柔性自支撑P（MMA-BA）/TiO 2 一维光子晶体的研究

发布时间：2022-12-05 22:03

　　一维光子晶体（1DPCs）是由两种不同折射率材料在一个空间方向上周期性排布的微结构,主要应用于传感、光电设备等领域。柔性自支撑结构由于具有柔性并不限于基底的束缚而更有利于实际应用。但是对于制备具有柔性自支撑的一维光子晶体结构色膜仍然是个挑战。有机/无机杂化1DPCs由于有较高的折射率差和丰富的功能性而得到关注,但是存在层与层之间相互渗透的问题。本课题采用改进微乳液聚合法制备了P（MMA-BA）微乳液,并研究了不同单体比例对微乳液粒径、电位和玻璃化转变温度的影响。随着BA含量的增加,粒径和电位变化不大,玻璃化转变温度逐渐降低。选择MMA:BA为3:1的微乳液,其平均粒径为40.2 nm,Zeta电位为-47.8 mV。薄膜平均折射率为1.379,理论孔隙率为20.0%,是理想的低折射介孔薄膜材料。以疏水性聚丙烯基材为基底,采用旋涂自组装法制备了P（MMA-BA）/TiO₂ 1DPCs。截面显示层间界面明显,层厚清晰,不存在相互渗透。所得的薄膜结构色均匀靓丽,饱和度高。通过探讨堆叠数、聚合物浓度、旋涂转速和入射角来调节结构色。结果表明:随着堆叠数的增加,最大反射波长不... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 前言
    1.1 一维光子晶体
        1.1.1 一维光子晶体结构色
        1.1.2 一维光子晶体的制备方法
        1.1.3 一维光子晶体的分类
    1.2 一维光子晶体的应用
        1.2.1 传感
        1.2.2 光电设备
        1.2.3 其他应用
    1.3 柔性自支撑一维光子晶体
        1.3.1 直接法
        1.3.2 引入牺牲层
        1.3.3 填充法
    1.4 论文选题
2 组装物质P(MMA-BA)微乳液与TiO_2溶胶的制备
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂及仪器
        2.1.2 实验过程
        2.1.3 测试表征
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 BA含量对P(MMA-BA)纳米粒子的影响
        2.2.2 P(MMA-BA)的折射率
        2.2.3 P(MMA-BA)的红外分析
        2.2.4 P(MMA-BA)的热分析
        2.2.5 TiO_2溶胶的配置和讨论
    2.3 小结
3 P(MMA-BA)/TiO_2杂化一维光子晶体的组装
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂及仪器
        3.1.2 实验过程
        3.1.3 测试表征
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体结构
        3.2.2 亲水处理对聚丙烯基底的影响
        3.2.3 P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体的光学性质
        3.2.4 P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体对有机蒸气的响应
    3.3 小结
4 柔性自支撑P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验试剂及仪器
        4.1.2 实验过程
        4.1.3 测试表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 PDMS对结构色的影响
        4.2.2 自支撑P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体的性能
        4.2.3 自支撑PMMA/TiO_2一维光子晶体的制备
        4.2.4 自支撑P(MMA-AA)/TiO_2一维光子晶体的制备
        4.2.5 自支撑P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体对有机蒸气的响应
        4.2.6 P(MMA-BA)/TiO_2一维光子晶体的转印
    4.3 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]结构生色及其染整应用前景(一)[J]. 张骜,袁伟,周宁,张克勤.  印染. 2012(13)
[2]一种基于光子晶体的高效太阳能电池反射器的设计[J]. 李文胜,黄海铭,付艳华,张琴,是度芳.  激光与红外. 2011(08)
[3]一维光子晶体在热光伏技术中的应用[J]. 刘广平,宣益民,韩玉阁.  光子学报. 2008(01)
[4]接触角法测量高分子材料的表面能[J]. 王晖,顾帼华,邱冠周.  中南大学学报(自然科学版). 2006(05)

博士论文
[1]刺激—响应性聚合物复合薄膜的制备和性质研究[D]. 王昭一.吉林大学 2015
[2]刺激—响应聚合物复合一维光子晶体[D]. 王占华.吉林大学 2011

硕士论文
[1]基于纳米粒子的P（MMA-AA）/TiO2一维光子晶体结构色研究[D]. 王琳.大连理工大学 2017
[2]高固含量聚丙烯酸酯微乳液的合成与性能研究[D]. 钱进明.广东工业大学 2014



本文编号：3710436