基于聚多巴胺的结构色薄膜的制备与改性研究

发布时间：2022-07-14 21:06

　　自然界中缤纷多彩的颜色除了我们所熟知的颜料与色素外,还包括结构色,如常见的蝴蝶翅膀和鸟类羽毛所呈现的颜色就属于结构色。在成色机理方面不同于色素色的分子内作用,结构色是物质自身的微观结构与光进行相互作用的结果。现阶段人工制备结构色材料的主要方法为采用单分散性良好的胶体微球（如聚苯乙烯和二氧化硅微球）作为结构单元来进行自组装制备颜色艳丽的结构色薄膜。但是研究发现单独由胶体微球制备出的结构色膜往往颜色对比度较低,需要在强光或特定角度下才能观察到明显的结构色彩。而且在自组装制备结构色膜的过程中,由于溶剂挥发胶体微球会进行收缩而产生向外的拉应力,导致制备的结构色膜易开裂,从而影响结构色材料在颜色显示领域的实际应用。此外还发现结构色膜的疏水性较差,其在有水的环境中易被润湿而导致结构色消失。基于以上问题,本文对提高结构色膜的颜色对比度、抑制结构色膜裂缝的产生及增强结构色膜的疏水性等方面进行探索研究。（1）利用聚多巴胺（PDA）作为黑色吸光物质引入聚苯乙烯（PS）结构色膜中,大幅提升了结构色膜的颜色对比度且制备出无角度依赖性的结构色膜。实验步骤主要为先采用无皂乳液聚合的方法来合成粒径可控、大小均一的P... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 结构色
        1.1.1 结构色的成色机理
        1.1.2 结构色膜的制备
        1.1.3 结构色的角度依赖性
        1.1.4 结构色的应用
    1.2 聚多巴胺
        1.2.1 聚多巴胺的聚合机理
        1.2.2 聚多巴胺的特性
        1.2.3 聚多巴胺对结构色的作用
    1.3 结构色膜的裂缝
        1.3.1 结构色膜裂缝的形成原因
        1.3.2 结构色膜裂缝的消除方法
    1.4 结构色膜的疏水性能
        1.4.1 疏水表面理论基础
        1.4.2 疏水性结构色膜的制备
    1.5 本论文的研究意义、内容及创新点
        1.5.1 研究目的和意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
第二章 改性聚苯乙烯(PS)微球制备高对比度结构色膜
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与仪器
        2.2.2 单分散PS微球的制备
        2.2.3 多巴胺改性PS微球
        2.2.4 自组装制备结构色膜
        2.2.5 测试与表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 PS微球的制备与表征
        2.3.2 PS@PDA微球的制备与表征
        2.3.3 结构色膜的制备与表征
        2.3.4 多巴胺用量对结构色的影响
    2.4 本章小结
第三章 PS@PDA微球制备无裂缝结构色膜
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与仪器
        3.2.2 自组装制备无裂缝结构色膜
        3.2.3 测试与表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 无裂缝结构色膜的制备与表征
        3.3.2 APTES用量对结构色膜裂缝及颜色的影响
        3.3.3 多巴胺用量对结构色膜裂缝及颜色的影响
    3.4 本章小结
第四章 疏水性结构色膜的制备
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与仪器
        4.2.2 PDMS改性制备疏水性结构色膜
        4.2.3 测试与表征
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 疏水性结构色膜的制备与表征
        4.3.2 PDMS浓度对疏水性的影响
        4.3.3 PDMS浓度对结构色的影响
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚苯乙烯光子晶体结构色的制备及其性能研究[J]. 王芬,苟紫娟,朱建锋,李伟东,盖言成,安凯妮.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2015(01)
[2]无皂乳液聚合法制备单分散聚苯乙烯微球[J]. 朱雯,黄芳婷,董观秀,张明.  功能材料. 2012(06)



本文编号：3661874