基于螺吡喃的力—光响应性聚氨酯的合成与表征
本文关键词：基于螺吡喃的力—光响应性聚氨酯的合成与表征 出处：《成都理工大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：材料的力学性能是材料最基础的性质之一,而高分子的分子结构是影响其力学性能的重要因素,因此研究高分子的结构与力学性能的关系是非常有意义的。本论文基于螺吡喃分子的二醇结构,合成了一系列具有不同分子结构的力-光响应性聚氨酯。利用螺吡喃的力响应性研究聚氨酯分子结构与力致变色行为、力学性能的关系,此类含螺吡喃的力响应性聚氨酯不仅能在宏观上预测材料受力大小,还能从微观上分析聚氨酯分子结构对分子链间微观力传递的影响。本论文参考目前成熟的方法对螺吡喃的基团进行设计,成功合成了螺吡喃二醇分子,通过核磁表征合成产物的结构,证明了螺吡喃的二醇结构分别位于其C-O键的两侧,该螺吡喃二醇是有效的力致变色基团,通过紫外光谱研究了该螺吡喃二醇的光响应性。本论文采用预聚体法合成了一系列含螺吡喃的线型聚氨酯(IPDI-PTMG-SP、IPDI-PBA-SP、TDI-PTMG-SP、TDI-PBA-SP、MDI-PTMG-SP、MDI-PBA-SP),利用红外、凝胶色谱、差示扫描表征了聚氨酯结构与热性能,利用拉伸测试、紫外光谱测试表征了聚氨酯的拉伸性能、力响应性。通过合成不同类型的线型聚氨酯,发现MDI-PBA-SP线型聚氨酯具有良好的力学性能和力响应性;通过对含螺吡喃线型聚氨酯力致变色行为微观机理的分析,发现线型聚氨酯的线型分子结构是影响分子链间力传递的重要因素,线型聚氨酯分子链间的相互缠结能够有效的对力进行传递,从而使其拥有较好的力学性能和力响应性。根据含螺吡喃线型聚氨酯的分析结果,本论文以MDI、PBA为原料,结合预聚体法和A2+B3共聚法合成了一系列含螺吡喃的超支化聚氨酯(其中MDI:PBA的比例分别为5:4、5:3、2:1),利用红外、核磁、凝胶色谱、差示扫描表征了聚氨酯结构与热性能,利用拉伸测试、紫外光谱测试表征了聚氨酯的拉伸性能、力响应性。研究发现,超支化聚氨酯的支化结构是影响其力学性能和力响应性的重要因素,超支化聚氨酯的支化度越高,支化点间的距离越短,分子链间的缠结越少,作用力越难在分子链间进行有效传递,螺吡喃中C-O键受到的力越小,因此力响应性和力学性能较差。通过对含螺吡喃的线型聚氨酯和超支化聚氨酯力响应性研究,我们发现聚氨酯的分子结构与微观力传递、宏观力学性能的关系,由于线型聚氨酯与超支化聚氨酯的分子结构不同,其微观力传递的效率也不同,从而线型聚氨酯的力学性能和力响应性普遍比超支化聚氨酯的好。由此,螺吡喃有望作为力响应性的探针分子,从分子链角度帮助我们了解力在材料中传递的微观过程,进一步理解结构与性能之间的联系。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O633.4
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，本文编号：1329673
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