Luận án tiến sĩ: Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer - Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng
Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ đồng đùn nanolớp polymer, cấu trúc kết tinh và ứng dụng. Phát triển thấu kính polymer với chỉ số khúc xạ gradient.
Case Western Reserve University
Macromolecular Science and Engineering
Luan An
Luận án
Năm xuất bản
Số trang
258
Thời gian đọc
39 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I. Công Nghệ Đồng Đùn Nanolớp Polymer Tổng Quan
Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer đại diện cho bước tiến quan trọng trong kỹ thuật chế tạo vật liệu. Phương pháp này cho phép tạo ra cấu trúc đa lớp polymer với độ dày từng lớp đạt tới thang nano. Kỹ thuật coextrusion truyền thống được cải tiến để sản xuất hàng nghìn lớp polymer siêu mỏng. Mỗi lớp có độ dày từ vài nanômét đến vài trăm nanômét. Vật liệu composite nanolớp tạo ra có tính chất vượt trội so với polymer đơn lớp thông thường.
1.1. Nguyên Lý Hoạt Động Của Phương Pháp Đùn Ép Đa Lớp
Phương pháp đùn ép đa lớp sử dụng hệ thống nhân tầng liên tiếp. Hai polymer khác nhau được đùn đồng thời qua các kênh phân chia đặc biệt. Mỗi lần nhân đôi tạo thêm số lớp theo cấp số nhân. Sau 10 lần nhân tầng, hệ thống tạo ra hơn 1000 lớp polymer xen kẽ. Độ dày mỗi lớp giảm xuống thang nanômét khi tổng độ dày film được kiểm soát. Quá trình này không cần dung môi hay chất phụ gia đặc biệt.
1.2. Ưu Điểm Của Kỹ Thuật Coextrusion Nanolớp
Kỹ thuật coextrusion nanolớp mang lại nhiều lợi ích độc đáo. Phương pháp này cho phép kết hợp tính chất của nhiều loại polymer khác nhau. Cấu trúc đa lớp polymer tạo ra hiệu ứng giam giữ không gian ở thang nano. Hiệu ứng này làm thay đổi cơ chế kết tinh của polymer. Màng mỏng nanolớp có tính chất quang học và cơ học vượt trội. Quy trình sản xuất liên tục, dễ mở rộng quy mô công nghiệp.
1.3. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Vật Liệu Composite Nanolớp
Vật liệu composite nanolớp có nhiều ứng dụng thực tiễn. Trong quang học, chúng tạo ra gương phản xạ chọn lọc và thấu kính gradient. Trong cơ khí, chúng cải thiện độ bền va đập và khả năng chống nứt. Ngành đóng gói thực phẩm sử dụng màng mỏng nanolớp làm rào cản khí. Công nghiệp điện tử ứng dụng trong tụ điện và màng cách điện. Lĩnh vực y sinh học sử dụng cho vật liệu cấy ghép và hệ thống phân phối thuốc.
II. Cấu Trúc Kết Tinh Polypropylene Trong Nanolớp
Polypropylene (PP) thể hiện hành vi kết tinh đặc biệt khi bị giam giữ trong nanolớp. Nghiên cứu sử dụng AFM, SAXS và WAXS để phân tích cấu trúc tinh thể. Khi độ dày lớp PP giảm xuống dưới 100 nm, hình thái kết tinh thay đổi rõ rệt. Spherulite thông thường không còn hình thành được. Thay vào đó xuất hiện các cấu trúc dạng đĩa phẳng. Ở độ dày 10 nm, PP kết tinh hoàn toàn khác biệt với PP khối.
2.1. Hình Thái Tinh Thể PP Theo Độ Dày Lớp
Hình thái tinh thể PP phụ thuộc mạnh vào độ dày nanolớp. Lớp PP 460 nm tạo spherulite dẹt hình đĩa. Lớp 108 nm và 65 nm có đĩa tinh thể nhỏ hơn và phẳng hơn. Lớp 10 nm hoàn toàn phẳng, không có cấu trúc spherulite. Kính hiển vi phân cực cho thấy sự mất dần song chiết quang. AFM phase image tiết lộ sự sắp xếp của các lamella tinh thể. Độ dày lớp càng nhỏ, lamella càng định hướng song song với bề mặt.
2.2. Định Hướng Tinh Thể Trong Tính Chất Cơ Học Nanolớp
Tính chất cơ học nanolớp liên quan chặt chẽ đến định hướng tinh thể. WAXS phân tích cho thấy mặt tinh thể (010) ưu tiên nằm song song với bề mặt lớp. Trong lớp dày hơn, lamella mẹ mọc từ bề mặt theo hướng xuyên tâm. Lamella con phát triển chéo trên mặt (010) của lamella mẹ. Khi độ dày giảm xuống 65 nm và 10 nm, xuất hiện quần thể tinh thể thứ hai. Quần thể này có mặt (110) song song với bề mặt, tạo định hướng kép.
2.3. Ảnh Hưởng Của Giam Giữ Không Gian Đến Kết Tinh
Giam giữ không gian trong nanolớp làm thay đổi cơ chế kết tinh PP. Khi độ dày lớp nhỏ hơn kích thước spherulite tự nhiên, tăng trưởng tinh thể bị hạn chế. Lamella không thể phát triển tự do theo ba chiều. Chúng bị ép phải định hướng song song với bề mặt lớp. Hiệu ứng này tạo ra cấu trúc tinh thể có tính dị hướng cao. Long period đo từ SAXS giảm khi độ dày lớp giảm. Nhiệt độ nóng chảy cũng thay đổi do ảnh hưởng của kích thước tinh thể.
III. Sự Hình Thành Và Chuyển Pha Của PP Smectic
Pha smectic của polypropylene là cấu trúc trung gian giữa pha vô định hình và tinh thể. Trong nanolớp PP siêu mỏng, pha smectic hình thành dễ dàng hơn. Nghiên cứu phát hiện PP smectic xuất hiện khi làm nguội nhanh từ nóng chảy. Cấu trúc này có trật tự một chiều nhưng chưa phải tinh thể hoàn chỉnh. WAXS cho thấy peak đặc trưng ở 2θ khoảng 15 độ. DSC ghi nhận peak tỏa nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn kết tinh thông thường.
3.1. Điều Kiện Hình Thành Nanoparticle PP Smectic
Nanoparticle PP smectic hình thành khi nanolớp bị phá vỡ thành hạt. Quá trình này xảy ra khi ủ nhiệt film nanolớp trên nhiệt độ nóng chảy. Lớp PS bao quanh giữ các hạt PP tách biệt. Khi làm nguội nhanh, PP không có đủ thời gian kết tinh hoàn toàn. Pha smectic xuất hiện như trạng thái trung gian. Kích thước hạt càng nhỏ, khả năng hình thành smectic càng cao. Độ dày lớp PP ban đầu quyết định kích thước hạt sau khi vỡ.
3.2. Chuyển Pha Từ Smectic Sang Tinh Thể Alpha
PP smectic không bền nhiệt động học, có thể chuyển sang tinh thể alpha. Quá trình chuyển pha xảy ra khi ủ nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn nóng chảy. DSC cho thấy peak tỏa nhiệt trong quá trình gia nhiệt. Peak này tương ứng với sự chuyển từ smectic sang alpha. Nhiệt độ chuyển pha phụ thuộc vào kích thước hạt PP. Hạt nhỏ hơn cần nhiệt độ cao hơn để hoàn tất chuyển pha. Thời gian ủ nhiệt cũng ảnh hưởng đến mức độ chuyển đổi.
3.3. Đặc Trưng Cấu Trúc Của Pha Smectic
Pha smectic PP có cấu trúc phân tử đặc biệt. WAXS cho thấy peak rộng thay vì các peak sắc nét của tinh thể. Cấu trúc có trật tự dọc theo trục chuỗi polymer nhưng rối loạn theo phương vuông góc. Mật độ pha smectic nằm giữa vô định hình và tinh thể alpha. AFM không quan sát thấy cấu trúc lamella rõ ràng. Thay vào đó là cấu trúc đồng nhất ở thang nano. Tính chất quang học polymer ở pha smectic khác biệt so với pha tinh thể.
IV. Kết Tinh Phân Đoạn Của Hạt PP Từ Nanolớp
Khi nanolớp PP bị phá vỡ thành hạt riêng lẻ, hiện tượng kết tinh phân đoạn xảy ra. Các hạt PP có kích thước khác nhau kết tinh ở nhiệt độ khác nhau. Hạt lớn hơn kết tinh ở nhiệt độ cao hơn. Hạt nhỏ hơn cần quá nguội nhiều hơn mới kết tinh. DSC ghi nhận nhiều peak kết tinh riêng biệt. Mỗi peak tương ứng với một phân đoạn kích thước hạt. Hiện tượng này cung cấp thông tin về phân bố kích thước hạt.
4.1. Cơ Chế Phá Vỡ Nanolớp Thành Hạt
Nanolớp PP phá vỡ thành hạt do bất ổn định Rayleigh. Khi ủ nhiệt trên nhiệt độ nóng chảy, lớp PP liên tục biến thành hạt rời. Lực căng bề mặt giữa PP và PS thúc đẩy quá trình này. Độ dày lớp PP ban đầu ảnh hưởng đến kích thước hạt cuối cùng. Lớp mỏng hơn tạo hạt nhỏ hơn với phân bố kích thước hẹp hơn. Thời gian ủ nhiệt càng dài, hạt càng phát triển và tách biệt hoàn toàn.
4.2. Phân Tích DSC Của Kết Tinh Phân Đoạn
DSC cung cấp thông tin chi tiết về kết tinh phân đoạn. Đường cong làm nguội cho thấy nhiều peak tỏa nhiệt riêng biệt. Peak ở nhiệt độ cao nhất tương ứng với hạt lớn nhất. Các peak ở nhiệt độ thấp hơn đại diện cho hạt nhỏ hơn. Số lượng peak phản ánh độ đa dạng của kích thước hạt. Enthalpy kết tinh cho biết lượng PP trong mỗi phân đoạn. Phân tích này giúp xác định phân bố kích thước hạt một cách gián tiếp.
4.3. Ảnh Hưởng Độ Dày Lớp Ban Đầu Đến Phân Đoạn
Độ dày lớp PP ban đầu quyết định mức độ phân đoạn kết tinh. Lớp 12 nm tạo hạt rất nhỏ với nhiều peak kết tinh riêng biệt. Lớp 200 nm tạo hạt lớn hơn với ít peak hơn. Lớp mỏng hơn có phân bố kích thước hạt rộng hơn. Điều này do quá trình vỡ lớp tạo ra hạt có kích thước không đồng nhất. Lớp dày hơn vỡ thành hạt đồng đều hơn. Nhiệt độ kết tinh trung bình giảm khi độ dày lớp giảm.
V. Ảnh Hưởng Của Chất Tạo Mầm Đến Kết Tinh PP
Chất tạo mầm (nucleating agent) thay đổi đáng kể hành vi kết tinh của hạt PP. Nghiên cứu khảo sát hai loại: muối dicarboxylic acid hữu cơ và sorbitol. Cả hai đều làm tăng nhiệt độ kết tinh của PP. Chúng giảm mức độ phân đoạn kết tinh. Muối dicarboxylic acid tạo tinh thể beta PP. Sorbitol thúc đẩy kết tinh alpha PP. Hiệu quả tạo mầm phụ thuộc vào kích thước hạt và nồng độ chất phụ gia.
5.1. Tác Dụng Của Muối Dicarboxylic Acid
Muối dicarboxylic acid là chất tạo mầm tinh thể beta cho PP. Khi thêm vào hạt PP, nó làm tăng nhiệt độ kết tinh đáng kể. Peak kết tinh chính dịch lên nhiệt độ cao hơn khoảng 10-15°C. Số lượng peak phân đoạn giảm so với PP không có chất phụ gia. WAXS xác nhận sự hiện diện của tinh thể beta. Tỷ lệ beta/alpha tăng theo nồng độ muối. Hiệu quả tạo mầm cao hơn trong hạt lớn so với hạt nhỏ.
5.2. Tác Dụng Của Sorbitol Nucleating Agent
Sorbitol là chất tạo mầm tinh thể alpha hiệu quả cho PP. Nó tăng nhiệt độ kết tinh nhưng không thay đổi dạng tinh thể. Peak kết tinh dịch lên nhiệt độ cao hơn so với PP thuần. Mức độ phân đoạn giảm rõ rệt, đặc biệt ở nồng độ cao. Sorbitol giúp các hạt nhỏ kết tinh ở nhiệt độ gần với hạt lớn. Enthalpy kết tinh tăng, cho thấy độ kết tinh cao hơn. Tính chất cơ học nanolớp cải thiện nhờ cấu trúc tinh thể đồng đều hơn.
5.3. So Sánh Hiệu Quả Hai Loại Chất Tạo Mầm
Hai loại chất tạo mầm có cơ chế tác dụng khác nhau. Muối dicarboxylic acid thay đổi cả nhiệt độ và dạng tinh thể. Sorbitol chỉ ảnh hưởng đến động học kết tinh. Cả hai đều giảm phân đoạn kết tinh hiệu quả. Sorbitol có hiệu quả cao hơn ở nồng độ thấp. Muối dicarboxylic acid cần nồng độ cao hơn để đạt hiệu quả tương đương. Lựa chọn chất tạo mầm phụ thuộc vào yêu cầu tính chất cuối cùng.
VI. Thấu Kính GRIN Polymer Lấy Cảm Hứng Sinh Học
Thấu kính gradient chiết suất (GRIN) là ứng dụng độc đáo của công nghệ đồng đùn nanolớp. Lấy cảm hứng từ mắt cá và mắt người, thấu kính GRIN có chiết suất thay đổi liên tục. Phương pháp đùn ép đa lớp tạo ra gradient chiết suất bằng cách thay đổi tỷ lệ hai polymer. Không cần mài hoặc đánh bóng bề mặt cong phức tạp. Thấu kính GRIN polymer nhẹ hơn, rẻ hơn và dễ sản xuất hơn thấu kính thủy tinh. Tính chất quang học polymer được tối ưu hóa cho nhiều ứng dụng.
6.1. Nguyên Lý Thiết Kế Thấu Kính GRIN
Thấu kính GRIN hoạt động bằng cách uốn cong tia sáng liên tục. Thay vì khúc xạ tại bề mặt, ánh sáng khúc xạ dần trong vật liệu. Gradient chiết suất được thiết kế theo profile toán học cụ thể. Profile parabolic tạo ra đường đi tia sáng hình sin. Điều này cho phép hội tụ ánh sáng mà không cần bề mặt cong. Kỹ thuật coextrusion tạo gradient bằng cách xếp lớp polymer có chiết suất khác nhau. Số lượng lớp càng nhiều, gradient càng mịn và liên tục.
6.2. Quy Trình Chế Tạo Bằng Forced Assembly
Phương pháp forced assembly sử dụng hệ thống đùn đa lớp đặc biệt. Hai polymer với chiết suất khác nhau được đưa vào các kênh riêng biệt. Tỷ lệ lưu lượng thay đổi liên tục để tạo gradient chiết suất. Hệ thống nhân tầng tạo ra hàng nghìn lớp mỏng. Độ dày mỗi lớp thay đổi theo vị trí để tạo profile chiết suất mong muốn. Film đa lớp sau đó được cuộn hoặc xếp chồng để tạo thấu kính. Không cần gia công bề mặt sau khi đùn.
6.3. Ưu Điểm So Với Thấu Kính Truyền Thống
Thấu kính GRIN polymer có nhiều ưu điểm vượt trội. Trọng lượng nhẹ hơn thủy tinh 40-50%. Chi phí sản xuất thấp hơn do quy trình đơn giản. Có thể tạo kích thước lớn khó khăn với thủy tinh. Tính chất quang học polymer ổn định trong môi trường ẩm. Khả năng chống va đập tốt hơn, an toàn hơn. Dễ dàng tích hợp thêm chức năng như lọc UV hoặc phân cực. Thích hợp cho ứng dụng y sinh học và hàng không vũ trụ.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (258 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộFUNDAMENTAL AND APPLIED RESEARCH ENABLED BY POLYMER NANOLAYER COEXTRUSION TECHNOLOGY by YI JIN Submitted in partial fulfillment of the requirements For the degree of Doctor of Philosophy Dissertation Advisers: Dr. Anne Hiltner and Dr. Eric Baer Department of Macromolecular Science and Engineering CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY May 2007 UMI Number: 3241778 UMI Microform 3241778 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved.
This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 CASE WESTERN RESERVE UNIVERSITY SCHOOL OF GRADUATE STUDIES We hereby approve the dissertation of Yi Jin ______________________________________________________ candidate for the Ph. Anne Hiltner (signed)_______________________________________________ (chair of the committee) David Schiraldi ________________________________________________ Peter N.
Pintauro ________________________________________________ Eric Baer ________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________ 12/15/06 (date) _______________________ *We also certify that written approval has been obtained for any proprietary material contained therein. To dad (金公度) and mom (程金秀) To sister (金鑫) and brother (金大祥) To husband (傅朝阳) iii TABLE OF CONTENTS Page LIST OF TABLES. vi LIST OF FIGURES. STRUCTURE OF POLYPROPYLENE CRYSTALLIZED IN CONFINED NANOLAYERS.
FORMATION AND TRANSFORMATION OF SMECTIC POLYPROPYLENE NANOPARTICLES. FRACTIONATED CRYSTALLIZATION OF POLYPROPYLENE PARTICLES PRODUCED BY NANOLAYER BREAKUP. EFFECT OF AN ORGANIC DICARBOXYLIC ACID SALT ON FRACTIONATED CRYSTALLIZATION OF POLYPROPYLENE PARTICLES. EFFECT OF A SORBITOL NUCLEATING AGENT ON FRACTIONATED CRYSTALLIZATION OF POLYPROPYLENE PARTICLES.
BIO-INSPIRED POLYMER GRIN LENSES BY NANOLAYER FORCED-ASSEMBLY. A NEW CLASS OF BIO-INSPIRED LENSES WITH GRADIENT REFRACTIVE INDEX. ACHIEVE HIGH QUALITY GRIN LENSES. SUPERIOR GRIN LENS.
226 v LIST OF TABLES Table Page 1.1 Comparison of PP layer thickness measured from AFM images with PP layer thickness calculated from processing parameters .2 Thermal properties of polypropylene in films .3 Long period measured from the SAXS pattern.1 Thermal analysis of PP nanoparticles .1 Thermal analysis of PP nanoparticles .2 Melting Enthalpies of PP particles from different PP nanolayers .1 Crystallization enthalpies of PP nanolayers.2 Crystallization enthalpies of PP particles from 12 nm layers .3 Melting enthalpies of PP particles from 12 nm layers.4 Crystallization enthalpies of PP particles from 20 nm layers .5 Crystallization enthalpies of PP particles from 40 nm layers .6 Crystallization enthalpies of PP particles from 200 nm layers .1 Melting enthalpies of PP nanolayers.2 Crystallization enthalpies of PP particles .3 Melting enthalpies of PP particles from 12 nm layers. 150 vi LIST OF FIGURES Figure Page 1.1 AFM phase images of cross-sections from layered PP/PS films: (a) PP/PS 90/10 250 μm thick film; (b) PP/PS 20/80 250 μm thick film; (c) PP/PS 10/90 250 μm thick film; and (d) PP/PS 10/90 40 μm thick film.2 Polarized light micrographs: (a) PP control film; (b) film with 460 nm PP layers; (c) film with 108 nm PP layers; (d) film with 65 nm PP layers; and (e) film with 10 nm PP layers.3 AFM height images: (a) a typical PP spherulite at a free film surface; (b) a discoid in a 460 nm PP layer; (c) a discoid in a 108 nm PP layer; (d) a discoid in a 65nm PP layer; and (e) a smooth 10 nm PP layer.4 AFM phase images showing lamellar morphology: (a) PP control film; (b) a 460 nm PP layer; (c) a 108 nm PP layer; (d) a 65 nm PP.5 SAXS patterns in the flow direction (F): (a) PP control film; (b) film with 460 nm PP layers; (c) film with 108 nm layers; (d) film with 65 nm PP layers; and (e) film with 10 nm PP layers. The transverse direction (T) is vertical and the film normal direction (N) is horizontal.6 Reflection WAXS 2θ scans of the PP control film and layered films.7 Transmission WAXS 2θ scans of the (-113) reflection of polypropylene α crystals.8 Two dimensional transmission diffraction patterns of the PP control and films with 460 nm, 108 nm, 65 nm, and 10 nm PP layers in the normal (N), transverse (T), and flow (F) directions.9 Pole figures of α crystals in films with 460 nm PP layers: (a) normals to (110) planes; (b) normals to (040) planes; and (c) normals to ( 113) planes.10 Schematic showing an edge on radial or mother lamella that nucleated at the interface with (010) planes flat on. The cross hatched lamella formed by secondary nucleation on the (010) plane.
The width of the radial lamella and the amount of cross- vii hatched overgrowth are limited by the thickness of the PP layer. In 65 nm layers and 10 nm layers, a second crystal population nucleates at the interface with (110) planes flat on.1 AFM phase images of the coextruded nanolayer assembly with 257 layers and PP/PS 10/90 (vol/vol) composition: (a) The cross- section of the layered assembly with arrows identifying the very thin PP layers; and (b) the surface of a PP nanolayer after it was exposed by peeling the layers apart.2 The WAXD curves of the coextruded PP/PS assembly, the PS control, and the PP nanolayers. The latter was obtained by weighted subtraction of the PS contribution.3 Heating thermograms of the coextruded PP/PS assembly, the PS control, and the PP nanolayers. The latter was obtained by weighted subtraction of the PS contribution.4 The PP particles formed by nanolayer beakup: (a) AFM phase image of the film cross-section; and (b) SEM image of the isolated particles.5 Thermograms of the PP/PS assembly, the PS control, and the PP nanoparticles obtained by weighted subtraction: (a) Cooling from 230 ºC at 10 ºC min -1; and (b) subsequent heating at 40 ºC min -1.6 WAXD curves of the coextruded PP/PS assembly after heating to 230 ºC for 10 min, the PS control, and the PP nanoparticles.
The latter was obtained by weighted subtraction of the PS contribution.7 Effect of annealing at various temperatures for 10 min on the WAXD pattern: (a) Before subtraction of the PS contribution; and (b) after subtraction of the PS contribution.8 Effect of annealing at various temperatures for 10 min on the heating thermogram of PP nanoparticles. The PS contribution has been subtracted.1 AFM phase images of the cross-sections from coextruded nanolayer assemblies: (a) 75 μm film with 12 nm PP layers; (b) 125 μm film with 20 nm PP layers; (c) 250 μm film with 40 nm PP layers; and (d) 1.25mm film with 200 nm PP layers .2 OM images of the particles from various layer thicknesses: (a) 12 nm layers; (b) 20 nm layers; (c) 40 nm layers; and (d) 200 nm layers.3 AFM images of the particles from various layer thicknesses: (a) from 12 nm layers; and (b) from 20 nm layers.4 Particle size distributions: (a) Submicron particles from 12 nm layers taken from AFM images; (b) large particles from 12 nm layers taken from OM images; (c) submicron particles from 20 nm layers taken from AFM images; and (d) large particles from 20 nm layers taken from OM images.5 Large particle size distribution from OM images: (a) particles from 40 nm layers; and (b) particles from 200 nm layers.6 Particle volume distributions: (a) from 12 nm layers; (b) from 20 nm layers; (c) from 40 nm layers; and (d) from 200 nm layers.7 Schematic of the envisaged layer breakup proces .8 Cooling thermograms of the PP/PS assembly after heating to 230 ºC for various PP layer thicknesses. The PS contribution was subtracted.9 Heating thermograms of the PP particles from various PP layer thicknesses after subtraction of the PS contribution.10 Dependence of crystallization enthalpy on initial layer thicknesses.11 The WAXD curves of the PP particles from various PP layer thicknesses: (a) before subtraction of the PS contribution; and (b) after subtraction of the PS contribution.12 Effect of breakup time and temperature on the crystallization thermogram of PP particles from 100 nm layers: (a) Breakup time at 230 ºC; and (b) Breakup temperature for 3 min.13 AFM phase images of the film cross section after breakup at different temperatures: (a) 3 min at 250 ºC; and (b) 3 min at 350 ºC.1 AFM images of PP with 2 % HPN after the microtomed surface was etched to remove the HPN particles.2 AFM phase images of the cross-sections from coextruded nanolayer assemblies: (a) 75 μm film with 12 nm PP layers; (a) 75 μm film with 12 nm PP layers containing 0.6 % HPN; (c) 125 μm film with 20 nm PP layers; (d) 125 μm film with 20 nm PP layers containing 0.6 % HPN; (e) 250 μm film with 40 nm PP layers; and (f) 250 μm film with 40 nm PP layers with 0.3 Heating thermograms of the coextruded nanolayer assemblies.4 OM images of the particles from: (a) 12 nm layers; (b) 12 nm layers with 1.0 % HPN; (c) 40 nm layers; (d) 40 nm layers with 1.0 % HPN; (e) 200 nm layers; and (f) 200 nm layers with 1.5 AFM images of the particles from: (a) 12 nm layers; and (b) 12 nm layers with 1.6 Particle size distributions from 12 nm layers: (a) Submicron PP particles from AFM images; (b) large PP particles from OM; (c) submicron PP particles with 1.0 % HPN from AFM; and (d) large PP particles with 1.0 % HPN from OM.7 Large particle size distributions from OM images from: (a) 40 nm PP layers; (b) 40 nm PP layers with 1.0 % HPN; (c) 200 nm PP layers; and (d) 200 nm layers with 1.8 Particle volume distributions: (a) From 12 nm layers; (b) from 12 nm layers with 1 % HPN; (c) from 40 nm layers; (d) from 40 nm with 1 % HPN; (e) from 200 nm layers; and (f) from 200 nm layers with 1 % HPN.9 Thermograms of the PP/PS assembly with 12 nm PP layers containing various concentrations of HPN after heating to 230 ºC: (a) Cooling thermograms; and (b) subsequent heating thermograms. The PS contribution was subtracted.10 The WAXD curves of the PP particles from 12 nm PP layers with various concentrations of HPN: (a) before subtraction of the PS contribution; and (b) after subtraction of the PS contribution.11 Cooling thermograms of the PP/PS assembly with various concentrations of HPN in the PP layer after heating to 230 ºC: (a) 20 nm layers; (b) 40 nm layers; and (c) 200 nm layers.
The PS contribution was subtracted.12 Comparison of the crystallization thermograms of particles from 12, 20, 40 and 200 nm layers with 1 % HPN.1 AFM phase images of the cross-sections from coextruded nanolayer assemblies: (a) 75 μm film with 12 nm PP layers; and (b) 75 μm film with 12 nm PP layers containing 1.2 Heating thermograms of the coextruded nanolayer assemblies with various concentrations of MD.3 OM images of the particles from 12 nm layers: (a) 0 % MD; (b) 0.3 % MD; and (c) 1 % MD.4 AFM images of particles from 12 nm layers: (a) 0 % MD; (b) 0. and (d) the PS control with 2.5 Particle size distributions from 12 nm layers: (a) 0 % MD; (b) 0.6 Thermograms of the PP/PS assembly with 12 nm PP layers containing various concentrations of MD after heating to 230 ºC: (a) Cooling thermograms; and (b) subsequent heating thermograms. The PS contribution was subtracted.7 The WAXD curves of the PP particles from 12 nm PP layers with various concentrations of MD: (a) before subtraction of the PS contribution; and (b) after subtraction of the PS contribution.8 Dependence of crystallization enthalpy on MD concentration.9 Schematic phase diagram for the binary system in the low MD concentration region.1 The structure of our synthetic gradient index (GRIN) lens is inspired by the layering found in the human lens.* Forced- assembly is used to create transparent films with thousands of alternating nanolayers of two polymers where the relative concentration of the polymers specifies the refractive index. The films are assembled into a GRIN material.
A method of molding and cutting the layered GRIN material introduces radial components to the index gradient and forms the biomimetic lens. *Reference 33, by permission.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Từ khóa và chủ đề nghiên cứu
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án tiến sĩ nghiên cứu công nghệ đồng đùn nanolớp polymer, cấu trúc kết tinh và ứng dụng. Phát triển thấu kính polymer với chỉ số khúc xạ gradient.
Luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Case Western Reserve University. Năm bảo vệ: 2007.
Luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" thuộc chuyên ngành Macromolecular Science and Engineering. Danh mục: Công Nghệ Vật Liệu.
Luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" có bao nhiêu trang?
Luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" có 258 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Công nghệ đồng đùn nanolớp polymer: Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.