含POSS和SBMA两亲性共聚物的合成及其防雾、防冰和防天然气水合物聚集研究

发布时间：2021-03-10 20:53

　　两亲性共聚物同时含有亲水基团和疏水基团,因而具有独特的性能,在诸多领域具有应用前景。多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）具有优良的稳定性、疏水性。甲基丙烯酸磺酸甜菜碱（SBMA）是一种带有正负电荷的两性离子单体,水合作用强。本文采用原子转移自由基聚合（ATRP）方法,以POSS-Br为引发剂,引发单体SBMA和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）共聚合,合成两亲性嵌段共聚物POSS-PDMAEMA-b-PSBMA,并使其与二甲基丙烯酸乙二醇酯（EGDMA）通过紫外光反应交联成半互穿网络结构（SIPN）防雾/防覆冰涂层。通过POSS-Br引发SBMA、N-乙烯基己内酰胺（NVCap）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）进行ATRP共聚合反应,还合成了两亲性无规共聚物POSS-P（VCap-co-VP-co-SBMA）,应用于抑制天然气水合物聚集。在防雾/防覆冰方面,由ATRP方法合成了含有POSS的嵌段共聚物POSS-PDMAEMA-b-PSBMA,探究了POSS及温敏性吸湿嵌段组成PDMAEMA和PSBMA对防雾、防覆冰性能的影响。结果表明,具有低临界溶解温度的PDMAEMA与具有高临界溶解温... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 两亲性共聚物的合成
        1.2.1 ATRP机理
        1.2.2 ATRP催化剂/配位剂选择
        1.2.3 ATRP合成共聚物的不同拓扑构型
    1.3 两亲性共聚物的应用
        1.3.1 防雾应用
        1.3.2 防覆冰应用
        1.3.3 抗菌
    1.4 抑制天然气水合物的形成与堵塞
    1.5 POSS简介
        1.5.1 POSS结构
        1.5.2 含POSS共聚物防覆冰研究
        1.5.3 含POSS两亲性共聚物
    1.6 磺酸甜菜碱及其聚合物
        1.6.1 磺酸甜菜碱结构特点
        1.6.2 甲基丙烯酸磺酸甜菜碱（SBMA）的应用
    1.7 课题的提出及研究内容
第2章 含POSS-PDMAEMA-b-PSBMA嵌段共聚物防雾/防覆冰涂层研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料和仪器
        2.1.2 含POSS两亲性嵌段共聚物POSS-PDMAEMA-b-PSBMA合成
        2.1.3 含POSS两亲性嵌段共聚物结构表征
        2.1.4 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层的制备
        2.1.5 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层的性能表征
    2.2 结果与讨论
1H NMR分析">        2.2.1 ¹H NMR分析
        2.2.2 FTIR分析
        2.2.3 GPC分析
        2.2.4 POSS-Br和共聚物的TGA测试
        2.2.5 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层的ATR-FTIR图谱
        2.2.6 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层的XRD测试
        2.2.7 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层XPS分析
        2.2.8 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层表面形貌分析
        2.2.9 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层表面润湿性能分析
        2.2.10 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层透射率测试
        2.2.11 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层防雾性能测试
        2.2.12 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层防覆冰潜在应用分析
        2.2.13 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层DSC测试
        2.2.14 含POSS两亲性嵌段共聚物SIPN涂层防雾/防覆冰机理研究
    2.3 本章小结
第3章 含POSS两亲性共聚物抑制天然气水合物形成的研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料和仪器
        3.1.2 两亲性共聚物POSS-P（VCap-co-VP-co-SBMA）的合成
        3.1.3 含POSS两亲性共聚物结构表征
        3.1.4 天然气水合物抑制剂性能表征
    3.2 结果与讨论
1H NMR分析">        3.2.1 含POSS两亲性共聚物的¹H NMR分析
        3.2.2 含POSS两亲性共聚物的FTIR分析
        3.2.3 含POSS两亲性共聚物的GPC分析
        3.2.4 含POSS两亲性共聚物的TGA分析
        3.2.5 天然气水合物诱导时间测试
        3.2.6 接触角分析
        3.2.7 ATR-FTIR分析
        3.2.8 DSC分析
        3.2.9 结冰过程
        3.2.10 水合物晶体形貌测试
        3.2.11 AAs性能测试
        3.2.12 防水合物聚集机理分析
    3.3 本章小结
第4章 全文结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]从自然到仿生到实际应用的超亲水表面[J]. 杨卧龙,纪献兵,徐进良.  化学进展. 2016(06)
[2]功能性POSS聚合物及其应用[J]. 张凯强,李博,赵蕴慧,李辉,袁晓燕.  化学进展. 2014(Z1)
[3]动力学抑制剂作用下天然气水合物生成过程的实验分析[J]. 赵欣,邱正松,江琳,孔祥云.  天然气工业. 2014(02)
[4]天然气水合物动力学抑制技术研究进展[J]. 樊栓狮,王燕鸿,郎雪梅.  天然气工业. 2011(12)
[5]防雾技术的研究进展——从表面工程到功能表面[J]. 刘湘梅,贺军辉.  化学进展. 2010(Z1)
[6]两亲性高聚物的研究进展[J]. 叶琳,张明祖,闻荻江.  山东轻工业学院学报(自然科学版). 2005(03)

硕士论文
[1]甜菜碱类凝胶的制备及其药物释放性能研究[D]. 刘琴.华南理工大学 2016



本文编号：3075266