静态法制备高度有序耐溶剂的Honeycomb薄膜

发布时间：2017-09-18 07:05

  本文关键词：静态法制备高度有序耐溶剂的Honeycomb薄膜

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【摘要】：微米级多孔结构由于其特殊的结构特点,在生物学、传感器、催化剂以及光学元件等许多方面有着广泛的应用,受到人们越来越多的关注。Honeycomb薄膜作为一种微米级多孔结构薄膜,其制备方法具有快速、高效、廉价、简单等特点,因而受到研究者们的青睐。其形成过程属于动态非平衡过程,因此很多实验参数会影响最后的结果,例如有机溶剂的种类、聚合物的种类、聚合物溶液的浓度、环境湿度等。为了得到高度规整的多孔结构,两亲性嵌段聚合物是最常用来制备Honeycomb薄膜的聚合物种类,由于末端极性基团的存在,它能自发的在油水界面处聚集从而降低界面能,起到稳定水珠的作用。但嵌段聚合物中亲／疏水链段的比例对孔形态的影响往往受到人们的忽视。本文通过ATRP的方法合成了一系列亲／疏水链段比例不同的两亲性聚合物,并以这些聚合物作为基材讨论其在不同湿度、浓度、以及聚合物量下对孔形态的影响。最后通过在适当的时间点对薄膜进行光照交联制备具有耐溶剂的Honeycomb薄膜。本文通过场发射扫描电镜对所得到的Honeycomb薄膜进行表征,结果表明有机溶剂的选择对于成孔与否起到关键性的作用,而合适的湿度、聚合物溶液浓度、聚合物溶液量以及亲／疏水链段比是形成规整孔结构必要条件。湿度越大、聚合物溶液浓度越低、聚合物溶液量越多、聚合物亲水链段越长形成的规整多孔结构孔径越大。
【关键词】：Honeycomb薄膜 两亲性聚合物 静态法 紫外光照交联
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-15
• 第一章 绪论15-31
• 1.0 引言15-16
• 1.1 Honeycomb薄膜的制备方法16-17
• 1.2 Honeycomb薄膜多孔形态的影响因素17-25
• 1.2.1 不同聚合物对Honeycomb薄膜多孔形态的影响17-20
• 1.2.1.1 星型以及枝化聚合物17
• 1.2.1.2 共轭聚合物17-19
• 1.2.1.3 线性均聚物19
• 1.2.1.4 线性嵌段聚合物19-20
• 1.2.2 溶液对Honeycomb薄膜多孔形态的影响20-21
• 1.2.2.1 溶剂的种类20-21
• 1.2.2.2 溶液的浓度21
• 1.2.3 基材对Honeycomb薄膜多孔形态的影响21-24
• 1.2.3.1 基材的种类21-22
• 1.2.3.2 基材的形状22-24
• 1.2.4 不同蒸汽氛围对Honeycomb薄膜多孔形态的影响24-25
• 1.2.4.1 水蒸气24
• 1.2.4.2 非水蒸气24-25
• 1.3 Honeycomb薄膜的功能化25-30
• 1.3.1 参杂无机纳米材料25-26
• 1.3.2 表面化学修饰26-28
• 1.3.3 BFA薄膜的交联28-30
• 1.3.3.1 热交联28
• 1.3.3.2 化学交联28-29
• 1.3.3.3 光化学交联29-30
• 1.4 课题的研究目的及意义30-31
• 1.4.1 课题的研究意义30
• 1.4.2 课题的研究内容30-31
• 第二章 原子转移自由基聚合法合成具有不同亲/疏水链段比的两亲性共聚物31-45
• 2.1 前言31-32
• 2.2 实验部分32-37
• 2.2.1 原料32-33
• 2.2.2 原料的提纯33
• 2.2.3 仪器33
• 2.2.4 两亲性嵌段共聚物的合成33-37
• 2.2.4.1 改性光引发剂2959的合成33-34
• 2.2.4.2 聚甲基丙烯酸甲酯的合成34-35
• 2.2.4.3 亲/疏水链段比不同的两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-改性光引发剂2959的合成35-37
• 2.3 结果与讨论37-44
• 2.3.1 改性光引发剂2959的核磁表征37-38
• 2.3.2 聚甲基丙烯酸甲酯的表征38-40
• 2.3.2.1 聚甲基丙烯酸甲酯的核磁表征38-39
• 2.3.2.2 聚甲基丙烯酸甲酯的分子量表征39-40
• 2.3.3 亲/疏水链段比不同的两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-改性光引发剂2959 的表征40-44
• 2.3.3.1 亲/疏水链段比不同的两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-改性光引发剂2959的核磁表征40-41
• 2.3.3.2 亲/疏水链段比不同的两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-改性光引发剂2959的分子量表征41-43
• 2.3.3.3 亲/疏水链段比不同的两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸甲酯-b-改性光引发剂2959的紫外吸收光谱43-44
• 2.4 本章小结44-45
• 第三章 静态法制备Honeycomb薄膜的研究45-63
• 3.1 前言45
• 3.2 实验部分45-47
• 3.2.1 原料与提纯45-46
• 3.2.2 仪器46
• 3.2.3 静态法制备Honeycomb薄膜46-47
• 3.2.3.1 环境湿度的控制46-47
• 3.2.3.2 静态法制备Honeycomb薄膜的过程47
• 3.3 结果与讨论47-62
• 3.3.1 有机溶剂种类对Honeycomb薄膜多孔结构形态的影响47-50
• 3.3.2 环境湿度对Honeycomb薄膜多孔结构形态的影响50-54
• 3.3.3 聚合物溶液浓度对Honeycomb薄膜多孔结构形态的影响54-58
• 3.3.4 聚合物溶液的量对Honeycomb薄膜多孔结构形态的影响58-62
• 3.4 本章小结62-63
• 第四章 耐溶剂Honeycomb薄膜的制备63-73
• 4.1 前言63
• 4.2 实验部分63-65
• 4.2.1 原料的提纯63-64
• 4.2.2 仪器64
• 4.2.3 静态法制备Honeycomb薄膜64-65
• 4.2.3.1 环境湿度的控制64
• 4.2.3.2 静态法制备Honeycomb薄膜的过程64
• 4.2.3.3 溶剂挥发时间的确定64-65
• 4.2.3.4 光化学交联65
• 4.2.3.5 聚合物薄膜的耐溶剂性测试65
• 4.3 结果与讨论65-72
• 4.3.1 光照时间点不同对Honeycomb薄膜孔形态的影响65-71
• 4.3.2 光交联Honeycomb薄膜的耐溶剂性测试71-72
• 4.4 本章小结72-73
• 第五章 结论73-75
• 参考文献75-87
• 致谢87-89
• 研究成果及发表的论文89-91
• 作者简介91-93
• 导师简介93-94
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书94-95

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