本文關(guān)鍵詞：金屬有機(jī)配位聚合物壁材微膠囊的制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 自修復(fù) 復(fù)合壁材微膠囊 化學(xué)觸發(fā) 酸雨

【摘要】：酸雨是引起建筑外墻等腐蝕破壞的重要原因之一,它極大的縮短了建筑外墻的使用壽命。我國以及世界各地每年都需要花費(fèi)大量的人力、財(cái)力對(duì)建筑外觀進(jìn)行修復(fù)。如果采用對(duì)酸雨敏感的自修復(fù)微膠囊應(yīng)用于建筑外墻等,當(dāng)酸雨引起建筑外墻破壞時(shí),微膠囊就可以對(duì)酸雨進(jìn)行響應(yīng),釋放出修復(fù)劑,自動(dòng)修復(fù)建筑外墻。這樣就可以大大提高建筑外墻的使用年限,將會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文設(shè)計(jì)和制備了以酸雨作為觸發(fā)源,能夠?qū)λ嵊赀M(jìn)行化學(xué)觸發(fā)響應(yīng)的自修復(fù)微膠囊。該微膠囊的壁材中嵌有能對(duì)酸性溶液進(jìn)行觸發(fā)分解的ZIF-8顆粒。微膠囊在堿性水溶液及一般有機(jī)溶液中能夠很穩(wěn)定存在,但在酸性溶液中,囊壁上的ZIF-8顆粒因與H+形成化學(xué)響應(yīng),在酸性溶液中發(fā)生分解,使得微膠囊的壁材孔隙發(fā)生改變或者發(fā)生坍塌,從而釋放芯材(修復(fù)劑),實(shí)現(xiàn)酸雨化學(xué)觸發(fā)。采用溶劑蒸發(fā)法分別制備了以環(huán)氧E51為芯材,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為壁材,壁材上嵌有ZIF-8顆粒和以雙環(huán)戊二烯(DCPD)為芯材,聚苯乙烯(PS)為壁材,壁材上嵌有ZIF-8顆粒兩種復(fù)合微膠囊。研究了乳化劑種類、乳化劑濃度、攪拌速率、乳化時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)兩種微膠囊制備的影響,探究出了最佳合成方案。對(duì)PMMA-(ZIF-8)/E51微膠囊的合成工藝進(jìn)行了探究,得出最佳合成工藝為:使用PVA作為乳化劑,攪拌速率為750rpm,乳化劑濃度為5%,反應(yīng)溫度為39℃,反應(yīng)時(shí)間為5h。對(duì)PS-(ZIF-8)/DCPD制備微膠囊的合成工藝進(jìn)行了探究,最佳合成工藝是:以PVA為乳化劑,乳化濃度為3%~5%時(shí)、乳化時(shí)間為15~20min、攪拌速率為600rpm、反應(yīng)溫度為39℃,反應(yīng)時(shí)間為5h左右。合成的膠囊平均粒徑為15~20μm,具有良好的分散性,壁材中均勻地嵌有ZIF-8顆粒。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)微膠囊形貌進(jìn)行了分析,傅里葉紅外(FTIR)對(duì)微膠囊進(jìn)行了化學(xué)結(jié)構(gòu)分析,熱重分析儀(TGA)對(duì)微膠囊的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,表明微膠囊已經(jīng)成功包覆住芯材,壁材上嵌有ZIF-8顆粒。采用納米壓痕儀對(duì)微膠囊的力學(xué)性能分析,表明微膠囊具有良好的力學(xué)性能。在模擬酸雨測(cè)試分析中,PMMA-(ZIF-8)/E51和PS-(ZIF-8)/DCPD微膠囊對(duì)酸雨均有很好的化學(xué)響應(yīng),實(shí)現(xiàn)了良好的化學(xué)觸發(fā)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O641.4

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本文編號(hào)：1261414