【摘要】：pH敏感材料屬于智能材料,智能材料是可以主動對周圍變化做出響應,智能材料種類很多,例如金屬材質(zhì),非金屬材質(zhì)、高分子材料、光敏智能高分子材料、pH敏感高分子材料。敏感性高分子聚合物是當外界發(fā)生變化(比如pH、溫度),聚合物相當于“指示器”一樣,將外界的變化以它特有的形式反饋出來。科學家通過不斷的實驗發(fā)現(xiàn)敏感材料可以在釋放藥物和蛋白質(zhì)分離方面有所應用,將來必將在患者藥物控釋和生物體治療研究上大有可為。聚甲基丙烯酸(PMAA)的單體是甲基丙烯酸,它是在環(huán)境敏感領(lǐng)域廣泛應用的一種材料,,尤其是在pH敏感性方面。聚甲基丙烯酸的單體α-甲基丙烯酸,它的分子結(jié)構(gòu)中的羧基具有可解離的羧基,當周圍pH發(fā)生改變時,羧基可以獲取或失去質(zhì)子,周圍環(huán)境呈酸性,羧基呈非解離的-COOH,相鄰的羧基間會形成氫鍵使得α-甲基丙烯酸呈收縮狀態(tài);而當pH值升高后的環(huán)境中,羧基便釋放質(zhì)子解離成—COO-而失去了氫鍵的作用。本論文實驗的合成部分,是以正二十烷作為芯材相變材料,借助甲基丙烯酸甲酯(MMA)的熱傳導性和穩(wěn)定性,還有甲基丙烯酸(MAA)羥基對pH敏感的特性,將二者聚合物作為微膠囊的外層壁材,實現(xiàn)共聚物對正二十烷芯材包覆,將正二十烷微膠囊化。實驗過程分別用到了表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)、甲基丙烯酸甲脂(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)、引發(fā)劑分別是過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈(AIBN)、過硫酸鉀。研究了一定范圍表面活性劑濃度、不同的攪拌速率、正二十烷與單體的質(zhì)量對比對于微膠囊表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和相變性能的影響。在論文實驗的表征部分,使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察微膠囊的表面形貌;透射顯微鏡是可以從微觀表現(xiàn)微膠囊的微觀結(jié)構(gòu);X射線能譜分析(EDAX)可以進一步分析出微膠囊的元素組成成分和各種元素的含量;X射線光電子能譜分析(XPS)能夠分析出微膠囊的化學元素組成;差示掃描量熱儀(DSC)和熱失重分析(TGA)可以直觀的表現(xiàn)出微膠囊對相變材料的包覆率、耐久性和熱穩(wěn)定性;通過紅外熱成像儀分析對微膠囊的太陽能的光熱轉(zhuǎn)化效率;通過核磁共振(NMR)測試共聚物的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)單元的鏈接方式。通過實驗過程中有效的表征儀器分析制備聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸包覆正二十烷的微膠囊的最佳合成條件是表面活性劑濃度為0.2mol.L-1,攪拌速度為350r/min,,在上述條件下合成的微膠囊具有了比較好的核-殼結(jié)構(gòu),微膠囊的微觀形貌為表面光滑的圓球。在最佳的合成條件下制備的微膠囊具有良好的相變性能、熱穩(wěn)定性、耐久性、抗?jié)B透性,能夠更好的實現(xiàn)太陽能光熱轉(zhuǎn)化同時具有良好的pH敏感性。本實驗所制備的聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸共聚物包覆的正二十烷具有了雙功能性,出了具備了二十烷相變材料的儲能調(diào)溫功能外,同時還兼具了pH敏感性。
【圖文】：

邐第一章相變材料邐逡逑溶膠體系，溶膠膠粒之間進行相互聚合反應，最終生成了三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)凝膠，逡逑凝膠通過干燥和燒結(jié)固化得到微膠囊。溶膠凝膠是眾多反應中條件需求比較溫和逡逑的反應，反應過程中是把反應中用到的前驅(qū)體、催化劑、溶劑和配位劑等成分混逡逑合均勻，進行水解縮合等一系列的化學反應形成穩(wěn)定透明的溶膠體系，然后經(jīng)過逡逑老化，形成三維結(jié)構(gòu)的凝膠體系，最后經(jīng)過固化和燒結(jié)形成相變材料微膠囊。逡逑■邐…邐＂邐邐邋邐邐逡逑

逡逑圖３－１微膠囊反應過程示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ邋ｒｅａｃｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑３．２反應“鑰匙”一表面活性劑逡逑３．邋２．邋１表面活性劑定義逡逑最早研究表面活性劑是根據(jù)降低表面張力大小來判斷某一物質(zhì)是否為表面．逡逑活性劑，人們把能是溶劑（或水）的表面張力降低的特性稱之為表面活性，當吧逡逑物質(zhì)加入到溶劑中，溶劑的表面張力或者是液體與液體接觸的表面張力出現(xiàn)大的逡逑幅度的降低的物質(zhì)叫做表面活性劑。從能否降低表面張力的觀點出發(fā)，可以清楚逡逑地解釋洗滌劑作為表面活性劑所具有的乳化、增溶、潤濕、起泡、消泡等表面現(xiàn)逡逑象逡逑但經(jīng)過人們對表面活性劑的深入研究發(fā)現(xiàn)，例如聚乙二醇、聚乙烯醇等盡管逡逑幾部不具備減低表面張力的能力，但是卻具有良好的乳化性。同樣，一些存在于逡逑動植物體內(nèi)的生理活性物質(zhì)，對維持生物體呼吸、視覺、聽覺、消化、神經(jīng)傳導逡逑等起到重要作用，新出現(xiàn)的表面活性劑，，雖然不能夠降低液面的表面張力，但是逡逑依然具有生理功能的特殊能力。逡逑通過研究的深入
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

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本文編號：2615101