图案化双网络水凝胶膜的制备及其水下疏油性能的研究

发布时间：2022-12-07 17:25

　　具有特殊润湿性的界面材料一直是近年来的研究热点之一,尤其是在水下环境中具有疏油甚至超疏油特性的界面材料。这类水下疏油表面在防生物附着、油水分离、油滴操控等方面都具有潜在的应用价值。目前,研究人员已利用不同的材料制备了多种水下疏油材料。然而,当前的水下疏油材料往往存在着制备过程复杂、机械性能差、防污性能长期稳定性差等亟待解决的难题,制约了这类材料的应用与发展。针对这些问题,本论文旨在发展一类基于图案化双网络水凝胶的水下疏油材料,期望改善材料的疏油性能、机械强度以及防污性能。我们采用两步法制备了纳米粘土掺杂的图案化双网络水凝胶膜。首先,利用水滴模板法制备聚苯乙烯蜂窝状多孔薄膜作为图案化模板,而后使含有纳米粘土、海藻酸钠或壳聚糖的前驱体混合溶液进入聚苯乙烯多孔结构中分两步进行凝胶化反应,随后通过溶解去除聚苯乙烯模板,进而得到图案化双网络复合水凝胶膜。该方法综合了图案化、双网络结构以及纳米粘土掺杂等手段以提高材料的性能。所选用的海藻酸钠和壳聚糖是天然高分子亲水材料,作为双网络水凝胶的第一网络,而混合溶液中丙烯酰胺通过与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、纳米粘土等交联形成第二网络。接触角测试表明以蜂窝... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 表面润湿性
        1.2.1 表面张力与接触角
        1.2.2 Wenzel理论和Cassie-Baxter理论
        1.2.3 接触角滞后
    1.3 水下疏油表面
        1.3.1 疏油表面的构筑
        1.3.2 水下超疏油表面
        1.3.3 水下超疏油表面的应用
    1.4 双网络水凝胶
        1.4.1 水凝胶与双网络水凝胶
        1.4.2 双网络水凝胶的制备方法
        1.4.3 双网络复合水凝胶
    1.5 主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 主要材料及试剂
    2.2 实验仪器设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 聚苯乙烯多孔模板的制备
        2.3.2 图案化海藻酸钠双网络水凝胶的制备
        2.3.3 图案化壳聚糖双网络水凝胶的制备
    2.4 主要表征测试方法
        2.4.1 光学显微镜
        2.4.2 扫描电子显微镜
        2.4.3 聚光共聚焦显微镜分析
        2.4.4 接触角测试
        2.4.5 粒度分析
        2.4.6 机械性能测试
        2.4.7 防生物附着测试
第3章 基于海藻酸钠的图案化双网络水凝胶
    3.1 引言
    3.2 聚苯乙烯多孔模板及无机纳米粘土的表征
        3.2.1 聚苯乙烯多孔模板的表征
        3.2.2 无机纳米粘土的表征
    3.3 图案化海藻酸钠双网络水凝胶的表征
        3.3.1 图案化海藻酸钠双网络水凝胶的形貌表征
        3.3.2 图案化海藻酸钠双网络水凝胶的润湿性
        3.3.3 图案化海藻酸钠双网络水凝胶的机械性能
    3.4 本章小结
第4章 基于壳聚糖的图案化双网络水凝胶
    4.1 引言
    4.2 图案化壳聚糖双网络水凝胶的制备与表征
        4.2.1 图案化壳聚糖双网络水凝胶的制备
        4.2.2 聚苯乙烯多孔模板的表征
        4.2.3 图案化壳聚糖双网络水凝胶的形貌表征
        4.2.4 图案化壳聚糖双网络水凝胶的溶胀性
    4.3 图案化壳聚糖双网络水凝胶的润湿性
    4.4 图案化壳聚糖双网络水凝胶的机械性能
    4.5 图案化壳聚糖双网络水凝胶的防污性能
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]超拉伸聚合物-锂藻土纳米复合水凝胶[J]. 熊丽君,胡小波,刘新星,童真.  化学进展. 2008(04)
[2]水下超疏油仿生特殊粘附界面材料的研究进展[J]. 许利苹,赵婧,张学记,王树涛.  化学通报. 2012(07)



本文编号：3712535