一维多级结构复合材料的构筑研究
发布时间：2023-02-12 10:05
随着人类对自然界生物认识的不断深入以及科学发展对材料功能需求的增加,各种材料均向着多级、复合的方向发展。受生物材料多级结构及构效关系的启发,一系列人工合成材料被开发。性能方面通常继承天然材料的高强度、高韧性、光学活性以及复杂的界面作用等,使其在很多领域包括生物医学、生物、化学传感、能源储存等都有重要的应用。其中一维多级结构材料因高长径比、电子和离子传输速率高成为材料界的研究热点。深入研究多级结构的构筑方法、构筑过程、形成机理以及结构与功能的关系有助于拓展多级结构材料的定向构筑、拓展应用范围。本文工作分三部分,具体内容如下:一、提出利用超分子组装体做为电纺液,通过静电纺丝技术,获得具有特定功能的一维多级结构复合材料的思路。我们选择性能迥异但却互补的两种结构基元,强韧的碳纳米管(CNT)、刚性的负电性晶态纳米纤维素(CNC)以及正电性的聚集诱导发光分子(AIE)。在聚乙烯醇(PVA)水溶液中利用静电纺丝技术得到强韧、轻质的多级结构纳米复合纤维。相较于纯的PVP电纺纤维,复合纤维在韧性、拉伸强度、断裂伸长率以及杨氏模量上均有明显提高,增幅分别为308%、106%、104%和35%。其中,CN...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 多级结构材料
1.1.1 多级结构材料简介
1.1.2 多级结构材料分类及特征
1.2 静电纺丝法制备多级结构材料
1.2.1 静电纺丝技术简介
1.2.2 静电纺丝纤维的结构多级性
1.2.2.1 单根纤维的多级结构
1.2.2.2 纤维集的多级结构
1.2.3 静电纺丝多级结构材料的应用
1.3 一维复合材料
1.3.1 一维复合材料的合成方法
1.3.1.1 模板法
1.3.1.2 液相法
1.3.1.3 气相法
1.3.1.4 静电纺丝法
1.3.2 一维复合材料的应用
1.4 选题目的、意义及研究内容
1.4.1 选题目的和意义
1.4.2 研究内容
第2章 强韧CNT-AIE-CNC/PVA复合纳米纤维的构筑
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料与试剂
2.2.2 基本表征
2.2.3 材料的制备
2.2.3.1 CNC的制备
2.2.3.2 AIE的制备
2.2.3.3 CNT-AIE组装体的制备
2.2.3.4 CNT-AIE-CNC组装体的制备
2.2.3.5 CNT-AIE-CNC/PVA复合纳米纤维的制备
2.2.4 材料性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 CNT-AIE-CNC组装体的形成过程
2.3.2 CNT-AIE-CNC/PVA复合纤维的形貌表征
2.3.3 CNT-AIE-CNC/PVA复合纤维的机械性质研究
2.3.4 CNT-AIE-CNC/PVA复合纤维膜的化学传感性质研究
2.4 本章小结
第3章 强韧MMT-PCNC/PVA复合纳米纤维的构筑
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 基本表征
3.2.3 材料的制备
3.2.3.1 PCNC的制备
3.2.3.2 MMT悬浮液的制备
3.2.3.3 MMT-PCNC组装体的制备
3.2.3.4 MMT-PCNC/PVA复合纳米纤维的制备
3.2.3.5 MMT-PCNC/PVA复合纳米纤维膜的交联
3.3 结果与讨论
3.3.1 MMT-PCNC组装体的形成过程
3.3.2 MMT-PCNC/PVA复合纤维的形貌表征
3.3.3 MMT-PCNC/PVA复合纤维的机械性质研究
3.4 本章小结
第4章 多壳层电纺中空纤维的形成机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料与试剂
4.2.2 基本表征
4.2.3 材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 TiO2-VxOy多壳层中空管结构形成过程追踪
4.3.2 TiO2-VxOy多壳层中空管结构形成机理研究
4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3740894
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 多级结构材料
1.1.1 多级结构材料简介
1.1.2 多级结构材料分类及特征
1.2 静电纺丝法制备多级结构材料
1.2.1 静电纺丝技术简介
1.2.2 静电纺丝纤维的结构多级性
1.2.2.1 单根纤维的多级结构
1.2.2.2 纤维集的多级结构
1.2.3 静电纺丝多级结构材料的应用
1.3 一维复合材料
1.3.1 一维复合材料的合成方法
1.3.1.1 模板法
1.3.1.2 液相法
1.3.1.3 气相法
1.3.1.4 静电纺丝法
1.3.2 一维复合材料的应用
1.4 选题目的、意义及研究内容
1.4.1 选题目的和意义
1.4.2 研究内容
第2章 强韧CNT-AIE-CNC/PVA复合纳米纤维的构筑
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料与试剂
2.2.2 基本表征
2.2.3 材料的制备
2.2.3.1 CNC的制备
2.2.3.2 AIE的制备
2.2.3.3 CNT-AIE组装体的制备
2.2.3.4 CNT-AIE-CNC组装体的制备
2.2.3.5 CNT-AIE-CNC/PVA复合纳米纤维的制备
2.2.4 材料性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 CNT-AIE-CNC组装体的形成过程
2.3.2 CNT-AIE-CNC/PVA复合纤维的形貌表征
2.3.3 CNT-AIE-CNC/PVA复合纤维的机械性质研究
2.3.4 CNT-AIE-CNC/PVA复合纤维膜的化学传感性质研究
2.4 本章小结
第3章 强韧MMT-PCNC/PVA复合纳米纤维的构筑
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 基本表征
3.2.3 材料的制备
3.2.3.1 PCNC的制备
3.2.3.2 MMT悬浮液的制备
3.2.3.3 MMT-PCNC组装体的制备
3.2.3.4 MMT-PCNC/PVA复合纳米纤维的制备
3.2.3.5 MMT-PCNC/PVA复合纳米纤维膜的交联
3.3 结果与讨论
3.3.1 MMT-PCNC组装体的形成过程
3.3.2 MMT-PCNC/PVA复合纤维的形貌表征
3.3.3 MMT-PCNC/PVA复合纤维的机械性质研究
3.4 本章小结
第4章 多壳层电纺中空纤维的形成机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料与试剂
4.2.2 基本表征
4.2.3 材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 TiO2-VxOy多壳层中空管结构形成过程追踪
4.3.2 TiO2-VxOy多壳层中空管结构形成机理研究
4.4 本章小结
第5章 结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：3740894
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