發(fā)布時(shí)間：2021-04-11 23:28

　　類玻璃聚合物（Vitrimer）是一類具有動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),在自愈合、粘結(jié)、可重復(fù)加工和適應(yīng)性等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。研究其界面擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)對(duì)深入理解該類聚合物的粘結(jié)及自愈合行為具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文通過原子力顯微鏡納米力學(xué)圖譜（AFM-NM）研究環(huán)氧Vitrimer間的界面擴(kuò)散,取得的研究成果如下:（1）通過AFM-NM揭示了 Vitrimer與聚甲基丙烯酸甲酯之間的擴(kuò)散會(huì)在界面處形成過渡區(qū)。其組成及微觀力學(xué)性能介于兩聚合物之間,并且呈現(xiàn)一定的梯度。界面擴(kuò)散過程表現(xiàn)出溫度依賴性,符合類Arrhenius定律,但擴(kuò)散能量勢(shì)壘高于酯交換反應(yīng),擴(kuò)散過程偏離一級(jí)酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。（2）通過AFM表征金納米粒子在Vitrimer表面的嵌入速率與退火溫度及時(shí)間的關(guān)系發(fā)現(xiàn):金納米粒子的嵌入速率隨溫度的升高而加快,在溫度高于Vitrimer網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)滢D(zhuǎn)變溫度Tv時(shí),速率有明顯的溫度依賴性,但其嵌入過程能量勢(shì)壘偏離一級(jí)酯交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１．?Ｖｉｔｒｉｍｅｒ通過拓?fù)渲嘏疟３志W(wǎng)絡(luò)的完整性；（ａ）拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)重排示意圖；（ｂ）酯交換過程示意??圖［丨］??

?第一章緒論???１２?｜?－７１??，？?Ｅｐｏｘｙ－ａｎｈｙｄｒｉｄｅ??，〇?．?Ａ?Ｅｐｏｘｙ－ａｃｉｄ?．．?／?？??４?－??■?ｊｒ?ＰＳ?Ｂ４００??ｆ?．／Ｔ?．?＞?．?ｉ?．?ｉ?Ｉ?ｉ?．??＊＊?０５?０．６?０．７?０．８?０．９?１??Ｖ１??圖１－２．不同種類聚合物的粘度與溫度的關(guān)系［３］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ?ａｎｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐｏｌｙｍｅｒｓ．??Ｖｉｔｒｉｍｅｒ材料的粘彈性行為一般可以由兩個(gè)轉(zhuǎn)變溫度來衡量。一個(gè)是常說的ｒｓ，??是聚合物材料由玻璃態(tài)經(jīng)升溫后轉(zhuǎn)變成橡膠態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度，與鏈段的運(yùn)動(dòng)能力和分??子間的作用力有關(guān)。另一個(gè)是拓?fù)鋬鼋Y(jié)轉(zhuǎn)變溫度，如圖１－３所示，用來衡量動(dòng)態(tài)交換??反應(yīng)的發(fā)生。當(dāng)交換反應(yīng)的時(shí)間尺度小于材料變形的時(shí)間尺度時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可以重新改變??拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使材料發(fā)生流動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)材料從粘彈性固體向粘彈性液體的轉(zhuǎn)變過程，??這一溫度被Ｌｅｉｂｌｅｒ命名為拓?fù)鋬鼋Y(jié)轉(zhuǎn)變溫度，即７；，取聚合物粘度達(dá)到１０１２Ｐａ‘ｓ時(shí)??的溫度［１，４］。??（ａ）?Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ?Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ?（ｂ）?Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ?Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ??＾?Ｔｇ＾Ｔｖ?ｉ?ＴＶ?Ｔｇ?＂ｑｕｌｄ??Ｉ?ｉ?｜??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?？?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?？??圖Ｕ３．兩種不同情況下Ｖｉｔｒｉｍｅｒ的粘彈性行為過程：（ａ）ｒｖ＞ｒｓ，材料經(jīng)由玻璃態(tài)固體，轉(zhuǎn)變?yōu)閺??性體，最終成為粘彈性液體，過程遵循Ａｒｒｈｅｎｉｕ

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???樣品的ｒｖ［７，８］。ＡＩＥ分子的聚集使分子的內(nèi)運(yùn)動(dòng)受到限制，從而導(dǎo)致強(qiáng)的熒光發(fā)射。??在材料的制備過程中或結(jié)束后，摻雜基少量的ＡＩＥ分子，即可得到具有熒光響應(yīng)的聚??合物。如圖１－４所示，溫度在ｒｖ以下時(shí)，材料內(nèi)部的ＡＩＥ的分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)被限制，因此??ＡＩＥ具有較高的發(fā)射頻率，熒光強(qiáng)度較高。而溫度提高到ｒｖ以上時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的重排大大??增加了?ＡＩＥ的分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使激發(fā)態(tài)的能量衰減，熒光發(fā)射變?nèi)酰瑢?dǎo)致材料的熒光強(qiáng)??｜?度大大降低［９］。?????Ｉ??璧轉(zhuǎn)；：ｗ?Ｗ?ｓ?ＭＪ?＾?＼?，??ｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｈ＾ｋｆｙ?ｉｎｔｍｒｔｍｉｅｃｕｆｓｒ?Ｈｉｇｈｌｙ??ｍｏｒｏｎｓ?＆ｍｉｓ￥ｉｖｅ?ｍ＜＾ｉｏｎａ?ｅｍｉｓｓｉｖｅ??圖１－４．?ＡＩＥ摻雜測(cè)定ＶｉｔｒｉｍｅｒＴｖ的示意圖［９】??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４．?Ｔｈｅ?ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?Ｔｖ?ｂｙ?ＡＩＥ?ｄｏｐｉｎｇ．??（２）形狀記憶??由于Ｖｉｔｒｉｍｅｒ網(wǎng)絡(luò)中具有動(dòng)態(tài)的可逆結(jié)構(gòu)，而可逆結(jié)構(gòu)激活之后可使Ｖｉｔｒｉｍｅｒ成??為可以實(shí)現(xiàn)程序化形變的智能材料，我們將具有這種性質(zhì)的材料稱為形狀記憶材料，??它們?cè)谏镝t(yī)用、可穿戴電子設(shè)備及航空航天等高科技領(lǐng)域表現(xiàn)出極具吸引力的應(yīng)用??前景［１（Ｍ７］。??材料在變形的過程中一般會(huì)表現(xiàn)出兩種不同的狀態(tài)：臨時(shí)形狀和永久形狀。在外??加的刺激下，它們可以暫時(shí)固定住臨時(shí)形狀，再次外加刺激下會(huì)回復(fù)到永久形狀。最??近，Ｚｈａｏ等人以聚碳酸酯為基體，天然纖維素紙為增強(qiáng)骨架，制備了以Ｖｉｔｒｉｍｅｒ紙復(fù)??合材料［

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本文編號(hào)：3132153