近红外响应石墨烯—聚合物水凝胶的制备及性能
发布时间：2021-03-23 10:53
软物质驱动材料是一类可以对外界刺激做出机械运动的材料,水凝胶可以对外界的:p H、温度、电场、光和离子强度等轻微的变化产生体积相转变,是一种很有前景的软物质驱动材料。但是目前仍有一些问题限制水凝胶在软物质驱动器领域的应用,如传统化学交联水凝胶的强度较弱、大部分水凝胶不具有很快的响应速度。因此,本工作研究的基本思路是首先克服锂藻土易聚集沉淀的缺点,制备稳定的锂藻土和氧化石墨烯（GO）的混合分散液,在GO-聚合物水凝胶中加入锂藻土作为增强剂,制备高强度的GO-聚合物复合水凝胶;然后利用GO对近红外（NIR）的高效吸收,设计双层结构水凝胶实现水凝胶的快速响应和各向异性弯曲;再者,利用GO对NIR激光的高效吸收,使水凝胶快速升温实现高强度GO-聚（N,N-二甲基丙烯酰胺）（PDMAA）复合水凝胶的快速自修复;最后将GO-聚丙烯酰胺（PAAm）物理交联网络与海藻酸-Ca2+交联网络相结合,制备力学性能优异的GO-聚合物双网络（DN）水凝胶。本工作的主要内容和结果如下:1.通过N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）单体在GO和锂藻土分散液中原位聚合的方法制备了GO-锂藻土-PNIPAm复合水凝胶。我们发...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 水凝胶的功能化及应用
1.2 高力学性能水凝胶
1.2.1 NC水凝胶
1.2.2 其他高力学性能水凝胶
1.3 刺激响应水凝胶
1.4 水凝胶驱动器
1.4.1 水凝胶的各向同性形变
1.4.2 水凝胶的各向异性形变
1.5 自修复水凝胶
1.6 聚合物-石墨烯复合水凝胶
1.6.1 石墨烯和氧化石墨烯
1.6.2 高强度GO-聚合物复合水凝胶
1.6.3 红外和温度响应GO-聚合物复合水凝胶
1.6.4 自修复GO-聚合物复合水凝胶
1.7 本工作的目的与内容
第二章 锂藻土增强的高强度、温敏性石墨烯-PNIPAm复合水凝胶
2.1 引言
2.2 试验部分
2.2.1 原料与试剂
2.2.2 GO的合成
2.2.3 GO复合水凝胶的制备
2.2.4 GO的表征
2.2.5 水凝胶的表征
2.2.6 水凝胶的力学性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 GO的表征
2.3.2 GO复合水凝胶的力学性能
2.3.3 GO复合水凝胶的温敏性
2.3.4 还原GO （rGO）复合水凝胶的特性
2.4 本章小结
第三章 基于GO-PNIPAm纳米复合水凝胶的IR驱动器
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 GO的合成
3.2.3 双层纳米复合水凝胶的合成
3.2.4 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 IR照射引发的温度上升
3.3.2 GO-PNIPAm NC水凝胶的温敏性
3.3.3 水凝胶的IR驱动弯曲
3.3.4 双层NC凝胶的驱动行为
3.4 本章小结
第四章NIR激光诱导快速自修复GO-锂藻土-PDMAA复合水凝胶
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料和试剂
4.2.2 GO的合成
4.2.3 GO-锂藻土-PDMAA复合水凝胶的合成
4.2.4 分析测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 温度的快速升高
4.3.2 快速自修复
4.3.3 自修复水凝胶的应用
4.4 本章小结
第五章 高强度GO-PAAm/海藻酸-Ca2+ DN水凝胶
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料与试剂
5.2.2 GO的合成
5.2.3 复合水凝胶的合成
5.2.4 分析测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 GO-PAAm复合水凝胶
5.3.2 GO-PAAm -海藻酸复合水凝胶
5.3.3 GO-PAAm-海藻酸复合水凝胶的自修复
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3095669
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 水凝胶的功能化及应用
1.2 高力学性能水凝胶
1.2.1 NC水凝胶
1.2.2 其他高力学性能水凝胶
1.3 刺激响应水凝胶
1.4 水凝胶驱动器
1.4.1 水凝胶的各向同性形变
1.4.2 水凝胶的各向异性形变
1.5 自修复水凝胶
1.6 聚合物-石墨烯复合水凝胶
1.6.1 石墨烯和氧化石墨烯
1.6.2 高强度GO-聚合物复合水凝胶
1.6.3 红外和温度响应GO-聚合物复合水凝胶
1.6.4 自修复GO-聚合物复合水凝胶
1.7 本工作的目的与内容
第二章 锂藻土增强的高强度、温敏性石墨烯-PNIPAm复合水凝胶
2.1 引言
2.2 试验部分
2.2.1 原料与试剂
2.2.2 GO的合成
2.2.3 GO复合水凝胶的制备
2.2.4 GO的表征
2.2.5 水凝胶的表征
2.2.6 水凝胶的力学性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 GO的表征
2.3.2 GO复合水凝胶的力学性能
2.3.3 GO复合水凝胶的温敏性
2.3.4 还原GO （rGO）复合水凝胶的特性
2.4 本章小结
第三章 基于GO-PNIPAm纳米复合水凝胶的IR驱动器
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 GO的合成
3.2.3 双层纳米复合水凝胶的合成
3.2.4 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 IR照射引发的温度上升
3.3.2 GO-PNIPAm NC水凝胶的温敏性
3.3.3 水凝胶的IR驱动弯曲
3.3.4 双层NC凝胶的驱动行为
3.4 本章小结
第四章NIR激光诱导快速自修复GO-锂藻土-PDMAA复合水凝胶
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料和试剂
4.2.2 GO的合成
4.2.3 GO-锂藻土-PDMAA复合水凝胶的合成
4.2.4 分析测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 温度的快速升高
4.3.2 快速自修复
4.3.3 自修复水凝胶的应用
4.4 本章小结
第五章 高强度GO-PAAm/海藻酸-Ca2+ DN水凝胶
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料与试剂
5.2.2 GO的合成
5.2.3 复合水凝胶的合成
5.2.4 分析测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 GO-PAAm复合水凝胶
5.3.2 GO-PAAm -海藻酸复合水凝胶
5.3.3 GO-PAAm-海藻酸复合水凝胶的自修复
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3095669
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