具有自修复功能的透明—高强度和阻燃—超疏水聚合物复合物膜

发布时间：2017-04-05 11:14

  本文关键词：具有自修复功能的透明—高强度和阻燃—超疏水聚合物复合物膜，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自修复是生物体最重要的能力之一，保证了生物体在受伤后可以快速自行恢复，使得自然界不断繁衍生息，发展壮大。人类在向自然界学习的过程中不断地发展人造自修复材料，具有自修复功能的人造材料不断被开发出来，并实现了从单纯的结构修复到功能修复。层层组装技术经过多年的发展，具有其他成膜技术不可比拟的优势，已经成为制备功能膜材料的重要技术之一。本论文在自修复的功能聚合物材料方面做了以下两方面的工作： （1）将混合了不同分子量的聚电解质——支化聚烯丙基亚胺(bPEI)和聚丙烯酸(PAA)层层组装，制备了具有划痕修复功能的聚合物膜。通过将上述聚合物膜在盐水中退火，使膜表面变得平整，透明性增强。最后在膜内原位生成碳酸钙纳米粒子，进一步增强了其模量和硬度。由于碳酸钙纳米粒子的引入不影响膜的透明性和自修复能力，因而制备了具有抗刮擦能力的自修复透明涂层，有望用作光学器件的保护涂层。 （2）利用点击化学，在笼状硅烷上接枝了含氟分子链，，制得了笼状的低表面能物质。将织物浸泡于该低表面物质的分散液中，在织物表面构筑了具有自修复能力的超疏水涂层。我们在织物表面预先沉积含磷的阻燃剂，同时赋予织物阻燃性和超疏水自修复的能力，在织物表面制备了阻燃和自修复超疏水功能的复合涂层。 可以自修复的能力材料使得材料的功能在损伤后可以自行修复，这无疑将大大增加材料的使用寿命，同时可以降低成本，是未来智能材料的发展方向之一。层层组装技术作为制备膜材料的重要技术，已经在自修复膜材料领域发展壮大，未来也将会成为更多自修复膜材料制备的技术基础。
【关键词】：自修复 层层组装 聚合物复合物 阻燃 超疏水
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O631.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 文献综述9-27
• 1.1 层层组装技术9-10
• 1.2 自修复材料10-21
• 1.2.1 自修复的分类10-18
• 1.2.1.1 外源型自修复材料10-13
• 1.2.1.2 本征型自修复材料13-18
• 1.2.1.2.1 基于物理作用的自修复材料14
• 1.2.1.2.2 基于可逆反应的自修复材料14-15
• 1.2.1.2.3 基于非共价键的自修复材料15-18
• 1.2.2 自修复功能材料18-21
• 1.2.2.1 自修复超疏水涂层18-19
• 1.2.2.2 自修复导电材料19-20
• 1.2.2.3 自修复透明涂层20-21
• 1.3 本论文选题意义21-23
• 参考文献23-27
• 第二章 具有抗刮擦能力的自修复透明涂层27-45
• 2.1 引言27-28
• 2.2 实验部分28-31
• 2.2.1 实验用品28
• 2.2.2 实验方法28-30
• 2.2.2.1 层层组装膜的制备29
• 2.2.2.2 最外层组装有含荧光小分子的聚电解质膜的制备29-30
• 2.2.2.3 层层组装膜的退火处理30
• 2.2.2.4 碳酸钙纳米粒子的引入30
• 2.2.3 仪器与表征30-31
• 2.3 实验结果与讨论31-41
• 2.3.1 (PAA_(45w+1,800)/bPEI_(75w+2.5w))~*30 膜的制备31-33
• 2.3.2 (PAA_(45w+1,800)/bPEI_(75w+2.5w))~*30 膜的退火处理33-37
• 2.3.2.1 退火前后透过率的变化33-35
• 2.3.2.2 退火过程的机理解释35-37
• 2.3.3 碳酸钙纳米粒子的引入37-38
• 2.3.4 (PAA_(45w+1,800)/bPEI_(75w+2.5w))~*30- CaCO_3膜的机械性38-41
• 2.3.5 (PAA_(45w+1,800)/bPEI_(75w+2.5w))~*30-CaCO_3膜的自修复性能41
• 2.4 本章小结41-43
• 参考文献43-45
• 第三章 具有阻燃功能的自修复超疏水织物45-61
• 3.1 前言45-46
• 3.2 实验部分46-48
• 3.2.1 实验用品46
• 3.2.2 实验方法46-48
• 3.2.2.1 含氟聚倍半硅氧烷（F-POSS）的合成与表征46-47
• 3.2.2.2 阻燃织物的制备47
• 3.2.2.3 超疏水阻燃织物的制备47
• 3.2.2.4 超疏水阻燃织物的阻燃性能测试47-48
• 3.2.2.5 超疏水阻燃织物的超疏水自修复性能实验48
• 3.2.2.6 超疏水阻燃织物的耐摩擦能力48
• 3.2.3 仪器与表征48
• 3.3 实验结果与讨论48-56
• 3.3.1 F-POSS 的合成与表征48-50
• 3.3.2 超疏水阻燃织物的制备50-51
• 3.3.3 超疏水阻燃织物的阻燃性能测试51-52
• 3.3.4 含磷阻燃剂的阻燃机理52-54
• 3.3.5 超疏水阻燃织物的自修复超疏水功能54-55
• 3.3.6 超疏水阻燃织物的耐摩擦能力55-56
• 3.4 本章小结56-58
• 参考文献58-61
• 作者简历61-63
• 致谢63-64

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