本文關(guān)鍵詞：基于螺吡喃的力—光響應性聚氨酯的合成與表征　出處：《成都理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 力響應性聚合物 螺吡喃 聚氨酯 分子結(jié)構(gòu)

【摘要】：材料的力學性能是材料最基礎的性質(zhì)之一,而高分子的分子結(jié)構(gòu)是影響其力學性能的重要因素,因此研究高分子的結(jié)構(gòu)與力學性能的關(guān)系是非常有意義的。本論文基于螺吡喃分子的二醇結(jié)構(gòu),合成了一系列具有不同分子結(jié)構(gòu)的力-光響應性聚氨酯。利用螺吡喃的力響應性研究聚氨酯分子結(jié)構(gòu)與力致變色行為、力學性能的關(guān)系,此類含螺吡喃的力響應性聚氨酯不僅能在宏觀上預測材料受力大小,還能從微觀上分析聚氨酯分子結(jié)構(gòu)對分子鏈間微觀力傳遞的影響。本論文參考目前成熟的方法對螺吡喃的基團進行設計,成功合成了螺吡喃二醇分子,通過核磁表征合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),證明了螺吡喃的二醇結(jié)構(gòu)分別位于其C-O鍵的兩側(cè),該螺吡喃二醇是有效的力致變色基團,通過紫外光譜研究了該螺吡喃二醇的光響應性。本論文采用預聚體法合成了一系列含螺吡喃的線型聚氨酯(IPDI-PTMG-SP、IPDI-PBA-SP、TDI-PTMG-SP、TDI-PBA-SP、MDI-PTMG-SP、MDI-PBA-SP),利用紅外、凝膠色譜、差示掃描表征了聚氨酯結(jié)構(gòu)與熱性能,利用拉伸測試、紫外光譜測試表征了聚氨酯的拉伸性能、力響應性。通過合成不同類型的線型聚氨酯,發(fā)現(xiàn)MDI-PBA-SP線型聚氨酯具有良好的力學性能和力響應性;通過對含螺吡喃線型聚氨酯力致變色行為微觀機理的分析,發(fā)現(xiàn)線型聚氨酯的線型分子結(jié)構(gòu)是影響分子鏈間力傳遞的重要因素,線型聚氨酯分子鏈間的相互纏結(jié)能夠有效的對力進行傳遞,從而使其擁有較好的力學性能和力響應性。根據(jù)含螺吡喃線型聚氨酯的分析結(jié)果,本論文以MDI、PBA為原料,結(jié)合預聚體法和A2+B3共聚法合成了一系列含螺吡喃的超支化聚氨酯(其中MDI:PBA的比例分別為5:4、5:3、2:1),利用紅外、核磁、凝膠色譜、差示掃描表征了聚氨酯結(jié)構(gòu)與熱性能,利用拉伸測試、紫外光譜測試表征了聚氨酯的拉伸性能、力響應性。研究發(fā)現(xiàn),超支化聚氨酯的支化結(jié)構(gòu)是影響其力學性能和力響應性的重要因素,超支化聚氨酯的支化度越高,支化點間的距離越短,分子鏈間的纏結(jié)越少,作用力越難在分子鏈間進行有效傳遞,螺吡喃中C-O鍵受到的力越小,因此力響應性和力學性能較差。通過對含螺吡喃的線型聚氨酯和超支化聚氨酯力響應性研究,我們發(fā)現(xiàn)聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)與微觀力傳遞、宏觀力學性能的關(guān)系,由于線型聚氨酯與超支化聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)不同,其微觀力傳遞的效率也不同,從而線型聚氨酯的力學性能和力響應性普遍比超支化聚氨酯的好。由此,螺吡喃有望作為力響應性的探針分子,從分子鏈角度幫助我們了解力在材料中傳遞的微觀過程,進一步理解結(jié)構(gòu)與性能之間的聯(lián)系。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O633.4

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