本文關(guān)鍵詞： 刺激響應(yīng) 液相內(nèi)貯 溫敏 電化學(xué)響應(yīng) 納米二氧化硅　出處：《武漢理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：應(yīng)答型材料泛指能對外界刺激做出響應(yīng)的一系列功能材料,也稱作刺激響應(yīng)型材料或機敏材料。當(dāng)外界環(huán)境因素如光、溫度、pH、離子強度、電場和磁場等發(fā)生變化時,材料的自身性質(zhì)如相態(tài)、形狀、表面能、反應(yīng)速率、滲透速率或識別特性等也隨之會發(fā)生變化。近些年來,人們對響應(yīng)型材料研究及應(yīng)用取得了長足進展。目前已有的聚合物基刺激響應(yīng)型材料類型主要包括pH響應(yīng)型、溫度響應(yīng)型、光響應(yīng)型、葡萄糖響應(yīng)型和場響應(yīng)型等。此類功能材料的應(yīng)用十分廣泛,已有大量文獻報道,在藥物釋放、生物工程、化學(xué)催化等各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。目前,以水凝膠為代表的多數(shù)響應(yīng)型材料,在接受外界刺激的同時,會發(fā)生顯著的體積形變、收縮、塌陷甚至解體等。這樣的特性一方面可以善加利用滿足實際需求,如制做一種如人眼晶狀體一般的響應(yīng)型光學(xué)透鏡或者在一定條件下的釋藥載體。另一方面,由于大范圍的體積收縮、形變等因素,材料會將內(nèi)部的溶劑排出,導(dǎo)致對外界物質(zhì)的依賴性,如水凝膠必須置于水中才能由收縮態(tài)重新恢復(fù)成溶脹態(tài)。再者,過度形變也會影響材料在一些固態(tài)器件中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。所以,研究材料的非形變應(yīng)答機制能填補當(dāng)前研究領(lǐng)域的空白,解決材料對外界物質(zhì)的依賴性以及在固態(tài)器件中的應(yīng)用問題。從聚合物類應(yīng)答材料本身而言,形變的本質(zhì)在于相分離過程中鏈段強烈卷曲或伸縮導(dǎo)致大范圍、高程度的形變,因而材料整體外觀出現(xiàn)“垮塌”。所以制備非形變類刺激響應(yīng)型材料的難點在于改善這種強烈的相分離并一定程度抑制鏈段的伸縮。本文從Flory-Huggins晶格理論出發(fā),推導(dǎo)出控制共混體系熵值的一般條件,并通過這一點成功制備了一系列響應(yīng)過程中無畸變的應(yīng)答材料。掃描電鏡照片所呈現(xiàn)的大量微孔結(jié)構(gòu)表明,材料主要以一種“對內(nèi)”的形式發(fā)生相變。在響應(yīng)過程中,聚集的液相形成大量微小的液滴貯存于材料中,故本文稱其為微觀液相內(nèi)貯式相變材料。常規(guī)響應(yīng)型水凝膠材料由于在相變過程中會發(fā)生嚴重的收縮或塌陷,常常需要在溶劑中才能再次溶脹還原為初態(tài),但內(nèi)貯式相變材料由于具有將液相直接貯存于自身內(nèi)部的特點,避免了對外界溶劑的依賴性。這樣的特點將使得這類材料更適合應(yīng)用在一些固態(tài)的器件中,如固態(tài)電解質(zhì),超級電容器等。為此,本工作將離子液體加入內(nèi)貯式材料中賦予其額外的導(dǎo)電性能,研究發(fā)現(xiàn),在不同溫度的誘導(dǎo)下,材料阻抗能發(fā)生極大的變化�；谶@一點,這類材料很有可能成為一種新型的敏感型固態(tài)電解質(zhì)。作為應(yīng)答材料,其應(yīng)答條件的可控也是本文重點探討的內(nèi)容之一,本文通過在聚合過程中添加在異丙醇中穩(wěn)定分散的納米二氧化硅,并在二氧化硅表面修飾不同的可聚合官能團,成功調(diào)整了材料內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)的形貌與尺寸,從而實現(xiàn)應(yīng)答條件的部分可控。最后,本文也對內(nèi)貯式相變材料的其他功能特性進行了拓展研究。例如,該類材料在相變前后由于小分子液相充分擴散進入聚合物(PMMA)鏈段中,產(chǎn)生了玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變,故利用這一點可以制備聚合物記憶材料。此外,在混有離子液體的樣品中,發(fā)現(xiàn)了該類材料較強的斷面自修復(fù)行為。這些都為將來開發(fā)多功能應(yīng)答材料打下良好的基礎(chǔ)。
[Abstract]:A series of functional materials that respond to external stimuli are commonly referred to as stimulus response type materials or smart materials . In recent years , the material properties such as phase , temperature , pH , ionic strength , electric field and magnetic field have been widely used . In this paper , a new type of sensitive solid electrolyte can be prepared by adding ionic liquid into internal storage material . It is found that this kind of material can be a new type of sensitive solid electrolyte under the induction of different temperatures . It has been found that this kind of material can be a new type of sensitive solid electrolyte .

【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB34

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本文編號：1496905