有机-无机杂化超疏水材料的制备及性能研究
发布时间：2023-03-02 21:09
近年来,研究者受到大自然各种疏水现象的灵感启发,探究研发各种实现超疏水疏油性能的方法和材料,并将其应用于生产和生活,给实际生活带来了便利,也为解决工业生产中存在的一些问题提供了新途径。日常生活中,衣物突然浸脏影响个人形象的美观;文物保护方面,珍贵典籍受潮霉变会造成史文资料的缺失;建筑防护领域,木塑复材老化变质可能使建筑物坍塌引起人身伤害,这些问题需要预防或是解决。本论文采用传统自由基聚合方法合成聚合物,与氨基化纳米SiO2杂化制备超疏水疏油材料,并将其应用于棉织物、书刊纸和木塑复合材料的表面处理,探究最佳的构筑条件及改性材料的性能。研究结果具有良好的应用开发前景和实践意义。论文主要研究结果如下:(1)利用氨基化纳米SiO2与低氟环氧聚合物P(TFEMA-r-GMA)杂化组装制备的疏水材料。通过溶液浸渍的方法和最佳构筑条件制备的疏水棉织物(Hydrophobic cotton,简称HC),水接触角(Water contact angle,简称 WCA)最大为 150°±2°,水滚动角(Water rolling angle,简称WRA)最小为16°±2°。HC表面具备良好的疏水、耐酸碱和...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 选题背景
1.1.2 木塑复合材料表面润湿性研究
1.2 材料表面润湿基础理论
1.2.1 自然界中的超润湿现象
1.2.2 材料表面润湿现象基础理论
1.3 国内外构筑超润湿表面的制备方法
1.3.1 电化学方法
1.3.2 静电纺丝法
1.3.3 层层自组装法
1.3.4 溶胶凝胶法
1.3.5 蚀刻法
1.3.6 溶液浸涂法
1.3.7 其他方法
1.4 不同基材表面构建双疏性能的制备方法国内外研究现状
1.4.1 基于有机材料的低润湿表面材料
1.4.2 基于无机材料的低润湿表面材料
1.5 智能响应双疏材料的制备方法国内外研究进展
1.5.1 温度响应
1.5.2 光响应
1.5.3 磁响应
1.5.4 酸碱响应
1.5.5 溶剂响应
1.5.6 双重响应
1.6 论文研究内容及意义
1.6.1 本论文研究意义
1.6.2 本论文研究内容
2 改性纳米SiO2杂化低氟环氧聚合物构筑的疏水材料及其性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及仪器
2.2.2 改性纳米SiO2的制备
2.2.3 低氟环氧聚合物P(TFEMA-r-GMA)的制备
2.2.4 基底材料的预处理
2.2.5 不同构筑条件制备超疏水材料
2.3 样品测试与表征
2.3.1 红外光谱(FTIR)测试
2.3.2 改性材料表面的水接触角(WCA)和水滚动角(WRA)测试
2.3.3 改性材料表面其他测试
2.3.4 热重分析(TG)测试
2.3.5 扫描电镜(SEM)测试
2.4 结果与讨论
2.4.1 KH550 改性纳米SiO2红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析
2.4.2 低氟环氧聚合物P(TFEMA-r-GMA)红外光谱(FTIR)分析
2.4.3 构筑疏水木塑复合材料及其他材料的工艺优化
2.4.4 改性材料表面疏水构筑机理
2.4.5 改性材料表面银镜现象
2.4.6 疏水改性棉织物(HC)相关性能表征
2.4.7 疏水改性书刊纸(HBP)相关性能表征
2.4.8 疏水改性木塑复合材料(HWPC)相关性能表征
2.4.9 疏水改性材料热稳定性(TG)分析
2.4.10 疏水改性材料扫描电镜(SEM)分析
2.5 结论
3 改性纳米SiO2杂化高氟环氧聚合物构筑的超疏水材料及其性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及仪器
3.2.2 高氟环氧聚合物P(FOEMA-r-GMA)的制备
3.2.3 不同构筑条件制备超疏水材料
3.3 样品测试与表征
3.3.1 红外光谱(FTIR)测试
3.3.2 改性材料表面的水接触角(WCA)和水滚动角(WRA)测试
3.3.3 改性材料表面其他测试
3.3.4 热重分析(TG)测试
3.3.5 扫描电镜(SEM)测试、表面能谱分析(EDS)测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 红外光谱(FTIR)分析
3.4.2 构筑超疏水木塑复合材料及其他材料的工艺优化
3.4.3 超疏水改性棉织物(SHC)相关性能表征
3.4.4 超疏水书刊纸(SHBP)相关性能表征
3.4.5 超疏水木塑复合材料(SHWPC)相关性能表征
3.4.6 超疏水改性材料热稳定性
3.4.7 超疏水改性材料扫描电镜(SEM)分析
3.4.8 超疏水改性材料能谱(EDS)分析
3.5 结论
4 环境响应型低氟环氧聚合物构筑的疏水材料及其性能
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及仪器
4.2.2 环境响应低氟环氧聚合物P(DMAEMA-r-TFEMA-r-GMA)的制备
4.2.3 基底材料的预处理
4.2.4 环境响应型疏水材料的构筑条件优化
4.3 样品测试与表征
4.3.1 红外光谱(FTIR)测试
4.3.2 紫外光谱(UV-VIS)透过率测试
4.3.3 响应型疏水材料表面的水接触角(WCA)测试
4.3.4 响应型疏水改性材料环境响应性能测试
4.3.5 环境响应型疏水棉织物(RHC)油水分离测试
4.3.6 环境响应型疏水木塑复合材料(RHWPC)吸水测试
4.3.7 力学性能测试
4.3.8 热重分析(TG)测试
4.3.9 扫描电镜(SEM)测试、表面能谱分析(EDS)测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 环境响应型低氟环氧聚合物P(DMAEMA-r-TFEMA-r-GMA)红外光谱(FTIR)分析
4.4.2 环境响应型低氟环氧聚合物P(DMAEMA-r-TFEMA-r-GMA)的pH响应特性紫外光谱(UV-VIS)分析
4.4.3 不同构筑影响因素对疏水木塑复合材料、棉织物的WCA测试
4.4.4 疏水改性材料表面疏水构筑和环境响应机理
4.4.5 改性材料表面其他测试
4.4.6 疏水改性材料热稳定性(TG)分析
4.4.7 疏水木塑复合材料力学性能
4.4.8 疏水改性材料扫描电镜(SEM)分析
4.5 结论
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参与项目及研究成果
本文编号：3752629
【文章页数】：118 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 选题背景
1.1.2 木塑复合材料表面润湿性研究
1.2 材料表面润湿基础理论
1.2.1 自然界中的超润湿现象
1.2.2 材料表面润湿现象基础理论
1.3 国内外构筑超润湿表面的制备方法
1.3.1 电化学方法
1.3.2 静电纺丝法
1.3.3 层层自组装法
1.3.4 溶胶凝胶法
1.3.5 蚀刻法
1.3.6 溶液浸涂法
1.3.7 其他方法
1.4 不同基材表面构建双疏性能的制备方法国内外研究现状
1.4.1 基于有机材料的低润湿表面材料
1.4.2 基于无机材料的低润湿表面材料
1.5 智能响应双疏材料的制备方法国内外研究进展
1.5.1 温度响应
1.5.2 光响应
1.5.3 磁响应
1.5.4 酸碱响应
1.5.5 溶剂响应
1.5.6 双重响应
1.6 论文研究内容及意义
1.6.1 本论文研究意义
1.6.2 本论文研究内容
2 改性纳米SiO2杂化低氟环氧聚合物构筑的疏水材料及其性能
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及仪器
2.2.2 改性纳米SiO2的制备
2.2.3 低氟环氧聚合物P(TFEMA-r-GMA)的制备
2.2.4 基底材料的预处理
2.2.5 不同构筑条件制备超疏水材料
2.3 样品测试与表征
2.3.1 红外光谱(FTIR)测试
2.3.2 改性材料表面的水接触角(WCA)和水滚动角(WRA)测试
2.3.3 改性材料表面其他测试
2.3.4 热重分析(TG)测试
2.3.5 扫描电镜(SEM)测试
2.4 结果与讨论
2.4.1 KH550 改性纳米SiO2红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析
2.4.2 低氟环氧聚合物P(TFEMA-r-GMA)红外光谱(FTIR)分析
2.4.3 构筑疏水木塑复合材料及其他材料的工艺优化
2.4.4 改性材料表面疏水构筑机理
2.4.5 改性材料表面银镜现象
2.4.6 疏水改性棉织物(HC)相关性能表征
2.4.7 疏水改性书刊纸(HBP)相关性能表征
2.4.8 疏水改性木塑复合材料(HWPC)相关性能表征
2.4.9 疏水改性材料热稳定性(TG)分析
2.4.10 疏水改性材料扫描电镜(SEM)分析
2.5 结论
3 改性纳米SiO2杂化高氟环氧聚合物构筑的超疏水材料及其性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂及仪器
3.2.2 高氟环氧聚合物P(FOEMA-r-GMA)的制备
3.2.3 不同构筑条件制备超疏水材料
3.3 样品测试与表征
3.3.1 红外光谱(FTIR)测试
3.3.2 改性材料表面的水接触角(WCA)和水滚动角(WRA)测试
3.3.3 改性材料表面其他测试
3.3.4 热重分析(TG)测试
3.3.5 扫描电镜(SEM)测试、表面能谱分析(EDS)测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 红外光谱(FTIR)分析
3.4.2 构筑超疏水木塑复合材料及其他材料的工艺优化
3.4.3 超疏水改性棉织物(SHC)相关性能表征
3.4.4 超疏水书刊纸(SHBP)相关性能表征
3.4.5 超疏水木塑复合材料(SHWPC)相关性能表征
3.4.6 超疏水改性材料热稳定性
3.4.7 超疏水改性材料扫描电镜(SEM)分析
3.4.8 超疏水改性材料能谱(EDS)分析
3.5 结论
4 环境响应型低氟环氧聚合物构筑的疏水材料及其性能
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂及仪器
4.2.2 环境响应低氟环氧聚合物P(DMAEMA-r-TFEMA-r-GMA)的制备
4.2.3 基底材料的预处理
4.2.4 环境响应型疏水材料的构筑条件优化
4.3 样品测试与表征
4.3.1 红外光谱(FTIR)测试
4.3.2 紫外光谱(UV-VIS)透过率测试
4.3.3 响应型疏水材料表面的水接触角(WCA)测试
4.3.4 响应型疏水改性材料环境响应性能测试
4.3.5 环境响应型疏水棉织物(RHC)油水分离测试
4.3.6 环境响应型疏水木塑复合材料(RHWPC)吸水测试
4.3.7 力学性能测试
4.3.8 热重分析(TG)测试
4.3.9 扫描电镜(SEM)测试、表面能谱分析(EDS)测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 环境响应型低氟环氧聚合物P(DMAEMA-r-TFEMA-r-GMA)红外光谱(FTIR)分析
4.4.2 环境响应型低氟环氧聚合物P(DMAEMA-r-TFEMA-r-GMA)的pH响应特性紫外光谱(UV-VIS)分析
4.4.3 不同构筑影响因素对疏水木塑复合材料、棉织物的WCA测试
4.4.4 疏水改性材料表面疏水构筑和环境响应机理
4.4.5 改性材料表面其他测试
4.4.6 疏水改性材料热稳定性(TG)分析
4.4.7 疏水木塑复合材料力学性能
4.4.8 疏水改性材料扫描电镜(SEM)分析
4.5 结论
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参与项目及研究成果
本文编号：3752629
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3752629.html
