变化.结果表明,2种处理工艺相比,容性耦合等离子体工艺处理后试样表面的Si-F与C-F物质的量比与表面粗糙度的增加量都大于感性耦合等离子体工艺处理试样;CF4射频等离子体对硅橡胶试样表面处理过程中,氟化、剥离和刻蚀的作用同时存在且互相竞争,致使在试样表面引入含氟基团的同时改变了试样的表面微观形貌;试样表面含氟基团的引入和表面粗糙度的增加之间的协同作用是改性后硅橡胶表面的疏水性能得到大幅提高的主要原因.
关键词:
CF4射频等离子体
,
硅橡胶绝缘子
,
表面
,
疏水改性
,
原子力显微镜
,
X射线光电子能谱
吴召洪
,
陈建
,
附青山
,
宋亦兰
,
蒋文平
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.15.012
介绍了当前几种AFM探针针尖修饰技术,以及它们在高分子材料、生物材料、微观摩擦学、粘附力、纳米级电化学、碳纳米管及纳米加工方面的研究进展.AFM探针针尖修饰的目的主要是:提高扫描图像分辨率,其分辨率可达纳米或亚纳米级别;用力曲线探究特定基团间的相互作用,定量分析端基与端基之间、分子链与分子链之间及端基与分子链之间的相互作用力,避免针尖对生物样品表面的损坏;对分子材料结构进行修饰,特别是在生物细胞、DNA分子链上及分子识别;避免Si或Si3 N4针尖与表面硬度较大的样品直接接触,延长探针针尖的使用寿命.在研究天然橡胶硫化的作用机理时,可以用针尖修饰技术来模拟这个过程,探究天然橡胶分子链与单个硫原子的相互作用方式与作用力.通过电化学接枝聚合把高分子接枝在AFM针尖上,为研究单链的弹性力、引起构象转变的力、相互作用的双分子的分离力及特定的官能团的相互作用提供了许多可能性.分析了影响AFM探针针尖修饰的因素,结合材料领域方面的发展,对针尖修饰技术的发展及应用前景做了分析和预测.
关键词:
原子力显微镜
,
针尖修饰
,
高分辨率
,
化学键
,
微观摩擦力
,
粘附力
唐爱民
,
胡婷婷
,
苏霞
功能材料
对木棉纤维进行预处理,然后用预处理后木棉纤维与CdS进行原位复合制备木棉纤维/CdS纳米复合材料。利用扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对复合材料表面形貌结构进行了观察。用AFM定量地分析了预处理方法对木棉纤维/CdS纳米复合材料表面超微三维结构的影响。研究表明,相比未处理木棉纤维,预处理后木棉纤维/CdS纳米复合材料上CdS粒子的吸附量增大,且经过TEMPO氧化处理的木棉纤维所复合的CdS粒子的分布最均匀,粒径最均一。对于基于植物质纤维素资源为原料的纤维素/无机纳米复合材料的制备及其结构表征具有重要的参考价值。
关键词:
原子力显微镜
,
木棉纤维
,
CdS
,
纳米复合材料
孙静
,
高濂
无机材料学报
利用原子力显微镜研究了氯化镁介质中氧化铝表面的相互作用力随盐浓度、ｐＨ的变化规律．在中性条件下；当ＭｇＣｌ２盐浓度由１０－５ｍｏｌ／Ｌ增加到１０－2ｍｏｌ／Ｌ时，长程排斥作用由于双电层压缩，作用范围从一百多纳米减弱到十几纳米，实验测得的双电层厚度的实际值与理论值较好的吻合．保持ＭｇＣｌ２介质浓度不变；ｐＨ由３．６４变化到９．０９；氧化铝表面的相互作用始终表现为排斥力，与测得的Ｚｅｔａ电位值始终为正值相一致．当ｐＨ＝９．５时，由于镁离子的水合氢氧化物在氧化铝表面的特性吸附，产生了短程非静电徘斥力，首次用原子力显微镜证实了Ｍｇ２＋特性吸附层的存在，厚度约为５ｎｍ。
关键词:
原子力显微镜
,
α-Al2O3
,
magnesium chloride
,
interaction force
刘克非
,
吴超凡
材料研究学报
用溶解度参数计算、离析软化点差值测试、差示扫描量热分析和原子力显微镜微观扫描等方法对比研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和费托蜡(Sasobit)改性(温拌)剂与70#A基质沥青间的相容性.结果表明,溶解度参数环能体现分子量对聚合物相容性的影响,且沥青和某些改性剂均为高分子量的多相结构,共混后的结构复杂,不能简单地将改性沥青当作一个整体.因此,不能使用Hildebrand理论计算公式评价改性剂与基质沥青间的相容性.Sasobit的加入不仅提高了基质沥青的玻璃化转变温度,还明显改变了基质沥青吸热峰曲线的形状,因而与基质沥青良好相容.SBS和Sasobit复合改性剂的加入,大大降低了改性剂与基质沥青间的相容性.
关键词:
无机非金属材料
,
Sasobit温拌沥青
,
相容性
,
溶解度参数
,
原子力显微镜
刘克非
,
邓林飞
,
郑佳宇
,
蒋康
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2016.102
为了从微观尺度分析不同沥青结合料的抗水损害性能,分别制备了不同状态下(干燥/潮湿、原样/老化)的70#A基质沥青、SBS改性沥青、Sasobit温拌沥青和橡胶改性沥青试样,采用原子力显微镜(AFM)分析了各试样的表面特性,测试了沥青与矿料间的粘附力值.结果表明:干燥状态下,基质沥青与矿料间的粘附力大于改性沥青,但其测定结果的离散程度和波动性最大.潮湿状态下,原样基质沥青、Sasobit温拌沥青和橡胶改性沥青的粘附力值均有不同程度的下降,原样SBS改性沥青的对应值有较大的提高,原样SBS改性沥青具有较好的抗水损能力.沥青老化过程极大地降低基质沥青的抗水分侵蚀能力,基质沥青对水分更敏感,更易产生水损害;沥青老化也会降低SBS改性沥青的抗水损能力.
关键词:
无机非金属材料
,
沥青结合料
,
原子力显微镜
,
水损害
,
微观
陈爱莲
,
钱程
,
苗乃明
,
陈杨
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141021.002
基于正负电荷间的静电作用制备了具有核-壳结构的聚苯乙烯-氧化硅(PS-SiO2)杂化颗粒,通过调节正硅酸乙酯的用量对样品的SiO2壳层厚度进行控制.利用原子力显微镜(AFM)在微观尺度上测定杂化颗粒的力-位移曲线,根据Hertz接触模型和Sneddon接触模型,考查了SiO2壳层厚度对样品压缩弹性模量的影响.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示,杂化颗粒中PS内核尺寸为(197士9)nm,壳层由SiO2纳米颗粒组成,在本试验范围内杂化颗粒样品的壳厚为11～16 nm.在Hertz接触模型条件下,PS微球的弹性模量为(2.2±0.5) GPa,其数值略低于PS块体材料.当SiO2壳厚由11 nm增至16 nm时,杂化颗粒的弹性模量从(4.4士0.6) GPa增至(10.2士1.1) GPa,其数值明显低于纯SiO2,且更接近于PS内核.
关键词:
复合磨粒
,
杂化颗粒
,
核-壳结构
,
弹性模量
,
原子力显微镜
牛一凡
,
杨赢
,
孟积兴
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160526.004
为准确测定复合材料界面结构的尺寸与性能,提出一种原位峰值力纳米力学模量成像(PF-QNM)技术,对其测试原理、校准方法和适用性进行分析,并采用PF-QNM技术对碳纤维/聚醚醚酮(T300/PEEK)、碳纤维/聚醚砜(T300/PES)和碳纤维/环氧树脂(T700/TR1219B)三种复合材料的界面尺寸和各组分原位模量进行测试.结果标明:该方法的横向分辨率可以达到纳米尺度,测得树脂、界面、纤维区域的弹性模量数值呈梯度上升趋势,区分度明显,T300/PEEK、T300/PES和T700/TR1219B复合材料界面厚度分别为(69.3±7.9)nm、(101.3±10.2)nm和(48.4±5.4)nm.实验范围内,热固性复合材料界面厚度小于热塑性复合材料.对模量成像图统计分析可得,T300/PEEK、T300/PES和T700/TR1219B复合材料的树脂区平均弹性模量分别为4.36 GPa、4.96 GPa和3.59 GPa,与其宏观弹性模量数值较为接近.
关键词:
树脂基复合材料
,
碳纤维
,
界面
,
原子力显微镜
,
模量成像
