可降解低表面能海洋防污聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究
本文關(guān)鍵詞:可降解低表面能海洋防污聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:可降解聚合物復(fù)合材料在環(huán)境友好型海洋防污涂料的應(yīng)用引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。聚氨酯材料以其優(yōu)異的機(jī)械性能和分子設(shè)計(jì)自由度大、性能可調(diào)控等特點(diǎn),廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。石墨烯良好的力學(xué)和抗菌性能,可用于制備具有抗菌功能的有機(jī)/無機(jī)雜化低表面能可降解聚氨酯復(fù)合材料。本論文具體研究內(nèi)容如下:(1)以雙羥基功能化石墨烯(G-f-OH)為引發(fā)劑,辛酸亞錫(Sn(Oct)2)為催化劑,通過開環(huán)聚合引發(fā)L-丙交酯(LLA)單體形成以羥基封端的石墨烯接枝聚乳酸聚合物(G-g-PLLA),將1,4-丁二醇(1,4-BDO)與4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(4,4’-MDI)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)制備以NCO封端的聚氨酯預(yù)聚物,最后通過G-g-PLLA聚合物的端羥基和聚氨酯預(yù)聚物的異氰酸酯基的縮聚反應(yīng)制備可降解聚氨酯復(fù)合材料。通過引入石墨烯(G)以提高目標(biāo)材料的強(qiáng)度,并在降解過程中起到抗菌作用,調(diào)節(jié)G和LLA單體的含量,以控制接枝聚丙交酯(PLLA)的結(jié)晶性和親/疏水性,從而對聚氨酯的降解性能進(jìn)行有效調(diào)控。(2)1,4-BDO與4,4’-MDI進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng),加入羥基聚二甲基硅氧烷(PDMS)制備低表面能聚氨酯高分子材料,最后加入G-g-PLLA聚合物通過縮聚反應(yīng)制備低表面能聚氨酯雜化材料。通過改變PDMS的用量,以控制接枝PDMS聚氨酯復(fù)合材料的表面能和接觸角,從而對聚氨酯的防污性能進(jìn)行有效調(diào)控。改變石墨烯、羥基聚二甲基硅氧烷組分的含量研究聚合物復(fù)合材料的降解性能、表面能、接觸角及親水性與防污性能的關(guān)系,為大規(guī)模制備環(huán)境友好型低表面能可降解海洋防污聚合物復(fù)合材料提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:石墨烯 可降解 低表面能 海洋防污 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】:湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X55;TB332
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 引言10-11
- 1.2 海洋防污的概述11-15
- 1.2.1 生物污損形成過程11
- 1.2.2 海洋生物污損附著的影響因素11-12
- 1.2.3 海洋防污技術(shù)12-14
- 1.2.4 防污涂料的研究現(xiàn)狀14-15
- 1.3 石墨烯概述15-16
- 1.4 本論文的研究目的及意義16-17
- 1.5 本論文的技術(shù)路線17-18
- 1.6 本論文的研究內(nèi)容18-20
- 第二章 實(shí)驗(yàn)試劑及表征方法20-24
- 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑20-21
- 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑的預(yù)處理21
- 2.3 實(shí)驗(yàn)的主要儀器21
- 2.4 實(shí)驗(yàn)的表征方法21-24
- 第三章 可降解聚氨酯海洋防污復(fù)合材料的制備及表征24-36
- 3.1 引言24-25
- 3.2 實(shí)驗(yàn)部分25-26
- 3.2.1 樣品的制備25-26
- 3.2.1.1 氧化石墨烯的制備25
- 3.2.1.2 還原石墨烯的制備25-26
- 3.2.1.3 羥基化石墨烯的制備26
- 3.2.1.4 石墨烯接枝聚乳酸聚合物的制備26
- 3.2.1.5 聚氨酯復(fù)合材料的制備26
- 3.3 結(jié)果與分析26-34
- 3.3.1 可降解聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)表征26-31
- 3.3.1.1 核磁共振表征28-29
- 3.3.1.2 傅立葉紅外光譜表征29-31
- 3.3.2 熱重分析31-32
- 3.3.3 差示掃描量熱測試32-33
- 3.3.4 靜態(tài)水解實(shí)驗(yàn)33-34
- 3.4 小結(jié)34-36
- 第四章 低表面能聚氨酯復(fù)合材料的制備及性能研究36-46
- 4.1 引言36-37
- 4.2 實(shí)驗(yàn)部分37-40
- 4.2.1 樣品的制備37-40
- 4.2.1.1 氧化石墨烯的制備37
- 4.2.1.2 還原石墨烯的制備37
- 4.2.1.3 羥基化石墨烯的制備37-38
- 4.2.1.4 石墨烯接枝聚乳酸聚合物的制備38
- 4.2.1.5 NCO封 端的含有機(jī)硅聚氨酯預(yù)聚體的制備38
- 4.2.1.6 可降解低表面能聚氨酯復(fù)合材料的制備38-40
- 4.3 結(jié)果與分析40-43
- 4.3.1 可降解低表面能聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)表征40
- 4.3.2 可降解低表面能聚氨酯材料的接觸角測試及表面能的計(jì)算40-42
- 4.3.3 可降解低表面能聚氨酯材料的防污性能測試42-43
- 4.4 小結(jié)43-46
- 第五章 結(jié)論與展望46-48
- 5.1 結(jié)論46-47
- 5.2 展望47-48
- 參考文獻(xiàn)48-54
- 致謝54-56
- 附錄 攻讀學(xué)術(shù)期間發(fā)表的科研成果56
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本文編號(hào):256984
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