磺化聚醚醚酮类湿敏材料的设计及其湿度传感器的性能研究
发布时间：2020-12-08 15:03
本论文探究了磺化聚醚醚酮类聚合物用于湿度传感器领域的可能性和应用价值,因其具有优异的机械性能、良好的尺寸稳定性、更宽的工作区间和灵敏的低湿度响应能力等优点,被证明适合用作电阻型湿度传感器的感湿膜材料,制备高性能湿度传感器。1.首先通过后磺化的方法,制备了磺化聚醚醚酮材料（SPEEK）,并通过金属离子取代,探究了不同金属离子取代前后SPEEK聚合物的综合性能,感湿特性指标的测试结果表明:基于Ca2+取代后磺化型SPEEK的湿度传感器表现出最优异的综合性能。2.为了得到具有精确且更高磺化度（Ds）的SPEEK,探究聚合物的化学结构对其应用于湿度传感器的感湿特性的影响,采用直接合成法制备一系列具有不同Ds的主链型SPEEK。首次将主链型磺化聚醚醚酮应用于湿度传感器,扩大了SPEEK湿敏材料的相对湿度测试区间,并提高了其综合性能。我们发现:随着Ds的增加即聚合物链段中离子单体比例的增加,湿度传感器的湿滞先减小后增加。3.由于增加体系内亲水性位点可以降低聚电解质的湿滞效应,我们发现:在聚合物体系内引入聚醚类非离子亲水性化合物聚乙二醇（PEG）柔性链段,可以显著减小湿度传感器...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
内容提要
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 湿度及湿度传感器
1.2.1 湿度的定义及表示
1.2.2 湿度传感器的定义及特性参数
1.3 湿度传感器的发展现状及应用前景
1.4 湿度传感器的分类
1.4.1 陶瓷（半导体）类湿度传感器
1.4.2 有机高分子类湿度传感器
1.5 有机高分子湿敏材料
1.5.1 共轭导电高分子湿敏材料
1.5.2 聚电解质高分子湿敏材料
1.5.3 无机/有机高分子复合湿敏材料
1.6 聚醚醚酮类聚合物简介
1.6.1 聚醚醚酮的发展史
1.6.2 聚醚醚酮的性能
1.6.3 聚醚醚酮的应用领域
1.7 磺化聚醚醚酮类聚合物简介
1.7.1 磺化聚醚醚酮的合成方法
1.7.2 磺化聚醚醚酮的应用
1.7.3 磺化聚醚醚酮在湿度传感器领域的应用
1.8 本论文的设计思想
第2章 基于金属离子取代后磺化型磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 材料表征及测试方法
2.3 后磺化型磺化聚醚醚酮的合成及表征
2.3.1 SPEEK的合成
2.3.2 SPEEK的结构表征
2.3.3 金属离子取代SPEEK的制备
2.3.4 金属离子取代SPEEK的化学结构研究
2.3.5 金属离子取代SPEEK的热性能
2.3.6 金属离子取代SPEEK的水吸附行为研究
2.4 基于金属取代SPEEK的湿度传感器的制备及感湿特性测试
2.4.1 湿度传感器的制备
2.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
2.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
2.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
2.5 湿度传感器的感湿机理分析
2.6 本章小结
第3章 基于主链型磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 材料表征及测试方法
3.3 主链型磺化聚醚醚酮的合成及表征
3.3.1 SPEEK-x的合成
3.3.2 SPEEK-x的结构表征
3.3.3 SPEEK-x的微观结构研究
3.3.4 SPEEK-x的水吸附行为研究
3.4 基于SPEEK-x的湿度传感器的制备及感湿特性测试
3.4.1 湿度传感器的制备
3.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
3.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
3.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
3.5 湿度传感器的感湿机理分析
3.6 本章小结
第4章 基于掺杂LiCl的磺化聚醚醚酮/聚醚醚酮-聚乙二醇复合物的湿度传感器及其感湿特性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 材料表征及测试方法
4.3 磺化聚醚醚酮/聚醚醚酮-聚乙二醇复合物的合成及表征
2）的合成及表征"> 4.3.1 氯封端聚乙二醇单体（PEG-Cl2）的合成及表征
4.3.2 聚醚醚酮-聚乙二醇的合成及表征
4.3.3 SPEEK/PEEK-co-PEG复合物的制备
4.4 基于SPEEK/PEEK-co-PEG复合物的湿度传感器的制备及感湿特性测试
4.4.1 湿度传感器的制备
4.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
4.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
4.5 基于SPEEK/PEEK-co-PEG/LiCl的湿度传感器的制备及感湿特性测试
4.5.1 湿度传感器的制备
4.5.2 湿度传感器的感湿特性曲线
4.5.3 湿度传感器的湿滞曲线
4.5.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
4.6 湿度传感器的感湿机理分析
4.7 本章小结
2的磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究">第5章 基于掺杂CaCl2的磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 材料表征及测试方法
2复合材料的合成及表征"> 5.3 磺化聚醚醚酮/CaCl2复合材料的合成及表征
5.3.1 SPEEK的合成
5.3.2 SPEEK的结构表征
2 复合材料的制备"> 5.3.3 SPEEK/CaCl2 复合材料的制备
2 复合材料的微观结构研究"> 5.3.4 SPEEK/CaCl2 复合材料的微观结构研究
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2的湿度传感器的制备及感湿特性测试"> 5.4 基于SPEEK/CaCl2的湿度传感器的制备及感湿特性测试
5.4.1 湿度传感器的制备
5.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
5.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
5.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
5.5 湿度传感器的感湿机理分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 未来工作展望
参考文献
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface acoustic wave devices for sensor applications[J]. 刘博,陈晓,蔡华林,穆罕默德·阿里·穆罕默德,田祥光,陶璐琪,杨轶,任天令. Journal of Semiconductors. 2016(02)
博士论文
[1]用于质子交换膜的磺化聚醚醚酮的合成和性能研究[D]. 刘晨光.吉林大学 2005
硕士论文
[1]高分子纳米复合气湿敏材料和传感器研究[D]. 范开成.浙江大学 2015
[2]磺化聚芳醚酮聚合物静电纺丝行为研究[D]. 于雪峰.吉林大学 2009
本文编号：2905270
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
内容提要
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 湿度及湿度传感器
1.2.1 湿度的定义及表示
1.2.2 湿度传感器的定义及特性参数
1.3 湿度传感器的发展现状及应用前景
1.4 湿度传感器的分类
1.4.1 陶瓷（半导体）类湿度传感器
1.4.2 有机高分子类湿度传感器
1.5 有机高分子湿敏材料
1.5.1 共轭导电高分子湿敏材料
1.5.2 聚电解质高分子湿敏材料
1.5.3 无机/有机高分子复合湿敏材料
1.6 聚醚醚酮类聚合物简介
1.6.1 聚醚醚酮的发展史
1.6.2 聚醚醚酮的性能
1.6.3 聚醚醚酮的应用领域
1.7 磺化聚醚醚酮类聚合物简介
1.7.1 磺化聚醚醚酮的合成方法
1.7.2 磺化聚醚醚酮的应用
1.7.3 磺化聚醚醚酮在湿度传感器领域的应用
1.8 本论文的设计思想
第2章 基于金属离子取代后磺化型磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 材料表征及测试方法
2.3 后磺化型磺化聚醚醚酮的合成及表征
2.3.1 SPEEK的合成
2.3.2 SPEEK的结构表征
2.3.3 金属离子取代SPEEK的制备
2.3.4 金属离子取代SPEEK的化学结构研究
2.3.5 金属离子取代SPEEK的热性能
2.3.6 金属离子取代SPEEK的水吸附行为研究
2.4 基于金属取代SPEEK的湿度传感器的制备及感湿特性测试
2.4.1 湿度传感器的制备
2.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
2.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
2.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
2.5 湿度传感器的感湿机理分析
2.6 本章小结
第3章 基于主链型磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 材料表征及测试方法
3.3 主链型磺化聚醚醚酮的合成及表征
3.3.1 SPEEK-x的合成
3.3.2 SPEEK-x的结构表征
3.3.3 SPEEK-x的微观结构研究
3.3.4 SPEEK-x的水吸附行为研究
3.4 基于SPEEK-x的湿度传感器的制备及感湿特性测试
3.4.1 湿度传感器的制备
3.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
3.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
3.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
3.5 湿度传感器的感湿机理分析
3.6 本章小结
第4章 基于掺杂LiCl的磺化聚醚醚酮/聚醚醚酮-聚乙二醇复合物的湿度传感器及其感湿特性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 材料表征及测试方法
4.3 磺化聚醚醚酮/聚醚醚酮-聚乙二醇复合物的合成及表征
2）的合成及表征"> 4.3.1 氯封端聚乙二醇单体（PEG-Cl2）的合成及表征
4.3.2 聚醚醚酮-聚乙二醇的合成及表征
4.3.3 SPEEK/PEEK-co-PEG复合物的制备
4.4 基于SPEEK/PEEK-co-PEG复合物的湿度传感器的制备及感湿特性测试
4.4.1 湿度传感器的制备
4.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
4.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
4.5 基于SPEEK/PEEK-co-PEG/LiCl的湿度传感器的制备及感湿特性测试
4.5.1 湿度传感器的制备
4.5.2 湿度传感器的感湿特性曲线
4.5.3 湿度传感器的湿滞曲线
4.5.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
4.6 湿度传感器的感湿机理分析
4.7 本章小结
2的磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究">第5章 基于掺杂CaCl2的磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 材料表征及测试方法
2复合材料的合成及表征"> 5.3 磺化聚醚醚酮/CaCl2复合材料的合成及表征
5.3.1 SPEEK的合成
5.3.2 SPEEK的结构表征
2 复合材料的制备"> 5.3.3 SPEEK/CaCl2 复合材料的制备
2 复合材料的微观结构研究"> 5.3.4 SPEEK/CaCl2 复合材料的微观结构研究
2 复合材料的热性能"> 5.3.5 SPEEK/CaCl2 复合材料的热性能
2的湿度传感器的制备及感湿特性测试"> 5.4 基于SPEEK/CaCl2的湿度传感器的制备及感湿特性测试
5.4.1 湿度传感器的制备
5.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线
5.4.3 湿度传感器的湿滞曲线
5.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试
5.5 湿度传感器的感湿机理分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 未来工作展望
参考文献
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface acoustic wave devices for sensor applications[J]. 刘博,陈晓,蔡华林,穆罕默德·阿里·穆罕默德,田祥光,陶璐琪,杨轶,任天令. Journal of Semiconductors. 2016(02)
博士论文
[1]用于质子交换膜的磺化聚醚醚酮的合成和性能研究[D]. 刘晨光.吉林大学 2005
硕士论文
[1]高分子纳米复合气湿敏材料和传感器研究[D]. 范开成.浙江大学 2015
[2]磺化聚芳醚酮聚合物静电纺丝行为研究[D]. 于雪峰.吉林大学 2009
本文编号：2905270
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