可降解低表面能海洋防污聚氨酯复合材料的制备及性能研究

发布时间：2017-03-20 02:11

  本文关键词：可降解低表面能海洋防污聚氨酯复合材料的制备及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：可降解聚合物复合材料在环境友好型海洋防污涂料的应用引起了国内外研究者的广泛关注。聚氨酯材料以其优异的机械性能和分子设计自由度大、性能可调控等特点,广泛的应用于各个领域。石墨烯良好的力学和抗菌性能,可用于制备具有抗菌功能的有机/无机杂化低表面能可降解聚氨酯复合材料。本论文具体研究内容如下:(1)以双羟基功能化石墨烯(G-f-OH)为引发剂,辛酸亚锡(Sn(Oct)2)为催化剂,通过开环聚合引发L-丙交酯(LLA)单体形成以羟基封端的石墨烯接枝聚乳酸聚合物(G-g-PLLA),将1,4-丁二醇(1,4-BDO)与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4’-MDI)进行扩链反应制备以NCO封端的聚氨酯预聚物,最后通过G-g-PLLA聚合物的端羟基和聚氨酯预聚物的异氰酸酯基的缩聚反应制备可降解聚氨酯复合材料。通过引入石墨烯(G)以提高目标材料的强度,并在降解过程中起到抗菌作用,调节G和LLA单体的含量,以控制接枝聚丙交酯(PLLA)的结晶性和亲/疏水性,从而对聚氨酯的降解性能进行有效调控。(2)1,4-BDO与4,4’-MDI进行扩链反应,加入羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备低表面能聚氨酯高分子材料,最后加入G-g-PLLA聚合物通过缩聚反应制备低表面能聚氨酯杂化材料。通过改变PDMS的用量,以控制接枝PDMS聚氨酯复合材料的表面能和接触角,从而对聚氨酯的防污性能进行有效调控。改变石墨烯、羟基聚二甲基硅氧烷组分的含量研究聚合物复合材料的降解性能、表面能、接触角及亲水性与防污性能的关系,为大规模制备环境友好型低表面能可降解海洋防污聚合物复合材料提供科学依据。
【关键词】：石墨烯 可降解 低表面能 海洋防污 复合材料
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X55;TB332
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 海洋防污的概述11-15
• 1.2.1 生物污损形成过程11
• 1.2.2 海洋生物污损附着的影响因素11-12
• 1.2.3 海洋防污技术12-14
• 1.2.4 防污涂料的研究现状14-15
• 1.3 石墨烯概述15-16
• 1.4 本论文的研究目的及意义16-17
• 1.5 本论文的技术路线17-18
• 1.6 本论文的研究内容18-20
• 第二章 实验试剂及表征方法20-24
• 2.1 实验试剂20-21
• 2.2 实验试剂的预处理21
• 2.3 实验的主要仪器21
• 2.4 实验的表征方法21-24
• 第三章 可降解聚氨酯海洋防污复合材料的制备及表征24-36
• 3.1 引言24-25
• 3.2 实验部分25-26
• 3.2.1 样品的制备25-26
• 3.2.1.1 氧化石墨烯的制备25
• 3.2.1.2 还原石墨烯的制备25-26
• 3.2.1.3 羟基化石墨烯的制备26
• 3.2.1.4 石墨烯接枝聚乳酸聚合物的制备26
• 3.2.1.5 聚氨酯复合材料的制备26
• 3.3 结果与分析26-34
• 3.3.1 可降解聚氨酯材料的结构表征26-31
• 3.3.1.1 核磁共振表征28-29
• 3.3.1.2 傅立叶红外光谱表征29-31
• 3.3.2 热重分析31-32
• 3.3.3 差示扫描量热测试32-33
• 3.3.4 静态水解实验33-34
• 3.4 小结34-36
• 第四章 低表面能聚氨酯复合材料的制备及性能研究36-46
• 4.1 引言36-37
• 4.2 实验部分37-40
• 4.2.1 样品的制备37-40
• 4.2.1.1 氧化石墨烯的制备37
• 4.2.1.2 还原石墨烯的制备37
• 4.2.1.3 羟基化石墨烯的制备37-38
• 4.2.1.4 石墨烯接枝聚乳酸聚合物的制备38
• 4.2.1.5 NCO封 端的含有机硅聚氨酯预聚体的制备38
• 4.2.1.6 可降解低表面能聚氨酯复合材料的制备38-40
• 4.3 结果与分析40-43
• 4.3.1 可降解低表面能聚氨酯材料的结构表征40
• 4.3.2 可降解低表面能聚氨酯材料的接触角测试及表面能的计算40-42
• 4.3.3 可降解低表面能聚氨酯材料的防污性能测试42-43
• 4.4 小结43-46
• 第五章 结论与展望46-48
• 5.1 结论46-47
• 5.2 展望47-48
• 参考文献48-54
• 致谢54-56
• 附录 攻读学术期间发表的科研成果56

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