聚硅氧烷功能涂層的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-31 23:53
聚硅氧烷由于具有耐候性,耐高低溫性能以及抗阻燃性能十分優(yōu)異的特點(diǎn),近些年來被廣泛的應(yīng)用在了各個(gè)領(lǐng)域。本論文以聚硅氧烷為基體,制備兩種具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的功能涂層,超疏水涂層以及導(dǎo)熱涂層。超疏水材料的自清潔性能十分突出,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)應(yīng)用、國(guó)防等眾多領(lǐng)域被廣泛使用。目前來看,主要的制備方法如下:一是在低表面能材料上通過進(jìn)一步建造微納米級(jí)的粗糙結(jié)構(gòu)達(dá)到超疏水的要求;二是利用低表面能的材料在微納米級(jí)的粗糙表面結(jié)構(gòu)上進(jìn)行修飾。其中,前者是現(xiàn)今的研究關(guān)鍵。通過研究人員的深入研究,已有多種制備超疏水材料的方法,例如刻蝕法、溶膠-凝膠法等。隨著電子電氣大功率設(shè)備的快速發(fā)展,散熱問題越發(fā)關(guān)鍵。目前,主要有兩種導(dǎo)熱聚合物:一是聚合物由于特殊的結(jié)構(gòu),本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù),例如聚吡咯,聚乙炔或具有完整結(jié)晶結(jié)構(gòu)的聚合物;二是填充型導(dǎo)熱聚合物,即通過將具有高的導(dǎo)熱系數(shù)的填料分散在聚合物中,提高聚合物的整體導(dǎo)熱性。目前,被廣泛使用的導(dǎo)熱填料主要有以下幾種類別,一,陶瓷類填料如BN,AlN等。二,金屬以及氧化物類的填料,如銀,氧化鋁等。三,碳系類填料,如石墨烯,炭黑,碳納米管等。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 超疏水現(xiàn)象理論進(jìn)展
1.1.1 超疏水表面的判定
1.1.2 靜態(tài)接觸角及楊氏方程
1.1.3 接觸角滯后性
1.1.4 滾動(dòng)角理論
1.1.5 超疏水理論模型
1.1.6 超疏水表面的構(gòu)筑方法
1.1.7 超疏水表面的制備技術(shù)
1.1.8 超疏水表面制備中的問題以及最新發(fā)展動(dòng)態(tài)
1.2 導(dǎo)熱高分子的理論概述
1.2.1 導(dǎo)熱聚合物的分類
1.2.2 填充型復(fù)合材料導(dǎo)熱率的影響因素
1.2.3 固體導(dǎo)熱率的測(cè)試方法
1.3 本論文研究意義,內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)
2 超疏水涂層的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及原料
2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.3 滴定用溶液的制備
2.2 測(cè)試儀器與條件
2.2.1 核磁共振譜(1H-NMR)
2.2.2 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)
2.2.3 分子量(GPC)測(cè)試
2.2.4 熱失重分析(TGA)測(cè)試
2.2.5 接觸角(WCA)測(cè)試
2.2.6 SEM測(cè)試
2.2.7 耐熱性測(cè)試
2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.1 羥基封端聚硅氧烷的制備
2.3.2 羥基封端聚硅氧烷的羥基含量測(cè)定
2.3.3 FAS-17修飾納米二氧化硅(FAS-SiO2)
2.3.4 超疏水涂層的制備
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 羥基封端聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)表征
2.4.2 由PDMS-OH羥基含量確定分子量與交聯(lián)劑加入量
2.4.3 硅烷偶聯(lián)劑FAS-17修飾納米二氧化硅(FAS-SiO2)的結(jié)構(gòu)表征
2.4.4 固化與未固化超疏水涂層的紅外光譜對(duì)比
2.4.5 使用不同分散工藝制備涂層的對(duì)比
2.4.6 加入不同含量FAS-SiO2的涂層熱失重分析
2.4.7 超疏水涂層的SEM分析
2.4.8 超疏水涂層的潤(rùn)濕性分析
2.4.9 超疏水涂層的固化溫度分析
2.4.10 超疏水涂層的耐熱性分析
2.5 本章小結(jié)
3 聚硅氧烷導(dǎo)熱涂層的制備
3.1 實(shí)驗(yàn)儀器及原料
3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
3.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
3.2 測(cè)試儀器與條件
3.2.1 核磁共振譜(1H-NMR)
3.2.2 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)
3.2.3 熱失重分析(TGA)測(cè)試
3.2.4 SEM測(cè)試
3.2.5 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試
3.2.6 涂層耐沖擊性測(cè)試
3.2.7 涂層附著力測(cè)試
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.1 羥基封端聚硅氧烷的制備
3.3.2 無機(jī)填料的修飾
3.3.3 導(dǎo)熱涂層的制備
3.3.4 導(dǎo)熱薄膜的制備
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 羥基封端聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)表征
3.4.2 KH-550修飾的石墨烯的結(jié)構(gòu)表征
3.4.3 KH-550修飾的納米Al2O3的結(jié)構(gòu)表征
3.4.4 導(dǎo)熱涂層的性能表征
3.4.5 聚硅氧烷摻雜石墨烯涂層的耐沖擊性測(cè)試
3.4.6 聚硅氧烷摻雜石墨烯涂層的附著力測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二氧化硅/聚乙烯基倍半硅氧烷超疏水涂層的制備與表征[J]. 楊輝,高紅芳. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(11)
[2]超疏水性織物的構(gòu)建及其多功能性[J]. 張明,王成毓,時(shí)君友. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(19)
[3]基于軟印刷技術(shù)的竹材表面仿制荷葉超疏水結(jié)構(gòu)[J]. 王發(fā)鵬,李松. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(19)
[4]以蝴蝶翅為模板構(gòu)建多級(jí)結(jié)構(gòu)的超疏水表面[J]. 孫剛,房巖,白雪花,李政文,彭小喚. 東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[5]Structure Characterization of Fluorosilicone Oils[J]. Yang Jiedan1,2; Yang He2; Xu Jing1; Li Hangquan1 (1. Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029; 2. SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing, Beijing 100083). China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2011(04)
[6]本征型導(dǎo)熱高分子材料[J]. 周文英,張亞婷. 合成樹脂及塑料. 2010(02)
[7]LED封裝用環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱透明改性[J]. 萬正國(guó),賈虎生,梁建,馬淑芳,閆文慧,王連紅. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(S1)
[8]導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法與應(yīng)用分析[J]. 閔凱,劉斌,溫廣. 保鮮與加工. 2005(06)
[9]導(dǎo)熱高分子材料的研究與應(yīng)用[J]. 儲(chǔ)九榮,張曉輝,徐傳驤. 高分子材料科學(xué)與工程. 2000(04)
[10]超拉伸聚乙烯的彈性模量和導(dǎo)熱性能[J]. 蔡忠龍,黃元華,楊光武. 高分子學(xué)報(bào). 1997(03)
博士論文
[1]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 虞錦洪.上海交通大學(xué) 2012
[2]高導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料研究[D]. 周文英.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[3]聚酰亞胺/氮化鋁復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王家俊.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]改性環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱、耐熱及光學(xué)性能研究[D]. 萬正國(guó).太原理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3011795
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:64 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
1.1 超疏水現(xiàn)象理論進(jìn)展
1.1.1 超疏水表面的判定
1.1.2 靜態(tài)接觸角及楊氏方程
1.1.3 接觸角滯后性
1.1.4 滾動(dòng)角理論
1.1.5 超疏水理論模型
1.1.6 超疏水表面的構(gòu)筑方法
1.1.7 超疏水表面的制備技術(shù)
1.1.8 超疏水表面制備中的問題以及最新發(fā)展動(dòng)態(tài)
1.2 導(dǎo)熱高分子的理論概述
1.2.1 導(dǎo)熱聚合物的分類
1.2.2 填充型復(fù)合材料導(dǎo)熱率的影響因素
1.2.3 固體導(dǎo)熱率的測(cè)試方法
1.3 本論文研究意義,內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)
2 超疏水涂層的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及原料
2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
2.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
2.1.3 滴定用溶液的制備
2.2 測(cè)試儀器與條件
2.2.1 核磁共振譜(1H-NMR)
2.2.2 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)
2.2.3 分子量(GPC)測(cè)試
2.2.4 熱失重分析(TGA)測(cè)試
2.2.5 接觸角(WCA)測(cè)試
2.2.6 SEM測(cè)試
2.2.7 耐熱性測(cè)試
2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.1 羥基封端聚硅氧烷的制備
2.3.2 羥基封端聚硅氧烷的羥基含量測(cè)定
2.3.3 FAS-17修飾納米二氧化硅(FAS-SiO2)
2.3.4 超疏水涂層的制備
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 羥基封端聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)表征
2.4.2 由PDMS-OH羥基含量確定分子量與交聯(lián)劑加入量
2.4.3 硅烷偶聯(lián)劑FAS-17修飾納米二氧化硅(FAS-SiO2)的結(jié)構(gòu)表征
2.4.4 固化與未固化超疏水涂層的紅外光譜對(duì)比
2.4.5 使用不同分散工藝制備涂層的對(duì)比
2.4.6 加入不同含量FAS-SiO2的涂層熱失重分析
2.4.7 超疏水涂層的SEM分析
2.4.8 超疏水涂層的潤(rùn)濕性分析
2.4.9 超疏水涂層的固化溫度分析
2.4.10 超疏水涂層的耐熱性分析
2.5 本章小結(jié)
3 聚硅氧烷導(dǎo)熱涂層的制備
3.1 實(shí)驗(yàn)儀器及原料
3.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
3.1.2 實(shí)驗(yàn)原料
3.2 測(cè)試儀器與條件
3.2.1 核磁共振譜(1H-NMR)
3.2.2 傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)
3.2.3 熱失重分析(TGA)測(cè)試
3.2.4 SEM測(cè)試
3.2.5 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試
3.2.6 涂層耐沖擊性測(cè)試
3.2.7 涂層附著力測(cè)試
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.1 羥基封端聚硅氧烷的制備
3.3.2 無機(jī)填料的修飾
3.3.3 導(dǎo)熱涂層的制備
3.3.4 導(dǎo)熱薄膜的制備
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 羥基封端聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)表征
3.4.2 KH-550修飾的石墨烯的結(jié)構(gòu)表征
3.4.3 KH-550修飾的納米Al2O3的結(jié)構(gòu)表征
3.4.4 導(dǎo)熱涂層的性能表征
3.4.5 聚硅氧烷摻雜石墨烯涂層的耐沖擊性測(cè)試
3.4.6 聚硅氧烷摻雜石墨烯涂層的附著力測(cè)試
3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二氧化硅/聚乙烯基倍半硅氧烷超疏水涂層的制備與表征[J]. 楊輝,高紅芳. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(11)
[2]超疏水性織物的構(gòu)建及其多功能性[J]. 張明,王成毓,時(shí)君友. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(19)
[3]基于軟印刷技術(shù)的竹材表面仿制荷葉超疏水結(jié)構(gòu)[J]. 王發(fā)鵬,李松. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(19)
[4]以蝴蝶翅為模板構(gòu)建多級(jí)結(jié)構(gòu)的超疏水表面[J]. 孫剛,房巖,白雪花,李政文,彭小喚. 東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[5]Structure Characterization of Fluorosilicone Oils[J]. Yang Jiedan1,2; Yang He2; Xu Jing1; Li Hangquan1 (1. Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029; 2. SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing, Beijing 100083). China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2011(04)
[6]本征型導(dǎo)熱高分子材料[J]. 周文英,張亞婷. 合成樹脂及塑料. 2010(02)
[7]LED封裝用環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱透明改性[J]. 萬正國(guó),賈虎生,梁建,馬淑芳,閆文慧,王連紅. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(S1)
[8]導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法與應(yīng)用分析[J]. 閔凱,劉斌,溫廣. 保鮮與加工. 2005(06)
[9]導(dǎo)熱高分子材料的研究與應(yīng)用[J]. 儲(chǔ)九榮,張曉輝,徐傳驤. 高分子材料科學(xué)與工程. 2000(04)
[10]超拉伸聚乙烯的彈性模量和導(dǎo)熱性能[J]. 蔡忠龍,黃元華,楊光武. 高分子學(xué)報(bào). 1997(03)
博士論文
[1]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 虞錦洪.上海交通大學(xué) 2012
[2]高導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料研究[D]. 周文英.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[3]聚酰亞胺/氮化鋁復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王家俊.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]改性環(huán)氧樹脂的導(dǎo)熱、耐熱及光學(xué)性能研究[D]. 萬正國(guó).太原理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3011795
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