聚合物复合材料

文摘( # br )受撒哈拉银蚂蚁( SSant )在极端高温条件下保持凉爽的惊人能力的启发，我们通过模仿其微棒状毛发，开发出一种新型功能的仿古纺织品，以获得有效的太阳能热屏蔽功能。具体来说，合理合成了独特的六方氧化锌( ZnO )微棒( MRs )，并进一步用聚二甲基硅氧烷( PDMS )包复在涤纶织物上，实现了一种仿生太阳能热屏蔽仿古纺织品。在AM 1.5 G太阳模拟器照射1 h条件下，与对照样品相比，所制备织物的表面温度可降低10℃。测试结果表明，合成的涂层材料能够反映近90 %的太阳辐照度，从而导致温度的有效降低。此外，涂层处理后织物的导热性能和透光率也显著提高。综上所述，所提出的仿生涂层材料具有与SSant毛发相似的热屏蔽功能，可在开发太阳能热屏蔽纺织品方面具有潜在的应用前景。

Tensile propertiesof polydimethylsiloxane (PDMS) networks filled with in-situ precipitated silica were investigated. Experimental results showed that increasing the swelling time of cured rubber sheets in tetraethoxysilane (TEOS) solution or elevating the humidity and temperature of precipitation reaction atmosphere can render to a positive reinforcing effect. Moreover the in-situ precipitation method can be used to further enhance the tensile properties of fumed silica filled PDMS networks.

健康监测、电子皮肤和软机器人需要大面积和强有力的能量收集策略来为嵌入式传感器和外围电子产品供电。摩擦电纳米发电机( TENG )是自供电传感器和自充电系统的最佳选择。本文提出了一种大规模便捷、兼容的棒辅助打印方法，实现了具有良好疏水性的分级微结构聚合物复合摩擦电薄膜，提高了TENG的电输出性能，实现了TENG的鲁棒性，通过将石墨填料引入到最佳浓度的聚二甲基硅氧烷( PDMS )中调节TENG器件的电输出。所实现的基于TENG的微结构石墨/ PDMS复合材料，在1.2   N的外力作用下，提供高稳定的短路电流42   µ A，开路电压410   V，转移电荷160   nC，足以为可穿戴传感器供电或对储能器件充电。TENG器件可在2   s内将2.2   µ f电容充电至1.5   V，可发光30个商用绿色LED，并可驱动电子表。自动力触觉传感也通过将TENG装置附着在橡胶手套上来监测抓取物体的过程得到了证明。进一步，制作了大规模自供电传感器阵列，并利用其绘制空间压力分布。这项工作不仅展示了一种可扩展地制备具有高电输出、优异耐久性和环境稳定性的高性能TENGs的分级微结构聚合物复合薄膜，而且为未来性价比和自供电电子的发展带来了洞察力。

与传统的复合方法不同，本文提出了一种旨在提高聚合物复合材料热导率( TC )的由“砂状”到“石状”导电网络的转换方法。其中，“砂状”和“石状”通道代表了聚合物复合材料中具有高、低散热性能的导热网络( TCNs )。TCNs的致密化和特定刚性颗粒的加入被发现是实现导电网络由‘砂状’向‘石状’转变的两种有效途径。本研究选用聚二甲基硅氧烷/短碳纤维/玻璃气泡( PDMS / SCF / GB )复合材料，以验证这种转化理论的实用性。SCF含量从10 ~ 30   wt %变化，以揭示充填含量对TCNs砂岩转化的影响。为了突出添加刚性颗粒的有益作用，在前人经验的基础上，选择了2  wt % GBs的恒定含量。同时，还系统考察了产物厚度对PDMS复合材料的影响。厚度为0.1   mm的PDMS / SCF / GB复合材料的TC达到11.690   W / m·K，是纯PDMS ( 0.27   W / m·K )的42.30倍。而且，最终产品优越的柔韧性和力学性能，为其作为热管理材料在电子领域的应用提供了便利。

在离子液体( IL ) -聚二甲基硅氧烷( PDMS ) -正硅酸乙酯( TEOS ) - SiO2纳米粒子( NPs )聚合物基体中嵌入1，2 -萘醌- 4 -磺酸钠( NQS )复合膜。所选IL为1 -甲基- 3 -辛基咪唑六氟磷酸盐( OMIM PF6 )。结果表明，PDMS中ILs的化学添加剂对溶胶-凝胶的孔隙率有影响。通过漫反射测量和传感器照片，测试了氨气气氛传感器分析性能与采样时间( 0.5 ~ 312   h )、温度( 25  ℃~ 4  ℃)和采样体积( 2L ~ 22   m L )的关系，可通过智能手机注册并保存为图像，也可进行RGB测量。灵活的校准是可能的，适应其应用所需的采样时间、温度和采样体积。在所研究的几种条件下，氨的线性斜率( mA vs ppmv )在1.7 ~ 467 ppmv-1之间。这些斜率比没有ILs的传感器实现的高48 ~ 91 %。该传感装置在肉类包装环境分析中的实际应用得到了验证，是一种潜在的性价比较高的原位肉品新鲜度分析候选物。NQS对肉制品中排放的其他家族化合物，如硫化物提供了选择性。在4 ℃条件下解氨10天后，用漫反射法和% R法分别测定肉中氨的含量为20 ± 4 μg / kg和18 ± 3 μg / kg。采用放置在包装物内部两个不同位置的两个传感器测试氨气气氛的均匀性。

传统的克服聚合物复合材料低热导率( TCs )挑战的方法从构建连续的填料网络到最小化界面电阻。然而，聚合物复合材料的TCs改善仍然有限。一个关键的原因是，由于传统方法形成的填充网络不致密，填充间隙中的聚合物会造成很高的热损失，并对声子产生热阻。本文采用一种新的强制压缩方法，将试样的厚度压缩到小于其临界厚度的受限空间，构建了一个鲁棒的网络来显著提高聚合物复合材料的TCs。在聚二甲基硅氧烷( PDMS )中加入0 ~ 54   wt %的氮化铝( AlN )制备复合材料。AlN / PDMS复合材料TCs的增强包括几个方面的考虑：高压缩比和填料含量均导致填料网络中填料之间的空隙较小，TC的提高明显较高，尤其是在填料含量较低时，这同时保证了聚合物复合材料的力学性能。由于间隙切割行为，在AlN质量分数为54   wt %时，TC提高到2.667   W / ( m K )，明显高于文献结果。然后将AlN / PDMS样品作为热扩散器来降低热源温度。温度比纯PDMS薄片下降了14.42℃。这种新型的压缩工艺为制备高TCs的轻质聚合物复合材料提供了一种简便的方法。

在离子液体( IL ) -聚二甲基硅氧烷( PDMS ) -正硅酸乙酯( TEOS ) - SiO2纳米粒子( NPs )聚合物基体中嵌入1，2 -萘醌- 4 -磺酸钠( NQS )复合膜。所选IL为1 -甲基-3 -辛基咪唑六氟磷酸盐( OMIM PF6 )。结果表明，PDMS中ILs的化学添加剂对溶胶-凝胶的孔隙率有影响。通过漫反射测量和传感器照片，测试了氨气气氛传感器分析性能与采样时间( 0.5 ~ 312 h )、温度( 25 ~ 4℃)和采样体积( 2 ~ 22 m L )的函数关系，可通过智能手机注册并保存为图像，也允许RGB测量。灵活的校准是可能的，适应其应用所需的采样时间、温度和采样体积。在所研究的几种条件下，氨在1.7 ~ 467ppmv-1范围内的校准线性斜率( mA vs ppmv )。这些斜率比没有ILs的传感器实现的高48 ~ 91 %。该传感装置在肉类包装环境分析中的实际应用得到了验证，是一种潜在的性价比较高的原位肉品新鲜度分析候选物。NQS对肉制品中排放的其他家族化合物，如硫化物提供了选择性。待测肉在4℃氨水解离10 d后分别为20±4μg / kg和18±3μg / kg，采用漫反射和% R测量进行定量。采用放置在包装物内部两个不同位置的两个传感器测试氨气气氛的均匀性。