双重响应型超疏水材料的制备及性能研究

发布时间：2021-10-27 18:27

　　由于特殊的浸润性,超疏水材料得到了广泛的研究。但这其中也不乏一些问题的存在,如以不环保的含氟物质为原材料、涂层与基底间的附着性低等。另外,工业生产中的含油废水对环境产生了不利影响,而当前用于分离的方法复杂且成本高。因此,利用低成本且环保的材料制备耐久性良好的智能响应超疏水涂层意义重大。本文将3-（三甲氧基甲硅烷基）丙基丙烯酸酯（TSPM）、甲基丙烯酸正丁酯（BMA）和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）合成三嵌段共聚物,与二氧化硅纳米粒子/聚二甲基硅氧烷（SiO2 NPs/PDMS）共混得到无氟超疏水涂层,通过浸涂将其用于纸张表面。通过SEM证明改性后涂层表面的粗糙度有效增加,利用1H NMR和FTIR分析聚合物结构,XPS结果呈现纸张表面组成的变化,通过性能测试分析纸张的自清洁和耐磨损性能。为得到响应性的超疏水纸张,引入pH响应单体甲基丙烯酸2-（二甲基氨基）乙酯（DMAEMA）合成共聚物,而后与SiO2 NPs/PDMS共混获得pH响应的超疏水纸张。测量纸张在不同pH下的接触角,结果表明纸张在中碱性环境下可保持超疏水状态不变,而在酸性条件下会转变为亲水状态。对油水分离的效率、通量及循环使用... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 超疏水材料的理论基础
    1.2 智能响应超疏水材料
        1.2.1 pH响应超疏水材料
        1.2.2 温度响应超疏水材料
        1.2.3 光响应超疏水材料
    1.3 超疏水材料的应用研究
        1.3.1 在油水分离方面的应用
        1.3.2 在防污、自清洁方面的应用
        1.3.3 在防潮、抗菌包装领域的应用
        1.3.4 在燃料电池领域的应用
    1.4 课题的研究意义与内容
2 无氟超疏水纸张的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与设备
        2.2.2 无氟超疏水纸张的制备
        2.2.3 表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 纸张的表面形貌分析
        2.3.2 共聚物的核磁共振氢谱图分析
        2.3.3 红外光谱分析
        2.3.4 纸张表面元素分析
        2.3.5 共聚物与SiO_2 NPs/PDMS的比例对涂层疏水性能的影响
        2.3.6 耐磨性能分析
        2.3.7 自清洁性能
        2.3.8 油水分离性能测试
    2.4 本章小结
3 pH响应无氟超疏水纸张的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与设备
        3.2.2 pH响应超疏水纸张的制备
        3.2.3 表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 纸张的表面形貌分析
        3.3.2 共聚物的核磁共振氢谱图分析
        3.3.3 红外光谱分析
        3.3.4 纸张表面元素分析
        3.3.5 热重分析
        3.3.6 单体比例对超疏水表面润湿性及pH响应性的影响
        3.3.7 纸张表面润湿性能及pH响应性能分析
        3.3.8 油水分离性能测试
    3.4 本章小结
4 双重响应超疏水纸张的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与设备
        4.2.2 pH和温度双重响应超疏水纸张的制备
        4.2.3 表征方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 纸张的表面形貌分析
        4.3.2 红外光谱分析
        4.3.3 纸张表面元素分析
        4.3.4 热重分析
        4.3.5 温度响应性能分析
        4.3.6 pH响应性能分析
        4.3.7 机理分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种两亲性共聚物的合成及其对PVDF膜的改性研究[J]. 李妍,周晓吉,沈舒苏,杨晶晶,白仁碧.  膜科学与技术. 2016(06)
[2]环氧含氟聚合物对棉纤维的改性及其超疏水/疏油表面性能研究[J]. 邹海良,林树东,李妃,杨公华,胡继文.  纤维素科学与技术. 2014(03)

博士论文
[1]环保型超疏水抗潮功能纸张的研究[D]. 章伟伟.华南理工大学 2014



本文编号：3462127