为了监控3维玻璃上聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合衬底介质膜膜厚, 采用将PET复合衬底等效为单层基底材料的建模分析方法, 通过椭偏测量技术实现了复杂衬底上TiO2梯度折射率材料薄膜厚度的检测。结果表明, 采用该方法测量的PET复合衬底上TiO2梯度折射率薄膜厚度为212.48nm, 扫描电子显微镜的测量结果为211nm, 结果非常准确。以TiO2为例验证了等效衬底方法, 该方法也同样适用于其它介质膜。等效衬底法可实现PET复合衬底上的TiO2薄膜厚度的高精度测量表征, 对镀膜工艺过程监控具有重要意义。

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱技术(ATR-FTIR)结合二维相关红外光谱技术,分别研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的羰基红外伸缩振动模式(νC=O)。研究发现: 玻璃转化温度(Tg)以下时,PET 的 νC=O的红外吸收频率包括1700 cm-1、1709 cm-1 和 1718 cm-1,而随着测定温度的升高(313 ~343 K),其红外吸收强度变化快慢顺序为: 1709 cm-1> 1700 cm-1> 1718 cm-1; 而当在 Tg以上时,PET 的 νC=O的红外吸收频率包括1709 cm-1 和 1718 cm-1,而随着测定温度的升高(353~393 K),PET 的 νC=O红外吸收强度变化快慢顺序为: 1718 cm-1> 1709 cm-1。本项研究拓展了 ATR 二维相关红外光谱技术在 PET 高分子材料热变性研究的范围。

为了研究聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分子拉曼振动模式的特性, 采用拉曼光谱法对PET纤维的拉曼光谱特性进行研究, 并对PET纤维分别进行酸、 碱、 盐处理, 获得酸、 碱、 盐处理前后纤维的拉曼光谱, 分析与比较了处理前后拉曼光谱的特性; 同时, 采用原子力显微镜对其形貌结构进行观察。 结果表明, 在200～1 750 cm-1范围, NaOH处理的PET纤维的拉曼光谱强度高于未经处理的PET纤维, 当拉曼频移大于1 750 cm-1时, 经碱处理的PET拉曼峰强度低于未经处理的PET拉曼峰强度, 且荧光背景减弱, H2SO4处理的PET纤维强度显著低于未经处理的PET纤维, CuSO4处理的PET纤维强度较未经处理的PET纤维的强度明显增高。 原子力显微镜测结果表明, 碱和PET纤维分子的相互作用使化学键断裂, 分子结构发生改变, 经NaOH处理后的PET纤维表面较未经处理的PET纤维表面更为粗糙, H2SO4处理的PET表面相对未经处理的PET纤维表面粗糙度降低, 经CuSO4处理的PET纤维表面比未经处理的PET纤维粗糙度增加。 PET纤维的拉曼光谱与原子力显微镜结果相一致, 表明拉曼光谱与原子力显微镜的结合有望成为高聚物物性的表征技术。

为了更好地理解高分子材料与金属材料的激光微焊接机理，利用软件ANSYS建立高斯热源模型，对生物高分子材料聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与医用金属材料纯钛的激光微焊接温度场进行了动态模拟；利用红外热像仪测定焊接过程瞬态最高温度变化，用超景深数字显微镜测量实际焊接中焊缝宽度，其测量结果与仿真结果基本吻合；最后对温度场仿真结果进行了分析。结果表明，移动热源前方的等温线分布密集且温度梯度大，后方的等温线稀疏且温度梯度小；在垂直于焊缝中心不同位置的节点都存在着快速升温及相对缓慢的降温过程，同时，节点越靠近焊缝中心，温度变化越剧烈，所能达到的最高温度就越大。该结果证明了所建立的移动高斯面热源模型在激光微焊接PET/Ti温度场模拟中的适用性。

生物氧化铝陶瓷与聚合物材料的力学性能、化学性能和热学性能差异很大，因而要实现生物陶瓷与聚合物的高强度连接是非常困难的。在生物氧化铝陶瓷上进行镀钛处理，利用半导体激光器对镀钛氧化铝陶瓷与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行激光透射连接试验，解决了生物陶瓷与聚合物的连接问题。针对激光功率及扫描速度对激光透射连接的接头强度与焊缝宽度的影响进行了研究。通过拉伸试验得到镀钛氧化铝陶瓷与PET之间的连接强度，并使用体视显微镜观测连接接头形貌及焊缝宽度。采用单因素工艺分析法，得到了激光透射连接的工艺参数窗口，为激光透射连接过程提供合理的工艺参数范围。

基于密度泛函理论的第一性原理方法来研究聚对苯二甲酸乙二酯(PET)分子的电子结构和光学特性, 结果表明：PET分子的轨道贡献主要是由O原子的2p轨道和C原子的2p轨道组成, 而由能带结构计算得到的能隙比实验值要偏小; 对于最高占据轨道, 电荷密度主要分布在苯环两侧; 而对于最低未占据轨道, 最高的电荷密度主要分布在苯环上。由吸收光谱的吸收边得出的能隙与计算能带结构得到的结果一致, 并解释了介电函数峰的形成和其它光谱特性的联系。