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[博士论文] 田吉来
生物医学工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:超声对比增强剂的出现,极大地提高了超声诊断的精确度。但是目前市售超声造影剂多属微米级,只局限于血池中显像,限制了外周组织的病理诊断。近年来,在利用纳米载体通过血管的渗透和/或滞留效应,进入组织进而显像,以及在造影剂载体中装载治疗成分,实现诊疗一体化的发展趋势下,开发尺寸更小,载药量更高的声学载体成为目前研究的重点之一。
  本论文依据磷脂分子在自由气泡界面自组装的设想,制备和优化了脂质包膜气泡,探讨所得包膜气泡的结构、理化性质,特别是声学性能,并研究其装载药物进行治疗的可能性。研究工作围绕以下几个方面开展:首先,采用溶气泵法制备六氟化硫溶气水,验证纳米自由气泡的存在和稳定性;进而,通过六氟化硫溶气水与不同形态的磷脂(包括干燥铺膜态和冻干态)共孵育制备包膜气泡,探讨采用自由气泡制备包膜气泡的反应机理;最后,选用新一代IL-6/GP130抑制剂巴多昔芬(bazedoxifene,Baze)作为模型药物,研究所得脂质包膜气泡载药并联合超声对肿瘤细胞的作用。本论文主要的实验结果与结论包括:
  (1)利用溶气泵制备了六氟化硫溶气水。采用外观观察、原子力显微镜、粒径测定仪等手段证实了所得溶气水中纳泡的存在及其稳定性。基于丁达尔现象观察,在48小时内仍存在较大量的气泡;溶气水中的颗粒粒径分布在141nm处出现峰值,且加入NaCl或者Baze后,峰值移动到190和199nm,证实了溶气水中纳米自由气泡的存在。
  (2)溶气水分别与干燥铺膜的磷脂和冷冻干燥的磷脂共孵育制备含气脂质体,并进行了微观形态、粒径、电位、声学性能等方面的表征,通过观察体系组装过程中磷脂的结构变化、浓度变化,及相应理论计算等方面,探讨反应机理。采用溶气水与干燥铺膜的磷脂共孵育,溶气水促进磷脂在体系中的分散,蛋黄卵磷脂的浓度在6.0mg/mL时,与溶气水的共孵育5.7小时,即可得到包膜为多层磷脂结构的纳米含气脂质体,且根据理论计算,最终所得含气脂质体层数介于4和14之间,粒径为194.4±6.6nm,多分散系数为0.13±0.02,电位为-25.2±1.9mV。此外,所得的含气脂质体在体外超声下,可通过灌注成像及聚集成像两种模式,增强超声显影,其对比增强的能力和脂气比相关。采用溶气水与冷冻干燥的磷脂振摇共孵育,所得含气脂质体的粒径为302.9±15.9nm,多分散系数为0.5±0.1,均小于传统振摇方法所得数据,且在5min内,两种方法所得气泡的超声图像的增强能力没有显著差异。
  (3)探讨纳米含气脂质体作为药物载体联合超声的治疗作用。采用Baze作为模型药物,一方面研究游离Baze降低IL-6/GP130蛋白下游三种蛋白STAT3、AKT和ERK的磷酸化表达,由此降低三阴性乳腺癌肿瘤细胞的存活率,发挥其作为IL-6/GP130抑制剂抑制三阴性乳腺癌细胞增殖的效果。另一方面,将Baze包载到纳米含气脂质体中,形成粒径为191.8±0.02nm,多分散系数为0.13±0.02的颗粒,载药前后粒径没有明显改变。给药浓度为4μM的含气脂质体,联合声强为42.6kPa的超声,暴露时间60s,MDA-MB-231细胞的生存率结果达到(61.46±2.61)%,同剂量载体在无超声刺激条件下,细胞生存率为(114.70±11.95)%,由此可见,载药含气脂质体联合超声对细胞存活率的抑制作用显著提高(p<0.05)。
  基于磷脂分子在自由气泡界面自组装的原理,制备了纳米级、多壁层、声敏感的含气脂质体(Gas-filled Ultrasound-sensitive Liposome,GU-Liposome),可以实现载药联合超声的应用。GU-Liposome有望用于气体递送、药物可控装载和靶向释放领域,并在超声诊疗学方面具有应用前景。
[硕士论文] 赵成阳
材料科学与工程 北京化工大学 2017(学位年度)
摘要:纳米压印光刻技术是一种应用于制备集成电路的最有前途、新一代的光刻技术,它克服了传统光学光刻技术中图形分辨率受最短曝光波长的物理限制,对信息技术的发展起着重要作用。本论文研究设计了一种通过硫醇-烯“点击化学”聚合和香豆素二聚得到主链含有可水解的酸酐和可逆交联剂香豆素的交联网状结构,能对pH值和紫外光双重响应的可降解光刻胶,并将其应用于微型图案的制备。主要目的是解决纳米压印过程中的界面问题,降低模板的清洗难度,提高模板的使用寿命和降低环境污染及生产成本。
  首先,我们设计并合成了一种含香豆素的可逆交联剂5,7-二丙烯酰氧基-4-甲基香豆素(DAMC),利用核磁共振仪、傅里叶红外光谱仪、质谱仪和元素分析对其结构进行表征。将其与3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇(EGDT)、丙烯酸酐(ALA)和光引发剂α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮(DMPA)复配得到对pH值和紫外光双重响应的可降解型光刻胶。
  其次,研究了该光刻胶的化学特性和物理特性,包括反应动力学、透光率、体积收缩率、热力学性能、表面性能;在不同pH值的水溶液中通过失重法和荧光光谱法分别对固化光刻胶进行降解性能研究。然后,对光刻胶的可逆特性及其对降解的影响进行了研究。
  最后,通过纳米压印和紫外光刻对光刻胶的图形复制性能进行了研究,得到了高分辨率的微型图案。结合香豆素的荧光特性,得到了具有不同颜色的荧光微型图案。
[硕士论文] 李欢乐
化学 陕西科技大学 2017(学位年度)
摘要:在油田回注水系统中,油田污水中含有大量的微生物。其中硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)、铁细菌(IB)等微生物在注水体系中的生长、代谢、繁殖,造成了注水设备、管线等金属材料的腐蚀问题。现用杀菌剂对油田回注水中存在的有害微生物控制效果较差,针对此问题,本课题合成并开发出一种新型结构的杀菌剂,可合理控制油田回注水体系中的有害微生物。
  主要研究内容如下:
  (1)以长链烷基二甲基叔胺(DMA)、环氧氯丙烷(ECH)为原料,通过SN2反应合成了 m-HQAS(m=C8、C10、C12、C14、C16、C18)。用熔点法检测其纯度,利用 FTIR和1H NMR对其进行结构表征,确认了目标化合物组成和结构。对影响其反应的各因素参数进行了优化,得到 C12-HQAS最适宜的合成工艺条件为:反应温度91℃、反应时间11 h、溶剂为异丙醇、n(DMA12):n(盐酸)=2.03:1、转速为250 r/min。在此条件下,C12-HQAS的产率为93.37%。并测定了m-HQAS的表面活性、起泡性及乳化性。发现m值是影响m-HQAS的熔点、表面活性、起泡性和乳化性的关键因素。
  (2)以对甲苯磺酰氯(TsCl)对 m-HQAS进行改性,通过酯化反应合成了 m-PEQAS(m=C8、C10、C12、C14、C16、C18)。用熔点法检测其纯度,利用 FTIR和1H NMR对其进行结构表征,确认了目标化合物组成和结构。对影响其反应的各因素参数进行了优化,得到 C12-PEQAS最适宜的工艺条件为:反应时间5 h、物料摩尔比 n(TsCl):n(C12-HQAS)=2.58:1、反应温度82℃、缚酸剂用量1.3 g。在此条件下,C12-PEQAS的产率为61.64%。测定了 m-PEQAS的表面活性、起泡性及乳化性。m-PEQAS的表面活性、起泡性、乳化性均在 m≤C12和 m>C12时呈现不同的变化规律,在 m=C18时泡沫稳定性和乳化能力最佳。用静态失重法、极化曲线法和电子显微镜扫描法对 m-PEQAS的缓蚀性能进行测试,当 m=C14时,缓蚀性能最佳,缓蚀效率为86.77%。
  (3)再在 m-PEQAS的基础上,以盐酸胍和乙醇钠为原料,通过 SN2反应合成了 m-MGHQ(m=C8、C10、C12、C14、C16)。利用 FTIR、1H NMR和元素分析对其组成和结构进行表征,确认了目标化合物组成和结构,证明所连接双子季铵盐数目 n分别为3、2、2、3、1。对影响其反应的各因素参数进行了优化,得到 C12-MGHQ最适宜的工艺条件为:V(乙醇):V(DMF)=3:9,物料摩尔比 n(C12-PEQAS):n(盐酸胍)=3.61:1、反应温度140℃、反应时间26 h。在此条件下,C12-MGHQ的产率为76.60%,对SRB的杀菌率为98.36%。m值对 m-MGHQ的表面活性、起泡性、乳化性和杀菌性影响较弱。m-MGHQ较 m-HQAS的表面活性和杀菌性均高,当m=C14时,γcmc为23.42 mN/m,在m=C12时杀菌率可达到97.19%。
  (4)探究了 C12-MGHQ在不同浓度、菌药接触时间、pH和温度等条件下对 SRB、TGB、IB的杀菌性能。结果表明在 C12-MGHQ浓度为70 mg/L,菌药接触时间为1~24 h,pH=5~9,温度为30~60℃时,C12-MGHQ的杀菌率可保持在99%以上。对比了 C12-HQAS、盐酸胍和 C12-MGHQ分别在不同用量下的杀菌性能和不同菌药接触时间下的抑菌性能。结果表明,当C12-MGHQ浓度为30 mg/L时,C12-MGHQ对SRB、TGB、IB的杀菌率分别为99.5%、98.56%、90.66%,较 C12-HQAS分别提高了7.4%、15.23%、17.33%,较盐酸胍对SRB和TGB分别提高了23.19%和7.45%。C12-HQAS、盐酸胍、C12-MGHQ对 SRB的杀菌率在4 h可达到97.36%、99.21%、99.87%,之后均有所下降,48 h时杀菌率分别降至57.89%,87.89%,98.89%。
[博士论文] 白贵平
供热、供燃气、通风及空调工程 湖南大学 2016(学位年度)
摘要:涂布干燥是胶片生产的关键工序,也是胶片生产过程能耗最高工序。胶片干燥根据工艺需求,干燥过程分为冷定型、恒速干燥、降速干燥和热湿平衡四个阶段。每段的干燥温度要求不同,热湿传递的主要动力不同,影响干燥速率的因素也不同。为了提高产品的稳定性,工程设计中采取“降低胶片移动速度,加长干燥线长度”的措施。这样的设计导致了生产效率低,设备占用空间大,运行能耗高。对于低湿恒温干燥,循环空气的热湿处理采用转轮除湿,除湿能耗非常高。本文以“提高干燥胶片速率、降低能耗”为目标,研究胶片热风冲击射流干燥过程的机理及特性,并对干燥箱结构、热湿处理方法、冷热源系统等进行优化。本文的研究工作和成果主要包括:
  (1)针对胶片乳剂涂层,采用多孔介质热湿耦合传递理论,引入“非平衡热力学理论”,对干燥过程中其内部的热湿迁移和干燥速率进行了模拟分析研究。结果表明,由于胶片乳剂涂层内部温度梯度与含湿量梯度方向相反,湿分在某些特定的条件下,会向内部移动,内部某一区域呈现局部含湿量高于两侧含湿量的情况;对于降速干燥段,表面传热系数对干燥速率的影响并不大,此过程干燥速率主要受内部因素影响,在干燥工艺允许的情况下,适当提高干燥温度是提高该段干燥速率的有效方法。
  (2)通过数值模拟,研究了在胶片热风冲击射流干燥过程中,空气的温度、湿度、速度、胶片的移动速度等关键因素对干燥速率的影响。研究过程考虑了胶片移动与自然浮力等影响因素,并采用非稳态方法进行求解。结果表明,冲击射流的垂直轨迹和平板对射流尾部流体的剪切力不同,这可能增大或减小热浮力。冲击射流速度小于0.1 m/s时,热浮力流起主要作用,同时可能出现两个逆时针的环流,在这种情况下,热湿分布出现分层,由于受到热湿分层的阻挡,传热传质速率被严重抑制。随着冲击射流速度的增加,热浮力的作用相对逐渐减弱,传热传湿速率提高。
  (3)针对纵置式和横置式两种风口布置形式,以送风“不均匀系数”和“布风特性系数”评价指标,通过三维数值模拟对干燥箱结构进行了优化设计。结果表明,喷嘴正对位置气流速度最大,带走水分和热量的速度也最快。偏离喷嘴正对越远,壁流速度逐渐减小,相应的干燥效率越低;喷嘴结构相同时,送风口风速增大,干燥箱的气体不均匀系数也随之增大,不利于胶片干燥,这说明并非送风速度越大,胶片干燥效果越好;当送风量一定时,喷嘴结构对干燥箱的气体流场影响较大;在喷嘴的水力直径D和风口距离冲击面高度H之间的关系满足D≈ H/5条件下,适当提高干燥箱的空间,有利于增加射流体的逸出空间,提高干燥箱内气体流场的均匀性,提高干燥效率。
  (4)通过(炯)分析计算得到了冷冻除湿在该干燥领域的应用极限条件,首次把溶液除湿应用于胶片热风冲击干燥系统。对不同干燥段选用不同的除湿方法进行了能耗对比,并对不同干燥段如何选用冷热源及处理方法进行了定性研究。结果表明,对于没有采用热回收的冷冻除湿系统,能耗最高,经济性最差;当采用热回收时,采用冷冻除湿经济性大幅度提高,运行成本要低于无热回收措施的转轮除湿与溶液除湿。当处理后的空气干球温度低于10.5℃时,常规冷水机组提供的冷冻水就不能满足要求。当热源采用生物质能等廉价清洁能源时,转轮除湿与带热回收冷冻除湿系统的优越性逐步提升。当采用天然气时,冷却除湿的成本低于溶液除湿。但当采用生物质时,转轮除湿在高温段的运行成本更低。溶液除湿在不同干燥段运行成本均相对较低,当可以使用生物质热能时,溶液除湿为最佳方案;当采用天然气作为再生热源时,低温段采用溶液除湿,高温段采用冷冻除湿更经济。
[博士论文] 潘帅军
化学工程与技术 湖南大学 2015(学位年度)
摘要:润湿现象是自然界普遍存在的重要界面现象,与我们的日常生活密不可分,具有重要的实际应用和科学研究价值。自1997年,Planta报道荷叶表面的自清洁特性以来,具有特殊润湿性的表面材料受到了广泛的关注。材料表面的特殊润湿性具体体现在表面对液体的极端排斥作用或极端亲润作用,衡量材料表面润湿性的一个重要指标是液体的接触角,接触角大于150°的表面被称为超疏水表面或超疏油表面,接触角接近于0°的表面被称为超亲水表面或超亲油表面,如果在一定外界刺激下材料表面的特殊润湿性发生转变,这类表面又被称为润湿响应性表面。由于在抗污、自清洁、抗水雾、化学防护、隔热抗冰、流体减阻、油水分离、微型制造、微流体调控等领域的巨大应用潜力,近年来,科学工作者在自然生物表面润湿特性的启发下,开发出了许多具有特殊润湿功能的表面材料,极大推动了表面科学的发展。然而,科学界在揭示表面润湿性与结构内在关系方面还未形成统一的理论;在表面异质润湿性方面还没有明确的实施途径和润湿机理;在表面极端润湿性方面还未能实现对几乎所有液体均具有排斥作用的超全疏表面。
  着眼于上述亟待解决的科学问题,本论文首先从银杏叶向阳面和背阴面迥异的润湿现象出发,通过微观结构分析以及仿生研究揭示银杏叶表面的特殊润湿性机制及其生态学依据;然后,通过数学建模和理论计算探讨表面微观结构和宏观润湿性的定量关系,并通过对响应性超疏水表面、反常超亲水超疏油表面以及功能超全疏表面的研究,以系统的实验数据验证表面结构与润湿性的理论关系;进而深入探讨特殊润湿功能表面在自清洁、智能调控、油水分离、化学防护以及减阻运载等领域的应用前景。本论文在此研究基础上,首次建立了特殊润湿功能表面的理论、构筑与应用的系统研究方法,取得了以下主要创新性研究成果:
  在仿生超疏水表面的研究方面,首次揭示了银杏叶背阴面具有稳定的超疏水特性,这主要是由背阴面球形颗粒凸起的微观形貌以及银杏叶表面的蜡质化学结构决定的;仿照银杏叶背阴面特殊润湿现象的结构机理,通过化学手段在人工表面上再现了与天然表面相匹敌的超疏水自清洁特性;此外,基于偶氮苯衍生物的光致异构现象,成功提出了超疏水表面的光致润湿作用机理,并且还首次实现了表面超疏液和超亲液两种极端润湿状态之间的动态、连续和循环的智能调控。
  在结构与润湿性理论研究方面,启发于银杏叶特异润湿现象的结构机制,率先建立了宏观粗糙表面的球形结构和纤维结构的微观模型,并从液体接触角、润湿体系自由能、复合润湿状态的稳定性以及表面对空气的容纳能力等多个方面进行了全面详尽的理论推导,首次形成了一套对实际表面特殊润湿现象进行系统分析和表征的理论研究方法。
  在表面的化学异质性研究方面,通过系统的表面功能设计和有效的润湿性能控制,首次构筑了一种机械、化学以及热稳定的反常超亲水超疏油表面;近百种液体的润湿性研究表明,这种反常表面不但对极性液体具有即时响应的选择润湿作用,而且对非极性有机液体还具有超强的抗润湿作用,这种反常的表面润湿特性在文献报道中是独一无二的;进而结合表面元素分析,首次提出并成功验证了反常表面的二元异质性润湿机理;在此基础上,深入系统地研究了超亲水超疏油表面的自清洁和油水分离应用,研究结果展示出这种反常表面具有非常广阔的实际应用前景。
  在探索表面抗润湿性极限方面,首次详细阐述了具有超低表面能的多级粗糙结构在超全疏表面的设计和开发中的重要作用;利用静电纺丝技术成功获得了的一种有机无机杂化的低表面能多级粗糙性超全疏表面;研究表明,上百种不同物理性质液体均具有超高的接触角和超低的接触角滞后,这种极致的抗润湿作用不仅成功验证了多级粗糙结构重要作用,还成功刷新了超全疏表面的抗润湿性极限,这在文献报道中也是独一无二的;此外,还首次提出并验证了这种具有完美抗液性超全疏表面的化学防护机制,系统展示了在表面自清洁、化学防护、流体表面运载等领域无可比拟的实际应用前景。
  本论文所展示的这些实验和理论研究成果,或将为涉及表面科学的各个学科如化学、生物、物理、材料、化工、环境、机械等技术领域提供新的研究思路、实验参考以及理论指导,因此,具有重要的科学研究价值和巨大的实际应用空间。
[硕士论文] 李群
化学工程 东北大学 2014(学位年度)
摘要:由于在生物医学领域具有广泛的应用前景,可生物降解高分子材料尤其是含功能基团的脂肪族聚酯得到越来越多的关注。众所周知,胆甾醇存在于动物体内,不仅与细胞膜具有高的热力学亲和力,还能够改变膜的渗透性和流动性,这些特性使胆甾醇成为令人感兴趣的具有生物活性的液晶材料成分。本研究的设计思想就是在含羟基的聚碳酸酯材料中引入胆甾基元,以获得性能优良且具有重要应用价值的生物降解高分子材料。
  论文的第2章,合成了环状脂肪族碳酸酯5-苄氧基-三亚甲基碳酸酯,并分别在辛酸亚锡的催化下进行均聚,以聚乙二醇单甲醚(mPEG)作为引发剂,辛酸亚锡催化聚合,并与己内酯(CL)共聚,分别得到5-苄氧基-三亚甲基碳酸酯均聚物(PBTMC),聚乙二醇封端的聚5-苄氧基-三亚甲基碳酸酯(mPEG-PBTMC),5-苄氧基-三亚甲基碳酸酯-己内酯嵌段共聚物(mPEG-PBTMC-PCL)。然后通过Pd/C和Pd(OH)2/C共催化剂催化加氢得到侧链含羟基官能团的三亚甲基碳酸酯聚合物,并利用FT-IR和1H NMR表征了其结构,利用DSC和TG表征了其热稳定性。结果表明:与PBTMC相比,mPEG链段与PCL链段的引入,使对应聚合物mPEG-PBTMC与mPEG-PBTMC-PCL的玻璃化温度和热分解温度均有所降低。
  论文的第3章,首先将胆甾醇分别与丁二酸酐、己二酸、辛二酸和癸二酸反应,合成了四种含胆甾基元的液晶中间体,4-胆甾基-4-羰基丁酸(C1),6-胆甾基-6-羰基己酸(C2),8-胆甾基-8-羰基辛酸(C3),10-胆甾基-10-羰基癸酸(C4),并将四种中间体分别与聚乙二醇封端的聚5-羟基-三亚甲基碳酸酯(mPEG-PHTMC)进行成酯反应得到侧链含液晶基元的脂肪族聚碳酸酯。所得的液晶中间体和聚合物的结构通过FT-IR和1H NMR进行表征,热性能和液晶性通过DSC、TGA和POM、XRD进行表征,并探讨了亚甲基长度对中间体和接枝聚合物相转变行为的影响。研究表明C1升温和降温过程中均没有液晶性,(C2~C4)为双致变胆甾相液晶,在升温和降温过程中均出现油丝织构和焦锥织构。随着亚甲基链长度的增加,对应中间体的熔点(Tm)和清亮点(Ti)均降低,但Ti的降低幅度大于Tm,使得中间体的液晶相温度范围减小;随着中间体柔性链长度增加,对应聚合物的玻璃化温度(Tg)和Ti降低,但Ti降低程度大,液晶相范围变窄。同时将中间体C2再分别与5-羟基-三亚甲基碳酸酯均聚物和聚乙二醇封端的5-羟基-三亚甲基碳酸酯-己内酯共聚物反应,得到聚合物mPHTMC-C2和mPEG-PHTMC-PCL-C2。并比较mPEG片段和PCL片段的引入对聚合物性质的影响。结果表明,mPEG片段的引入使PEG-PHTMC-C2的Tg和Ti升高,液晶相范围变宽;与mPEG-PHTMC-C2相比,引入PCL片段使得mPEG-PHTMC-PCL-C2的Tg降低,Ti变化不大,液晶相温度范围变宽。XRD结果表明中间体为胆甾相液晶,含胆甾基元的聚合物为近晶相液晶。TG测试结果表明引入液晶基元使得聚合物的热分解温度升高。
[硕士论文] 管婧
化学;高分子化学与物理 东南大学 2014(学位年度)
摘要:光刻胶是一种光敏性的薄膜材料,它是光电信息产业中微细加工技术的关键性基础材料。通常光刻胶由成膜树脂、光致产酸剂、溶剂以及其他添加剂组成。添加剂对于光刻胶的透光性、热力学性能、光刻性能等产生较大的影响,因此研究不需要任何产酸剂及添加剂,即可独立显影的新型的光刻胶树脂具有良好的应用前景。本文采用可逆加成-断裂链转移反应(RAFT)聚合方法,利用邻硝基苄酯在紫外光照条件下产生羧基,设计并合成了两种新型的侧链含有邻硝基苄酯基的甲基丙烯酸酯类树脂,具有良好的感光性能,有望应用于光刻胶领域。
  本研究首先甲基丙烯酰氯(MAC)与邻硝基苄醇(NBA)进行亲核取代反应,合成了感光性单体甲基丙烯酸邻硝基苄酯(NBMA);其次以溴苯和α-溴丁酸为原料;合成了RAFT链转移剂α-羧基二硫代苯甲酸丙酯(CPDB)。并采用核磁共振氢谱(1HNMR)和红外吸收光谱(FT-IR)对单体NBMA和链转移剂CPDB进行了结构表征。最后采用RAFT聚合法,合成了两种侧链含有邻硝基苄酯基的甲基丙烯酸酯类感光性树脂。第一种是甲基丙烯酸环己酯-甲基丙烯酸异冰片酯-甲基丙烯酸邻硝基苄酯共聚物(PCHIBONB)。以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、α-羧基二硫代苯甲酸丙酯(CPDB)为链转移剂,甲基丙烯酸环己酯(CHMA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IB OMA)、甲基丙烯酸邻硝基苄酯(NBMA)为单体,运用RAFT方法,合成了共聚物PCHIBONB,探讨了单体配比、链转移剂用量、引发剂用量、聚合温度等因素对聚合反应的影响。应用核磁共振氢谱(1HNMR)和红外吸收光谱(FT-IR)对PCHIBONB进行了结构表征,凝胶渗透色谱法(GPC)测定了PCHIBONB的分子量及分子量分布宽度。DSC测定了PCHIBONB的玻璃化转变温度。而且研究了PCHIBONB三元共聚物的感光性能,并采用核磁共振氢谱(1HNMR)、红外吸收光谱(FT-IR)和热重分析仪(TGA)对PCHIBONB紫外曝光前后的结构和热性能进行了比较。研究结果表明:成功制备了PCHIBONB共聚物,较佳的聚合反应条件如下:单体配比(CHMA∶IBOMA∶NBMA)为1∶1∶2.0;单体∶链转移剂∶引发剂为200∶1.0∶0.25;反应温度为70℃。所合成的PCHIBONB重均相对分子质量为11832 g/mol,数均相对分子质量为9032 g/mol,分子量分布指数为1.31,产率为85%,玻璃化转变温度为144.5℃。经过紫外曝光作用后,共聚物PCHIBONB侧链上与邻硝基苄基相连的酯键断裂,转化为羧基,有望成为碱溶性良好的,不需要任何产酸剂及添加剂的光刻胶树脂。第二种是甲基丙烯酸叔丁酯-甲基丙烯酸环己酯-甲基丙烯酸邻硝基苄酯共聚物(PTBCHNB)。以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、α-羧基二硫代苯甲酸丙酯(CPDB)为链转移剂,甲基丙烯酸叔丁酯(TBMA)、甲基丙烯酸环己酯(CHMA)、甲基丙烯酸邻硝基苄酯(NBMA)为单体,运用RAFT聚合法,合成了共聚物PTBCHNB。探讨了单体配比与聚合温度对聚合反应的影响。应用核磁共振氢谱(1HNMR)和红外吸收光谱(FT-IR)对PTBCHNB进行了结构表征,凝胶渗透色谱法(GPC)测定了PTBCHNB的分子量及分子量分布宽度。DSC测定了PTBCHNB的玻璃化转变温度。热重分析仪(TGA)对PTBCHNB共聚物的热稳定性进行了测试。而且研究了共聚物PTBCHNB的感光性能,并采用核磁共振氢谱(1HNMR)和红外吸收光谱(FT-IR)对PTBCHNB经紫外曝光作用前后的结构进行了比较。研究结果表明:成功制备了共聚物PTBCHNB,较佳的聚合反应条件如下:TBMA∶CHMA∶NBMA=1∶2∶2;聚合反应温度为70℃。所合成共聚物PTBCHNB的重均相对分子质量为12206 g/mol,数均相对分子质量为9178g/mol,分子量分布指数为1.33,产率为84%,玻璃化转变温度为136.7℃。PTBCHNB经过紫外曝光后,与邻硝基苄基相连的酯键断裂,转化为羧基,有望成为碱溶性良好的、不需要任何产酸剂及添加剂的光刻胶树脂。研究结果表明,含邻硝基苄酯基的甲基丙烯酸酯类光刻胶树脂PCHIBONB和PTBCHNB具有良好的热稳定性和感光特性,有望成为碱溶性良好的光刻胶树脂。
[硕士论文] 郭豪
控制工程 山东大学 2014(学位年度)
摘要:氰化亚金钾、氰化银钾俗称金盐银盐,是电镀金银的主要原材料。金盐银盐的纯度使用质量分数来衡量的,其质量分数的高低直接关系到镀层的质量和电镀产品的使用寿命。高纯的的金盐银盐是生产高品质的电镀产品的必要条件。我国的贵金属市场开放较晚导致我国金盐银盐生产起步较晚,没有形成一套标准化的自动化程度较高的生产模式。经过不断摸索和经验积累总结,企业的技术人员和专家总结出了几套在工艺上较为完善的生产流程,但在实际的生产过程中自动化程度较低,主要表现在生产设备种类和数量比较多,现场设备多需要人工操作,加之在金盐银盐生产过程中使用的原材料或中间产物多为剧毒性的化学制剂,导致生产环境非常恶劣,容易对现场工作人员造成身体上的损伤。在现有的生产线的技术水平上,没有对生产过程进行有效精密的控制,生产出的金盐银盐的质量也就参差不齐。因此,设计一条自动化程度较高的金盐银盐生产线,改善金盐银盐的质量水平,降低生产过程中有毒物质对操作人员的影响也就迫在眉睫。
  山东招金励福贵金属股份有限公司是国内开展金盐银盐生产研究较早的公司之一,并建有一条自动化程度较低的金盐银盐生产线。本文以该公司金盐银盐生产线为研究对象,对导致金盐银盐生产过程自动化程度低这种现象的原因进行了深入的调查研究,并据此以改善金盐银盐生产自动化水平的为出发点,对金盐银盐的生产流程重新设计改进,形成了一套自动化程度较高的金盐银盐自动化生产线。
  本文所设计的金盐银盐自动化生产线改进了原有的工艺流程,并根据工艺需求完成设备的选型,采用西门子公司的S7-300系列PLC实现对现场具体工艺数据的采集和现场各工艺设备的控制等功能,并在WINCC平台上开发了上位监控软件。上位监控系统通过工业以太网与现场控制设备进行通信,实现操作员的远程操控,最大程度上减少人工操作,实现自动化生产的目的。金盐银盐的生产过程是一系列的化学反应的过程,在此过程中的工艺指标是保证产品的关键,为保证生产线的控制效果,本文对这些工业指标的控制方式和控制策略深入研究,并提出了完善的控制方法。
[硕士论文] 陈俊泉
材料工程 厦门大学 2014(学位年度)
摘要:瓶级PET切片是一个基片组成,通过固聚反应,以确保瓶子外观造型的透明度,聚合熔体反应中加入IPA单体进行共聚改性,有序调整分子链构成,制品结晶速度不快,进而增高结晶温度剖面,提高吹助加工性能,另加颜料、稳定剂等,以避免发生高温降解副反应,生产切片色值符合要求。
  本文简单概述瓶用切片的合成反应过程,研究并分析成品切片品质与加工成型应用性能的影响要素,提出了改进成品切片质量的技术措施。
  固相增粘过程说明反应温度是影响增粘速率的重要要素,要在生产稳定安全前提下尽量调高反应温度,减少反应时间。切片规格是另一个影响反应速率的重要要素,减小粒径,能提高反应速率,减少反应时间。小粒径与低反应温度结合有利于提升成品切片的内在品质质量。
  基础切片的结晶与熔融增粘工艺,说明固相增粘反应工艺是结晶和反应的藕合过程。在生产稳定条件下,调高反应温度,有利于加快反应速率。
  经过研究,瓶用切片的品质质量同聚合生产工艺、基础切片的品质质量与固相增粘的流程工艺密切相关。加入系统中色素、稳定剂、催化剂等对切片的结晶起成核促进作用,对成品切片的透明性和后加工成型性能造成不利影响。固相增粘反应切片的粘度增加幅度与反应温度、反应时间、运行工艺装置等有关,增加反应时间、调高反应温度、提高催化剂浓度等对增粘有利,并严格管控乙醛浓度,但影响到切片的色泽等相关指标。后加工成型过程中,注胚和吹瓶过程会影响到瓶子的透明度、机械强度等性能。
[硕士论文] 王素焕
物理电子学 华中科技大学 2014(学位年度)
摘要:热塑性高分子材料聚碳酸酯(PC)因具有许多优异的性能而成为一种重要的工程塑料,但也因其表面能低、表面呈化学惰性、表面的吸附性和粘接性低等,限制了其在某些领域的直接应用,因此需要通过相关的表面改性技术对其表面性能进行改善。
  本论文提出了一种利用波长为355nm的纳秒脉冲紫外激光在薄层水膜中对双酚A型PC进行表面改性的方法,研究了相关的激光加工参数对PC表面性能的影响,表明激光能量密度和脉冲频率是两个较为重要的影响参数。通过扫描电镜、X射线光电子能谱等分析测试技术研究了PC表面激光改性前后的微观形貌、粗糙度、水接触角、润湿性、化学组成、表面能等的变化规律。结果表明,在每个特定的激光脉冲频率下,PC都存在一个特定的紫外激光刻蚀能量密度阈值Fth,当所用激光能量密度小于Fth时,改性后的PC表面水接触角有所减小,亲水性有所增加,表面的含氧极性基团C-O、C=O等的相对含量也有所增加,但粗糙度和微观形貌仅有非常轻微的变化,此时表面的润湿行为符合Wenzel模型;当激光能量密度大于 Fth时,表面会出现多孔的周期性的沟槽结构,表面粗糙度也有明显的增加,此时PC表面呈现疏水性,其润湿行为符合Cassie模型。利用van Oss酸碱理论,通过测试水、乙二醇和二碘甲烷在改性后PC表面的接触角,计算出了不同激光能量密度改性后PC材料的表面能,发现改性后的表面能得到较大提高,这利于PC表面吸附性和粘结性等的增强。
  研究了改性后的PC表面对金属(络)离子的吸附情况,结果表明通过表面改性和合理的清洗工艺,能够使PC表面区域选择性地吸附上金属(络)离子,而激光改性使表面产生的多孔的周期性的沟槽微结构和相对多的含氧极性基团是保证离子吸附强度的主要因素。最后通过磁控溅射技术,在PC表面沉积金属铜层,测试表明其与PC基材的结合强度能够达到美国测试与材料学会标准D3359-08中测试方法B的最高级-5B级。可见这种表面刻蚀改性技术是切实可行和有前景的。
[硕士论文] 李亚宁
材料工程 北京化工大学 2013(学位年度)
摘要:本文介绍了静电对工业生产尤其是对感光照相材料的危害、静电的形成机理以及常用的抗静电措施,重点指出了静电对乐凯公司的新产品双面相纸的危害。对目前应用广泛的各种抗静电剂进行了分类分析,阐述了其不同的抗静电剂机理,对抗静电剂的应用发展以及目前国内外抗静电剂的应用进展情况进行了详细阐述。
  在理论分析的基础上本文针对双面相纸具体的静电问题结合生产实际对部分抗静电剂进行了筛选实验,确认了碱金属盐和高分子化合物树脂类抗静电剂尤其是聚乙二醇和氯化锂的组合对双面纸基的静电改善效果最为明显,并对聚乙二醇和氯化锂的用量进行了优化,同时针对加入抗静电剂后双面纸基粘连恶化的问题对抗粘连剂的种类及用量进行了筛选及优化。结果表明,聚乙二醇的用量在2%,氯化锂的用量在0.12~0.15%为最佳用量,同时确认硅溶胶的用量为1.80%时能有效改善双面纸基的粘连。
  最后本文又考察了引入上述组合抗静电剂后双面相纸的照相性能及模拟存放性能的变化情况。结果表明,加入上述组合抗静电剂后的双面相纸实验样片的全面照相性能变化趋势和标准样片一致。
  实验确认双面相纸引入聚乙二醇、氯化锂以及硅溶胶的组合抗静电剂后,表面电阻达到1×108Ω左右,静电改善明显,双面纸基的粘连没有恶化,双面相纸的照相性能也没有负面影响,达到了预期效果。
[硕士论文] 刘然清
材料工程 北京化工大学 2013(学位年度)
摘要:乐凯工业射线胶片通过技术革新解决了高温过机和胶片粘连问题,提升了乐凯工业片的综合质量。可是在南方高温高湿环境下集中暴露出胶片隔夜使用粘增感屏的问题,只能现装现用,给用户带来不便。
  乐凯工业胶片从配方角度明显提高了其抗粘连能力,在温度50℃;相对湿度80%环境下执行《胶片、片基防粘连特性测试标准》测试胶片的粘连面积百分比小于5%,而且生产、存储、运输的实际也证实了技术的提高。从这一点出发,本论文首先模拟工业探伤胶片粘增感屏的用条件建立了一套适合评判胶片与增感屏粘连特性的测试方法。
  应用新建立的测试方法,分析乐凯工业胶片的特点,论文从以下几方面对本课题展开了实验研究。
  1、调整吸湿性增塑剂的用量确定了胶片粘增感屏的主要原因:胶片在高温高湿环境下迅速吸潮。这符合胶片粘连特性。
  2、首先试用了能明显改善胶片防粘连特性的常规有效的技术措施:对改善胶片粘屏的效果并不理想。
  3、进而采取降低增塑剂的用量来改善胶片粘增感屏的现象,但是导致了胶片自然存放灰雾出现不同程度的波动,论文针对这个矛盾论文运用正交试验深入研究不同增塑剂对本课题的影响,在防粘连与防灰雾的翘翘板上找到了一个比较理想的平衡点。
  4、论文进一步对胶片与胶片间、胶片与增感屏间粘连特性差异进行比较分析,总结了改善胶片粘增感屏问题较难改善的原因。
[硕士论文] 桑大力
材料工程 北京化工大学 2013(学位年度)
摘要:随着数字技术的发展和节能环保理念的不断推广,分辨率高、绿色环保、生产和使用简单、记录速度快的图像信息记录技术成为发展的必然趋势,其中基于热敏微胶囊技术的热敏记录材料成为信息行业的研究热点。
  本课题主要针对热敏记录胶片在使用过程中,由于热敏头温度和压力较大从而使打印后图像出现划痕和密度不均匀的现象进行了系统分析,分析认为:作为显色剂的砜型和水杨酸型化合物的熔点比较低,自身不仅耐热和耐湿性不够,当胶片直接接触温度压力较高的打印头时,耐热性略差的显影剂发生熔融变形,图像的个别区域存在划痕和密度不均匀现象,产生图像的失真。
  由此开展工作,主要诊断成像层显色剂的种类的选择和提高胶片涂层耐高温高压能力防止药膜脱落沾污打印头两方面做了详细研究,其中选择玻璃化温度较高的砜型显色剂和在热敏成像层和保护层之间添加一个压力释放层取得较好的效果,改善了热敏胶片和打印机的匹配性,减轻胶片在连续使用过程中的划伤(连续打印100张,无划伤,图像无明显失真)和玷污打印头问题,提高胶片对打印机的适应性,延长打印头的使用寿命,从而提高乐凯产品的市场认可程度。
[硕士论文] 王朋坤
材料工程 北京化工大学 2013(学位年度)
摘要:工业射线胶片在军用和民用产品生产以及在安全检查中被广泛应用。研究T颗粒乳剂技术在工业X射线胶片得到应用,降低了生产成本,提高了产品竞争力,但在实际使用加工过程中发现,与传统工业X射线胶片比较,显影后颗粒粗,动力显影影像质量差异大等问题。出现此类问题主要缘于乳剂颗粒度差,影响了产品质量,本论文基于研究乳剂颗粒度均一性问题,研究影响乳剂颗粒度均一性因素,寻找合适的乳剂合成工艺,改善显影加工的影像质量,防止胶片动力显影影像质量差异大,提高胶片的质量和品质。
  主要工作如下:
  1.温度对颗粒分布的影响;
  2.晶型调变剂对颗粒分布的影响;
  3.初胶液胶浓度对颗粒分布的影响;
  4.成核数量对颗粒分布的影响;
  5.双注乳化时PBr值对颗粒分布的影响。
  本论文从以上五个方面应用正交试验设计方案,优选出最佳方案,使T颗粒乳剂的颗粒均一性明显提高,经过对乳剂颗粒的RMS均方根颗粒度分析,RMS由原来的32.7降到22.6,乳剂颗粒均一性得到提高。
[硕士论文] 刘克亮
化学工程 大连理工大学 2013(学位年度)
摘要:本文首先合成了四碘代双酚A(IBPA)作为显影基团和扩链剂;以1,4-丁二醇和丁二酸为原料合成了双端羟基聚丁二酸丁二醇酯(PBS-OH);以PBS-OH作为软段,采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)合成制备了一种新型X-射线不透过性碘代聚氨酯(I-PUs)材料。
  采用核磁共振(1H-NMR)和红外光谱(FT-IR)对PBS-OH,IBPA和碘代聚氨酯(I-PUs)的结构和组成进行了确认表征。采用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、偏光显微镜(POM)对PBS-OH和I-PUs的热性能、晶体结构、球晶形态和球晶生长速率分析测试,结果表明I-PUs中PBS链段处于结晶态,但IBPA和IPDI的加入破坏了链段的柔顺性,使所制备聚氨酯的结晶性能减弱。热重分析(TGA)结果表明IBPA和IPDI的加入,使得聚合物的热稳定性有所降低,但是所制备的I-PUs仍具有很宽的加工温度区间。材料细胞毒性测试表明,所制备的I-PUs生物相容性良好,均无细胞毒性。X-射线照相对所制备的I-PUs进行了X-射线不透过性测试,结果表明,所制备的三种碘代聚氨酯均具有很好的显影性,显影效果高于同等厚度的铝箔,并且随着IBPA含量的增加,显影效果更好。
  进而通过“水油法”制备了不同粒径的碘代聚氨酯微球,并研究了X-射线照射下三种碘代聚氨酯微球的显影情况,X-射线照相结果表明,三种碘代聚氨酯微球显影效果均清晰可见,预期在栓塞微球方面具有很好的应用前景。
  
[硕士论文] 袁兵年
高分子化学与物理 西北师范大学 2013(学位年度)
摘要:恶性肿瘤是导致人类死亡的世界性疾病,早期准确的诊断和早期有效的治疗对病人的生存尤为重要。传统的药物显像技术只能结合医生的经验为患者显示一定体积以上肿瘤的形态学表现。所以寻找一种有效的肿瘤靶向药物成为了肿瘤早期诊断和肿瘤化疗的热点话题。通过十年的研究,小分子药物被用作靶向药物来诊断肿瘤细胞,同时也产生了各种各样的新型技术。然而人们发现这些技术不能够为早期诊断及时地和正确无误地提供肿瘤信息。这是因为小分子药物缺乏特异性亲和力,不能有效地在肿瘤细胞内富集,只能在短暂的动脉相肿瘤细胞中对组织、器官产生一过性增强,对疾病诊断的特异性不足。因此,如何及时地、准确地观测到人体内肿瘤在分子和细胞水平的变异信息,一直是医学科研者们的研究重心。
  聚合物作为肿瘤诊断药物的载体受到了广泛的关注,我们将小分子靶向药物连接到聚合物载体上面,它被细胞吞噬后不容易代谢,在肿瘤细胞内的停留时间比较长。这样的高分子药物载体毒性较小,对正常细胞的伤害比较小。所以高分子药物使得肿瘤的早期诊断成为可能。
  (1)以HPMA为高分子药物载体的合成与研究
  本文中,磺胺吡啶和HPMA共聚物作为肿瘤主动和被动靶向的药物载体,结合了它们主动和被动靶向的协同作用,连接上螯合剂,并用放射性核素标记,得到了具有主动被动双重靶向的高分子药物HPMA)-SPD-DTPA-99mTc,并且运用只含有被动靶向(HPMA-DTPA-99mTc)和没有靶向作用(DTPA-99mTc)的药物作对照,在相同的条件下,用MTT法研究了小鼠肝癌细胞进行了体外实验,我们对它们在小鼠肝癌细胞中的分布情况进行了考察。并且我们对三种药物在小鼠肝癌细胞体内的分布也进行了测试。体外、体外实验显示,在相同的时间里,比起被动靶向的聚合物(HPMA)-DTPA-99mTc和DTPA-99mTc,双重靶向的结合物(HPMA)-SPD-DTPA-99mTc能更快的进入细胞、更多的与癌细胞结合。
  (2)以PEG为药物载体核的合成与表征
  通过链行走聚合(CWP),通过原子转移自由基聚合(ATRP),可以有效地合成水溶性的核-壳[核心:聚乙烯,PE;外壳:低聚乙二醇,OEG],得到可调大小和表面活性功能的树突状纳米粒子,在肿瘤靶向和抗癌药物中可以发挥非常重要的作用。这种方法的一个关键部分是高活性的后过渡金属催化剂的合成,因此合成新型具有更高活性、更好的耐高温、具有更高支化度的聚乙烯已成为合成高分子药物载体的核领域的研究课题。
[硕士论文] 韩瑶
机械工程 天津大学 2012(学位年度)
摘要:涂布机是轻工业中快速发展的一种设备,它将一层或多层具有特定功能的材料附着于基材表面上,以改善基材表面功能或保护基材,提高产品的使用价值。随着国际涂布行业的迅速发展,市场对涂布产品的要求不断的提高,高品质、多品种的涂布产品成为每个涂布企业的追求。针对涂布机的多样性问题,本文基于模块化设计对涂布机进行模块划分、产品平台识别及规划,并基于可适应设计对涂布机的可适应性进行评价;结合可适应接口的设计要求,提出两种涂布小车可适应接口方案,并对接口方案进行动静态分析,校验其动静态刚度;为确保涂布头涂布量精度,给出了定速比控制系统,并校验该控制系统的有效性,为企业快速解决涂布机的多样性及涂布量的精度提供了一种有效的方法。
  本文的具体研究内如下:
  (1)阐述涂布机的发展概况及其相关设计技术的发展现状,简述课题的研究内容和意义。
  (2)分析涂布机的原理及结构,基于模块化设计原理分析涂布机的系统功能,对涂布机进行模块划分及配置,对涂布机产品平台进行识别,搭建可适应涂布机的软件平台。
  (3)分析产品可适应性的评价指标,对涂布机的各模块进行成本估算及碳足迹计算,从成本与碳足迹角度对涂布机的可适应性进行评价;指出涂布机的可适应设计和制造是一种低成本、高效率的绿色方法。
  (4)针对涂布机的多样性问题,对可适应涂布小车的研究现状进行分析,结合可适应接口的设计要求,提出两种涂布小车接口方案,并对其进行详细描述。
  (5)根据可适应涂布小车接口方案,对其进行动静态分析,校验其动静态刚度,优化接口方案。为确保均匀恒定的涂布量,给出涂布系统的定速比控制系统,并进行机电联合仿真,验证了该系统的合理性与有效性。
[硕士论文] 朱豪科
机械设计及理论 浙江工业大学 2012(学位年度)
摘要:片基带分切是片基带加工工艺中的首道工序。目前国内对大宽幅片基带分切设备的研发起步较晚,只能分切较窄的产品,不能满足国内片基带加工企业的需求。而国外进口设备价格昂贵,而且故障后维修不易。因此,研究提高片基带分切设备性能具有重要的社会效益和经济效益。
   本文在研究片基带加工工艺的基础上,设计开发了片基带数控分切机,并对机床的重要部件进行了优化。本论文主要的工作有:
   第一,对片基带数控分切机的机械系统功能进行分析,完成机床的整机和零部件的设计和三维建模。
   第二,对分切机的核心功能部件纵切刀架进行力学分析,建立了以刀架扭矩为目标函数的数学模型;分析目标函数编写了求解其最优解的MATLAB程序,通过计算结果获得了刀架设计的最佳参数和片基带纵切机构工作载荷。
   第三,建立了片基带数控分切机床身和其他主要部件有限元模型,对纵切机构作了在工作静载荷下的静态特性研究,最后根据分析结果对纵切机构的结构和尺寸作了优化。
   第四,对片基带数控分切机的床身进行了动态特性分析,通过改进纵切机构和机架的结构改变其固有频率,改善了整体床身的动态性能,最后对改良后的床身进行动态分析来验证改进的合理性。
[硕士论文] 孟泉
材料学 武汉理工大学 2012(学位年度)
摘要:在微电子工业中,光刻是现今集成电路中半导体制造的常用工艺,开发具有特定功能、能应用于工业生产的光致抗蚀剂(光刻胶)显得尤为重要。传统的负型抗蚀剂由于含有重金属,对环境污染较大,逐渐被新的光致抗蚀剂所取代。
   本论文通过丙烯酸羟乙酯(HEA)与酸酐一步法反应合成了具有碱溶性、可紫外光固化的预聚物(AHEA),采用酸值滴定、红外光谱(FT-IR)对反应过程与产物结构进行了表征,得出了最佳合成条件为:催化剂三苯基膦(TP)和阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ)用量分别为1wt%和0.1wt%,HEA与酸酐摩尔比1:0.75,在80℃下分次加入酸酐,升温至90℃反应3小时。由于六氢苯酐(HHPA)与体系相容性较好,转化率可达86.13%,粘度为3710CP。
   将合成预聚物加入光引发剂,制备了不同光固化体系,在紫外光固化机下得到固化膜,研究了不同预聚物的光固化情况和固化膜的表面硬度、附着力、耐酸性、碱液脱膜性能等,并用红外光谱通过内标法研究了双键转化率,热重-差热分析仪(TG-DSC)研究了固化膜的热学性能。其中,丙烯酸羟乙酯与六氢苯酐反应产物(HHPAHEA)光固化体系曝光24s后,涂膜固化率达到94.47%,固化膜在室温到125℃范围内失重1.5%。
   根据预聚物的合成与光固化性能研究结果,选取HHPAHEA作为主体树脂,加入光引发剂、填料、颜料及其它助剂,通过三辊机研磨制备了碱溶性负型光致抗蚀剂。利用紫外吸收光谱、激光粒度仪、光学显微镜等方法研究了该抗蚀剂光固化性能、固化膜性能、丝网印刷性能,探索了碱溶性光致抗蚀剂中主体树脂、光引发剂、填料、助剂、添加剂等组成之间的关系。在配方中,选取Irgacure907/ITX复合光引发剂或Darocure1173光引发剂,它们与体系相容性好,光引发效率高;硫酸钡作为填料降低了固化膜的铅笔硬度和附着力,含量以不超过50wt%为宜;气相二氧化硅能提高固化涂膜的硬度,硬度由3B增加到H,同时附着力也由5级提高到0级,同时因其良好的触变性,可以大大改善印刷性能,含量为0.5wt%最佳。同时用傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)研究光固化过程存在的氧阻聚问题,当光引发剂Darocue1173含量为8wt%时,表层双键转化率可达96.02%,是抑制该抗刻蚀剂氧阻聚的有效方法。
  
[博士论文] 李小军
同步辐射及应用 中国科学技术大学 2012(学位年度)
摘要:近年来,聚合物微/纳流控系统及其相关的制作应用研究成为引入注目的前沿领域,因为流体通道尺寸与溶解在流体中的分子或者离子相近,对此系统的研究不仅可以在纳米流体传输理论上形成突破,其研究成果在DNA操纵及蛋白质分离、药物释放技术、生命科学、离子传输、电泳及电渗系统等诸多领域都有着重要的应用。
   如何高精度、低成本实现具有纳米尺度的沟槽结构及其顶部密封形成纳米通道,是纳米流体系统制作和应用需要面对的首要关键问题。SU-8光刻胶具有良好的化学稳定性,机械强度、光学透明性及微加工性能,是制作微流体系统理想材料。然而,由于常规光刻技术制作SU-8纳米结构的局限,利用SU-8胶制作纳米尺寸通道的研究并不多见。本论文针对SU-8微纳米通道制作方法进行研究,主要包括以下内容:
   (1)压印模板及沟槽制作研究:包括利用全息结合湿法在SOI硅片上制作光滑纳米压印模板,全息法可以大面积制作纳米尺寸光栅而湿法可以限制线条粗糙度(LER),形成接近原子光滑度侧壁的模板,并利用SU-8复制模板高深宽比结构。同时也制作了PDMS软压印模板,软模板的使用方便了自支撑SU-8流体系统的制作。
   (2)热键合技术研究:提出利用双层胶作为键合层进行热键合,大大提高了工艺的宽容度,实现了SU-8纳米通道的制作,并通过对粘附层厚度的调整实现对通道高度控制。
   (3)其他可控通道密封方法研究:利用薄膜角度沉积方法密封通道,通过对沉积角度调整达到对通道宽度的控制;同时提出了正负胶复合显影方法制作纳米通道,通过光刻胶灰化及正负胶显影工艺制作微米至纳米尺寸的通道,并能实现通道的尺寸控制。
   (4)实现样品池-纳米沟槽微纳复合结构的加工:制作了组合光刻-压印模板,并利用模板不同部分具有的不同功能,实现样品池和纳米通道的一次成型,制作了微纳米流体系统。同时利用PDMS软模板及PDMS牺牲层,设计并制作了自支撑SU-8流体系统。最后利用稀释的红墨水对纳米通道进行流体流动速度填充测试,结果表明通道材料接触角越小,水力半径越大,流速越快。
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