基于氢键的可自愈合聚硅氧烷超分子弹性体的交联机理与可控合成

发布时间：2017-08-19 10:07

  本文关键词：基于氢键的可自愈合聚硅氧烷超分子弹性体的交联机理与可控合成

  更多相关文章： 超分子弹性体 聚硅氧烷 氢键-共价键混合交联网络 可控合成

【摘要】：氢键型超分子弹性体将具有可逆性质的氢键引入弹性体交联网络中,赋予材料可重复加工、可自愈合等特殊性能。从交联机理来看,氢键型超分子弹性体的设计思路主要分为两类:一是链段部分聚集形成类似热塑性弹性体的物理微区交联网络;二是通过氢键构建具有三维体形结构的超分子交联网络。本课题组前期合成了一种主链上带有大量氢键基团,且不存在微观分相的聚硅氧烷超分子弹性体(SESi),可以形成含有氢键的三维体形超分子交联网络。但是从材料的溶解性能来看,SESi的交联并非如文献中描述的完全依靠氢键,其交联机理仍有待完善。本文对原有SESi的合成路线进行简化,以端羧基硅油(PDMS-COOH2)、二乙烯三胺(DETA)、N-胺乙基咪唑啉酮(UDETA)和尿素为原料合成了结构更加清晰的SESi。利用1H-NMR、FT-IR以及GPC等手段对反应过程的监控,结合对氢键强度的测定、对材料粘弹性能的表征以及对交联过程的模拟,提出了更为准确的SESi交联机理。在与尿素反应的后期,一种之前被忽略的缩二脲结构生成,发挥共价交联的作用,使得材料的强度明显提升,最终形成具有(氢键-共价键)混合交联网络的聚硅氧烷超分子弹性体。随后,我们从可控构建氢键-共价键混合交联网络的角度出发,提出了以异氰酸酯为固化剂制备新型聚硅氧烷超分子弹性体HSE的方法。并研究了共价交联程度与材料综合物理机械性能及自愈合性能的关系。结果显示,共价键在整个交联网络中发挥了稳固交联网络、提升材料强度的作用。而交联网络中的氢键则决定了交联网络的可逆性能,主要表现在影响材料自愈合过程中可恢复的强度。最后,从制备超分子弹性体复合薄膜的角度出发,本文提出了利用肉桂酰氯的光化学特性合成光固化型聚硅氧烷超分子弹性体的方法,并将其用于制备具有交联程度差异的双层薄膜(BLF),研究了交联程度差异带来的粘性差异,并在表征其生物相容性的基础上对其用于伤口敷料的应用前景作了初步评价。
【关键词】：超分子弹性体 聚硅氧烷 氢键-共价键混合交联网络 可控合成
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O634.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-31
• 1.1. 自愈合材料11-13
• 1.1.1. 自愈合材料概述11
• 1.1.2. 自愈合材料的定义与分类11-13
• 1.2. 本征型自愈合材料13-25
• 1.2.1. 基于可逆共价键的自愈合材料13-16
• 1.2.2. 基于非共价键的自愈合材料16-18
• 1.2.3. 氢键型超分子弹性体18-25
• 1.3. 具有双交联网络的材料25-28
• 1.4. 本课题研究的目的与意义、主要内容及创新之处28-31
• 1.4.1. 研究目的与意义28-29
• 1.4.2. 研究内容29-30
• 1.4.3. 本论文的创新之处30-31
• 第二章 氢键型超分子弹性体SESi的交联机理31-54
• 2.1. 前言31-32
• 2.2. 实验部分32-37
• 2.2.1. 原料与试剂32
• 2.2.2. 实验仪器32-33
• 2.2.3. 超分子弹性体的合成33-35
• 2.2.4. 小分子模型化合物的合成35-36
• 2.2.5. 测试方法36-37
• 2.3. 结果与讨论37-52
• 2.3.1. 超分子弹性体SESi的合成与表征37-44
• 2.3.2. 氢键结合强度表征44-46
• 2.3.3. 共价交联结构分析46-48
• 2.3.4. 共价交联与材料性能关系48-50
• 2.3.5. 超分子弹性体交联机理分析50-52
• 2.4. 本章小结52-54
• 第三章 具有混合交联网络的超分子弹性体的可控合成54-77
• 3.1. 前言54
• 3.2. 实验部分54-59
• 3.2.1. 原料与试剂54-55
• 3.2.2. 实验仪器55
• 3.2.3. HSE的合成55-57
• 3.2.4. 测试方法57-59
• 3.3. 结果与讨论59-75
• 3.3.1. HSE弹性体的合成59-61
• 3.3.2. XRD测试61-62
• 3.3.3. HSE的热性能62-65
• 3.3.4. HSE的粘弹性能65-71
• 3.3.5. HSE的力学性能与自愈合性能71-75
• 3.4. 本章小结75-77
• 第四章 光固化超分子弹性体的合成及其在双层复合薄膜中的应用77-93
• 4.1. 前言77-79
• 4.2. 实验部分79-84
• 4.2.1. 原料与试剂79-80
• 4.2.2. 实验仪器80
• 4.2.3. BLF双层膜的制备80-81
• 4.2.4. 测试方法81-84
• 4.3. 结果与讨论84-92
• 4.3.1. Coli的合成84-85
• 4.3.2. Coli的固化85-86
• 4.3.3. BLF双层膜的性能86-92
• 4.4. 本章小结92-93
• 结论93-94
• 参考文献94-103
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果103-104
• 致谢104-105
• 附件105

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本文编号：700096