单分子链聚苯乙烯的制备及其玻璃化转变行为的研究
发布时间：2023-03-22 17:55
随着纳米技术的快速发展,聚合物纳米材料引起了人们的广泛关注,已成为材料研究的热点。聚合物纳米材料的性能取决于其分子运动行为。聚合物单链颗粒是聚合物体系所能提供的最小颗粒,也是纳米受限的极限状态。研究聚合单链凝聚态有助于我们从一种新角度深刻认识高分子材料的结构、形态及各种力学性质,帮助我们从分子水平上理解聚合物分子运动,为纳米器件的制备以及高性能纳米材料的开发提供理论指导和技术支持。但目前开展的相关实验研究屈指可数,一个重要原因是高分子单链样品的制备与表征困难,制约了其实验与理论研究的发展。本文利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在超低引发剂密度的功能化基底表面制备了不同分子量的聚苯乙烯(PS)单链样品。通过在反应溶液中加入自由引发剂以获得自由的PS分子,对单链PS的分子量进行估算。利用原子力显微镜(AFM)的定量纳米力学性能成像测量模式(PeakForce QNM)结合原位升温技术,监测升温过程中单链PS颗粒粘附力的变化(其转折点与玻璃化转变温度相关)以研究其玻璃化转变行为。以不同厚度的聚苯乙烯(PS)薄膜为研究对象,通过椭圆偏振光谱仪对该方法的可行性进行了验证。此外,还研...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 玻璃化转变理论
1.2.1 自由体积理论
1.2.2 热力学理论
1.2.3 动力学理论
1.3 单链聚合物的制备及表征
1.3.1 单链聚合物的制备方法
1.3.1.1 微乳液聚合法
1.3.1.2 物理方法
1.3.1.3 自交联法
1.3.1.4 化学接枝法
1.3.2 单链聚合物的形态与力学性质的表征
1.3.2.1 单分子链的形态表征
1.3.2.2 单分子链力学性质的表征
1.4 单链聚合物玻璃化转变行为及其影响因素的研究进展
1.4.1 单链聚合物玻璃化转变行为的研究进展
1.4.1.1 单链聚合物的Tg低于本体
1.4.1.2 单链聚合物的Tg高于本体
1.4.1.3 单链聚合物的Tg与本体相同
1.4.2 单链聚合物玻璃化转变行为的影响因素
1.4.2.1 自由表面效应
1.4.2.2 基底/界面效应
1.4.2.3 缠结因素
1.4.2.4 构象熵效应
1.5 课题提出
第二章 单分子链聚苯乙烯的制备及表征
2.1 实验部分
2.1.1 原料与试剂
2.1.2 原料纯化
2.1.3 超低引发剂功能化基底的制备
2.1.4 聚苯乙烯单分子链的制备及分子量的测定
2.1.5 功能化基底与单链聚苯乙烯结构的表征
2.2 结果与讨论
2.2.1 基底表面的功能化与表征
2.2.2 聚苯乙烯单分子链合成与表征
2.2.2.1 不同密度聚苯乙烯分子刷的制备与表征
2.2.2.2 单分子链聚苯乙烯的证明
2.2.2.3 单分子链聚苯乙烯的尺寸及形态表征
2.2.2.4 不同分子量单链聚苯乙烯的制备
2.3 结论
第三章 单分子链聚苯乙烯玻璃化转变行为的研究
3.1 实验部分
3.1.1 原料与试剂
3.1.2 硅片的清洗
3.1.3 聚苯乙烯(PS)薄膜的制备
3.1.4 单链聚苯乙烯样品玻璃化转变行为的表征
3.1.5 聚苯乙烯薄膜玻璃化转变温度的测定
3.2 结果与讨论
3.2.1 单链聚苯乙烯颗粒玻璃化转变行为的研究
3.2.1.1 单链聚苯乙烯颗粒的平衡态的确定
3.2.1.2 单链聚苯乙烯玻璃化转变的表征
3.2.1.3 粘附力测定单链聚苯乙烯颗粒Tg表征方法的可行性验证
3.2.2 分子量对单链聚乙烯颗粒玻璃化转变温度的影响
3.2.3 影响单链聚苯乙烯颗粒玻璃化转变温度的因素分析
3.2.4 单链聚苯乙烯颗粒Tg高于相同尺度薄膜的原因分析
3.3 结论
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3767322
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 玻璃化转变理论
1.2.1 自由体积理论
1.2.2 热力学理论
1.2.3 动力学理论
1.3 单链聚合物的制备及表征
1.3.1 单链聚合物的制备方法
1.3.1.1 微乳液聚合法
1.3.1.2 物理方法
1.3.1.3 自交联法
1.3.1.4 化学接枝法
1.3.2 单链聚合物的形态与力学性质的表征
1.3.2.1 单分子链的形态表征
1.3.2.2 单分子链力学性质的表征
1.4 单链聚合物玻璃化转变行为及其影响因素的研究进展
1.4.1 单链聚合物玻璃化转变行为的研究进展
1.4.1.1 单链聚合物的Tg低于本体
1.4.1.2 单链聚合物的Tg高于本体
1.4.1.3 单链聚合物的Tg与本体相同
1.4.2 单链聚合物玻璃化转变行为的影响因素
1.4.2.1 自由表面效应
1.4.2.2 基底/界面效应
1.4.2.3 缠结因素
1.4.2.4 构象熵效应
1.5 课题提出
第二章 单分子链聚苯乙烯的制备及表征
2.1 实验部分
2.1.1 原料与试剂
2.1.2 原料纯化
2.1.3 超低引发剂功能化基底的制备
2.1.4 聚苯乙烯单分子链的制备及分子量的测定
2.1.5 功能化基底与单链聚苯乙烯结构的表征
2.2 结果与讨论
2.2.1 基底表面的功能化与表征
2.2.2 聚苯乙烯单分子链合成与表征
2.2.2.1 不同密度聚苯乙烯分子刷的制备与表征
2.2.2.2 单分子链聚苯乙烯的证明
2.2.2.3 单分子链聚苯乙烯的尺寸及形态表征
2.2.2.4 不同分子量单链聚苯乙烯的制备
2.3 结论
第三章 单分子链聚苯乙烯玻璃化转变行为的研究
3.1 实验部分
3.1.1 原料与试剂
3.1.2 硅片的清洗
3.1.3 聚苯乙烯(PS)薄膜的制备
3.1.4 单链聚苯乙烯样品玻璃化转变行为的表征
3.1.5 聚苯乙烯薄膜玻璃化转变温度的测定
3.2 结果与讨论
3.2.1 单链聚苯乙烯颗粒玻璃化转变行为的研究
3.2.1.1 单链聚苯乙烯颗粒的平衡态的确定
3.2.1.2 单链聚苯乙烯玻璃化转变的表征
3.2.1.3 粘附力测定单链聚苯乙烯颗粒Tg表征方法的可行性验证
3.2.2 分子量对单链聚乙烯颗粒玻璃化转变温度的影响
3.2.3 影响单链聚苯乙烯颗粒玻璃化转变温度的因素分析
3.2.4 单链聚苯乙烯颗粒Tg高于相同尺度薄膜的原因分析
3.3 结论
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢
本文编号：3767322
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3767322.html
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