聚苯乙烯基2D/3D胶体光子晶体的结构调控和光学性能

发布时间：2020-12-05 22:18

　　胶体光子晶体,是受自然界中光子晶体结构的启发、通过单分散乳胶粒的自组装而形成,呈现出的颜色鲜艳,色彩饱和度高,可作为检测特定分析物的化学和生物传感器。但传统以苯乙烯（St）为基体的光子晶体膜存在功能单一、脆性高、难揭膜、响应慢等不足。本文通过无皂乳液聚合制得两种单分散性的功能性微球聚（苯乙烯-co-烯丙胺）（Poly（St-co-AA））和聚（苯乙烯-co-N-羟甲基丙烯酰胺）（Poly（St-co）-NMA）),分别采用针尖法和垂直沉降法构筑了 2D光子晶体纳米复合凝胶传感器和无裂纹的自交联3D光子晶体,并对其化学组成、粒径大小和分布、响应性能和光学性能进行了研究,主要开展了如下两部分工作:（1）借鉴纳米复合思想,将以无机纳米黏土硅酸镁锂（LMSH）为物理交联剂的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（Poly（NIPAm/LMSH））纳米复合水凝胶与2DPoly（St-co-AA）光子晶体相结合,制得温度响应性敏感和溶胀速率快的2D光子晶体纳米复合凝胶膜。确证了产物的化学组成,系统研究了引发剂浓度和AA/St体积比对Poly（St-co-AA）微球水动力学直径（DH）、多分散性指数（PDI）、微... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 光子晶体
        1.1.1 光子晶体的概念
        1.1.2 光子晶体的特性
        1.1.3 光子晶体的成色机理
    1.2 胶体光子晶体
        1.2.1 聚苯乙烯光子晶体
        1.2.2 N-轻甲基丙烯酰胺基光子晶体
        1.2.3 胶体光子晶体的制备
    1.3 光子晶体的应用
        1.3.1 化学和生物传感器
        1.3.2 织物染色
        1.3.3 喷墨打印
    1.4 本课题的设想和主要研究内容
第二章 温度响应性聚（苯乙烯-co-烯丙胺）光子晶体纳米复合凝胶膜及其光学性能
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 Poly（St-co-AA）微球的制备
        2.2.4 载玻片的清洗处理
        2.2.5 单层光子晶体的制备
        2.2.6 Poly（St-co-AA）光子晶体纳米复合凝胶膜的制备
        2.2.7 德拜环测试原理
        2.2.8 测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Poly（St-co-AA）微球的结构确证和分析
        2.3.2 Poly（St-co-AA）微球的结晶结构分析
        2.3.3 Poly（St-co-AA）微球的粒径分析
        2.3.4 Poly（St-co-AA）微球的形貌分析
        2.3.5 2D Poly（St-co-AA）单层光子晶体的外观和表面形貌
        2.3.6 光子晶体纳米复合凝胶膜的外观和内部形貌
        2.3.7 2D光子晶体纳米复合凝胶膜的温敏性
        2.3.8 不同观察角度2D光子晶体纳米复合凝胶膜的颜色变化
        2.3.9 德拜衍射环测试2D阵列中微球间距的变化
        2.3.10 2D光子晶体纳米复合凝胶膜溶胀不同时间的反射率
    2.4 本章小结
第三章 聚（苯乙烯-co-N-轻甲基丙烯酰胺）微球及其无裂纹3D光子晶体膜
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 Poly（St-co-NMA）微球的制备
        3.2.4 3D光子晶体的制备
        3.2.5 测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Poly（St-co-NMA）微球的结构确证
        3.3.2 PSN微球的粒径大小和单分散性
        3.3.3 Poly（St-co-NMA）微球的形貌
        3.3.4 水平沉积法制备3D光子晶体
        3.3.5 冷冻干燥法制备3D光子晶体
        3.3.6 垂直沉积法制备3D光子晶体膜
    3.4 本章小结
第四章 全文总结
参考文献
硕士生期间发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]SiO2胶体微球在蚕丝织物上的重力沉降自组装条件研究[J]. 周岚,陈洋,吴玉江,龙泷,邵建中.  蚕业科学. 2016(03)
[2]SiO2胶体微球在真丝织物上的垂直沉积自组装研究[J]. 周岚,丁姣,吴玉江,董凌翔,邵建中.  丝绸. 2016(05)
[3]二氧化硅光子晶体在涤纶织物上的结构生色[J]. 吴玉江,刘国金,李义臣,邵建中,周岚.  纺织学报. 2015(10)
[4]蛋白石、反蛋白石结构光子晶体的制备进展[J]. 王金权,吴媛媛,冀晓媛,纪立军,张明,陈小兵.  材料导报. 2014(17)
[5]聚苯乙烯微球模板法制备反蛋白石型光子晶体水凝胶薄膜[J]. 伊东,肖殷,王世荣,李祥高.  功能材料. 2014(03)
[6]具有光子晶体结构色的蚕丝织物制备及性能表征[J]. 付国栋,刘国金,黄江峰,周岚,邵建中.  蚕业科学. 2013(03)
[7]无皂乳液聚合法制备单分散聚苯乙烯微球[J]. 朱雯,黄芳婷,董观秀,张明.  功能材料. 2012(06)
[8]仿生制备功能性聚合物光子晶体[J]. 张佑专,李志荣,郑咏梅,王京霞,宋延林,江雷.  高分子学报. 2010(11)
[9]尺寸可控的单分散聚苯乙烯微球的制备[J]. 于娜,刘崇举,单妍,陈克正.  青岛科技大学学报(自然科学版). 2010(04)
[10]可再分散乳胶粉用NMA-苯丙乳液的合成及性能[J]. 周利庄,司徒粤,蓝仁华,夏正斌,陈焕钦.  混凝土. 2010(05)



本文编号：2900182