光热响应型改性纳米LCE膜的制备及其电磁性能研究

发布时间：2020-03-29 06:06

【摘要】：随着科学技术的日益发展,电磁波已在广播、雷达、移动通讯、电子加热、磁疗等多个领域得到了广泛地应用,也不可避免的给人们带来各类电磁波的伤害。因此,研究电磁波简单易行的检测方法很有必要。环境响应性聚合物是一类能够对外界环境的变化做出响应产生相应的物理结构和化学性质变化的高分子,其中液晶弹性体可在刺激下通过改变液晶基元的排列而产生形状的变化。本课题将液晶弹性体分别与石墨烯和四氧化三铁进行复合,制备出可见光和微波响应型液晶弹性体薄膜,实现对电磁波进行检测。本论文主要研究成果如下:(1)首先分别合成了液晶基元4-甲氧基苯基-4-(1-丁烯氧基)苯甲酸酯(MBB)、交联剂1,4壬链烯烃氧基苯(11UB)和4-甲氧基-1-丁烯氧基酚(MOCH_3),与主链聚硅氧烷(PMHS)聚合得到热响应型液晶弹性体(LCE薄膜)作为基础材料,再掺杂低温基团(MOCH_3),探究低温基团MOCH_3对热响应型LCE薄膜相变温度(T_(NI))的影响。未掺杂MOCH_3的热响应LCE薄膜与掺杂MOCH_3的热响应LCE薄膜对比,两种薄膜热致收缩幅度都为32.5%左右,但掺杂MOCH_3的LCE薄膜在40°C开始形变并在70°C时完成形变,而未掺杂MOCH_3的LCE薄膜在60°C才开始收缩并在95°C左右完成最大形变。(2)可见光作为电磁波其中的一种,石墨烯可以有效地吸收并将光能转换成热能,因此在热响应型LCE膜中掺杂石墨烯得到可光响应型液晶弹性体(G-LCE薄膜),对其添加MOCH_3,研究其对T_(NI)的影响。研究结果显示:掺杂MOCH_3的G-LCE薄膜在12.5万流明光照下便开始发生收缩并在40万流明的光照下完成最大收缩,而未掺杂的G-LCE薄膜在20万流明光照下才开始发生收缩并在55万流明的光照下完成最大收缩。(3)采用回泡的方法在热响应型LCE膜中掺杂Fe_3O_4纳米粒子得到微波响应型液晶弹性体(Fe_3O_4/LCE薄膜)和掺杂MOCH_3的Fe_3O_4/LCE薄膜。结果表明:在微波强度一定的条件下,Fe_3O_4/LCE薄膜随Fe_3O_4纳米粒子浓度的增大收缩幅度越明显;且掺杂MOCH_3的Fe_3O_4/LCE薄膜可在更低的微波强度下完成最大收缩。制备的G-LCE薄膜和Fe_3O_4/LCE薄膜可以应用于环境中可见光和微波的检测,这种方法开拓了环境响应性聚合物应用于环境检测中的应用。
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.2;TM15

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本文编号：2605571