基于氢键的自修复聚合物材料制备及特性研究

发布时间：2023-02-16 09:26

　　聚合物及其复合材料以其优异的性能和其适用性、便携性及柔性等方面的独特优势,被广泛应用于运输、电子、建筑、航空、航天、医疗、机械等领域。在实际的使用中,聚合物及其复合材料容易受到机械、化学、热、紫外线辐射等外界因素的影响,导致性能恶化甚至失效,从而极大的缩短器件使用寿命甚至产生一定的安全隐患。赋予材料自修复能力,能极大的增强器件可靠性,延长器件使用寿命以及降低使用安全隐患。目前,自修复材料种类繁多,按照材料修复的机理不同可分为本征型与外援型。其中动态可逆的氢键作用,作为本征型的一种修复方式之一,对实现室温条件下可多次修复的聚合物及其复合材料的设计制备具有重大的意义。因此,本文基于动态可逆的氢键作用,设计制备了两种不同的自修复聚合物复合材料,并对其力学性能、自修复性能以及电学性能进行了研究。论文的主要研究工作如下:(1)研究了一种主链含有2-脲基-4[1H]嘧啶酮(UPy)基团聚氨酯(PU)复合导电材料,选取了柔性好的聚四氢呋喃(PTMG)作为软段,可形成多重氢键、具有高的热力学稳定性和快速动态可逆性的UPy基团作为硬段,来制备了主链含有UPy的聚氨酯基底材料,再采用气喷的工艺制备了主链含...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 自修复材料的概述
        1.2.1 自修复聚合物及其复合材料研究现状
        1.2.2 自修复聚合物复合材料的应用
    1.3 论文的研究意义及主要研究内容
        1.3.1 论文的研究意义
        1.3.2 本论文的主要研究内容
第二章 基本原理与测试方法
    2.1 自修复基础理论
        2.1.1 外援型自修复
        2.1.2 本征型自修复
    2.2 聚合物复合材料制备工艺概述
        2.2.1 聚合物材料的制备
        2.2.2 导电材料的复合
    2.3 自修复效果评价
    2.4 表征所用主要设备
        2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.2 核磁共振波谱法(NMR)
    2.5 本章小结
第三章 自修复PU-UPy/CNT导电复合材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料及仪器
        3.2.2 PU-UPy/CNT自修复导电弹性体复合薄膜的制备
    3.3 表征分析
        3.3.1 核磁共振氢谱分析(NMR)
        3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
    3.4 性能研究
        3.4.1 PU-UPy薄膜力学性能研究
        3.4.2 PU-UPy/CNT复合薄膜电学性能研究
        3.4.3 PU-UPy/CNT复合薄膜自修复性能研究
    3.5 PU-UPy/CNT复合薄膜的应变传感器的应用
    3.6 本章小结
第四章 自修复PAA-PAM/TA聚合物材料的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料及所用仪器
        4.2.2 自修复PAA-PAM以及PAA-PAM/TA聚合物水凝胶的制备
    4.3 扫描电子显微镜(SEM)分析
    4.4 自修复PAA-PAM以及PAA-PAM/TA聚合物水凝胶的特性研究
        4.4.1 力学特性研究
        4.4.2 自修复特性研究
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3743961