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离子径迹蚀刻过程及温敏智能膜的制备研究

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第一章绪论

1.1径迹的形成

1.1.1离子与物质相互作用

1.1.2离子轰击引起的物理化学变化

1.1.3径迹形成模型

1.2径迹的结构与检测

1.2.1无机材料径迹的结构

1.2.2聚合物材料径迹的结构

1.2.3径迹的检测

1.3.径迹的蚀刻

1.3.1蚀刻速率的定义和测定

1.3.2影响蚀刻速率的因素

1.3.3蚀刻速率比对孔形的影响

1.4.径迹膜的应用及发展现状

1.4.1径迹膜的应用

1.4.2智能膜的研发

1.5本论文研究目的及内容

参考文献:

第二章聚合物离子径迹蚀刻过程研究

2.1引言

2.2蚀刻模型的改进

2.2.1径向蚀刻速率近似

2.2.2径迹穿孔时间分布

2.2.3微孔中蚀刻液电导率的影响

2.2.4微孔孔形的考虑

2.3径迹蚀刻过程的模拟分析

2.3.1 FWHM对蚀刻过程的影响

2.3.2 Vt/Vb对蚀刻过程的影响

2.3.3蚀刻液电导率随孔径的变化关系

2.4径迹蚀刻测量结果的数值分析

2.4.1实验条件及材料

2.4.2测试结果的数值分析

2.5小结

参考文献:

第三章NIPAAm温敏凝胶的辐射合成和性能表征

3.1引言

3.2材料、辐照和测试方法

3.2.1实验试剂

3.2.2实验仪器

3.2.3实验步骤

3.2.4测试及表征

3.3实验结果

3.3.1凝胶的表观形貌特征

3.3.2凝胶的溶胀行为

3.3.3凝胶的热力学性能

3.3.4凝胶的流变行为

3.4结果分析和结论

3.4.1辐射方法制备NIPAAm凝胶的机理

3.4.2.水凝胶结构与性能分析

3.5小结

参考文献

第四章PET温敏径迹膜的制备和表征

4.1引言

4.2 PET离子径迹膜的制备和表征

4.2.1实验条件及材料

4.2.2紫外光敏化实验

4.2.3径迹蚀刻和电导测量

4.2.4 PET径迹膜的SEM表征

4.2.5总结

4.3 PET-g-NIPAAm温敏径迹膜的制备和表征

4.3.1共辐照接枝实验

4.3.2 PET-g-NIPAAm温敏膜测试与表征

4.3.3实验结果与讨论

4.4小结

参考文献:

第五章PVDF微孔膜共辐照接枝NIPAAm制备温敏微孔膜

5.1引言

5.2 PVDF聚合物抗辐照能力测试

5.2.1样品和辐照

5.2.2辐照前后PVDF性能测试及分析

5.2.3小结

5.3 PVDF-g-NIPAAm温敏膜的制备

5.3.1样品前处理与共辐照接枝

5.3.2温敏膜测试及表征

5.4实验结果与讨论

5.4.1 共辐照接枝条件研究

5.4.2 PVDF-g-NIPAAm膜微观结构和宏观性能

5.4.3接枝率和孔径对PVDF-g-NIPAAm微孔膜温敏性能的影响

5.5小结

参考文献:

第六章总结与展望

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致谢

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摘要

电导蚀刻法已经被广泛应用于离子径迹的结构研究,而其研究的准确性极大的取决于数值分析过程中所采用的各种假设。针对理论假设与实际蚀刻过程不符的情况,我们考虑了径迹穿孔时间分布、孔形以及微孔中蚀刻液的电导率随蚀刻时间变化等因素,采用将径迹沿着离子入射方向分层的方法改进了径迹蚀刻模型,并通过数值计算研究了各种因素对径迹蚀刻过程中电导测量结果的影响,获得了有关离子径迹微观结构、微孔中蚀刻液电导率随孔径的变化以及径迹蚀刻速率比对孔形的影响等信息。
   将该改进模型用于分析UV敏化PET径迹膜的蚀刻过程,发现UV敏化对径迹尺寸影响不大,只是敏化处理提高了径迹蚀刻速率比,从而导致蚀刻出的孔形随敏化时间延长而由双锥形逐渐变为圆柱状。这点已被蚀刻实验后样品的SEM测试结果所证实。
   将UV敏化和化学蚀刻法相结合制备出不同孔径、孔形的PET径迹膜,采用共辐照的方法,在PET径迹膜上接枝NIPAAm制备出具有温度响应性能的智能膜,研究了孔尺寸与孔形状对其温敏效果的影响。研究表明,在该实验条件下,当接枝率为5%时,UV敏化60-180min时为最佳,UV敏化时间过长或过短都会由于孔径、孔形的影响而对接枝后膜的温敏性能不利。
   用同样的方法将N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝到PVDF微孔膜上。研究了辐照条件对接枝率的影响,通过SEM、FT-IR和XPS等研究手段对微孔膜的接枝情况进行了表征,并通过接触角、电导和水通量测试研究了接枝微孔膜的表面改性、渗水性能和温敏性能。结果表明,通过共辐射接枝方法可以将NIPAAm接枝到PVDF微孔膜的表面及孔内,由此改善了微孔膜的亲水性,并使其具有明显温度敏感性能。
   同时我们采用γ辐照方法,在不同剂量下合成了一系列N-异丙基丙烯酰胺凝胶,研究了其温度响应行为、溶胀行为以及力学性能随辐照剂量的变化情况。探讨了水凝胶微观结构对其溶胀行为及温度响应性能的影响。

著录项

  • 作者

    刘崎;

  • 作者单位

    中国科学院上海应用物理研究所;

  • 授予单位 中国科学院上海应用物理研究所;
  • 学科 无机化学
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 朱智勇;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 特种结构材料;功能材料;
  • 关键词

    电导蚀刻;

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