類玻璃聚合物（Vitrimer）是一類具有動態(tài)共價鍵的聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡,在自愈合、粘結、可重復加工和適應性等領域具有十分廣闊的應用前景。研究其界面擴散動力學對深入理解該類聚合物的粘結及自愈合行為具有重要的理論意義和實用價值。本文通過原子力顯微鏡納米力學圖譜（AFM-NM）研究環(huán)氧Vitrimer間的界面擴散,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散會在界面處形成過渡區(qū)。其組成及微觀力學性能介于兩聚合物之間,并且呈現(xiàn)一定的梯度。界面擴散過程表現(xiàn)出溫度依賴性,符合類Arrhenius定律,但擴散能量勢壘高于酯交換反應,擴散過程偏離一級酯交換反應動力學。（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間的關系發(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)絡的拓撲轉變溫度Tv時,速率有明顯的溫度依賴性,但其嵌入過程能量勢壘偏離一級酯交換反應動力學。 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１．?Ｖｉｔｒｉｍｅｒ通過拓撲重排保持網(wǎng)絡的完整性；（ａ）拓撲網(wǎng)絡重排示意圖；（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轉變溫度來衡量。一個是常說的ｒｓ，??是聚合物材料由玻璃態(tài)經(jīng)升溫后轉變成橡膠態(tài)時的轉變溫度，與鏈段的運動能力和分??子間的作用力有關。另一個是拓撲凍結轉變溫度，如圖１－３所示，用來衡量動態(tài)交換??反應的發(fā)生。當交換反應的時間尺度小于材料變形的時間尺度時，網(wǎng)絡可以重新改變??拓撲結構，使材料發(fā)生流動，相當于一個材料從粘彈性固體向粘彈性液體的轉變過程，??這一溫度被Ｌｅｉｂｌｅｒ命名為拓撲凍結轉變溫度，即７；，取聚合物粘度達到１０１２Ｐａ‘ｓ時??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

?北京化工大學碩士學位論文???樣品的ｒｖ［７，８］。ＡＩＥ分子的聚集使分子的內(nèi)運動受到限制，從而導致強的熒光發(fā)射。??在材料的制備過程中或結束后，摻雜基少量的ＡＩＥ分子，即可得到具有熒光響應的聚??合物。如圖１－４所示，溫度在ｒｖ以下時，材料內(nèi)部的ＡＩＥ的分子內(nèi)運動被限制，因此??ＡＩＥ具有較高的發(fā)射頻率，熒光強度較高。而溫度提高到ｒｖ以上時，網(wǎng)絡的重排大大??增加了?ＡＩＥ的分子內(nèi)運動，使激發(fā)態(tài)的能量衰減，熒光發(fā)射變?nèi)�，導致材料的熒光�??｜?度大大降低［９］。?????Ｉ??璧轉；：ｗ?Ｗ?ｓ?ＭＪ?＾?＼?，??ｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ?Ｈ＾ｋｆｙ?ｉｎｔｍｒｔｍｉｅｃｕｆｓｒ?Ｈｉｇｈｌｙ??ｍｏｒｏｎｓ?＆ｍｉｓ￥ｉｖｅ?ｍ＜＾ｉｏｎａ?ｅｍｉｓｓｉｖｅ??圖１－４．?ＡＩＥ摻雜測定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)絡中具有動態(tài)的可逆結構，而可逆結構激活之后可使Ｖｉｔｒｉｍｅｒ成??為可以實現(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，??它們在生物醫(yī)用、可穿戴電子設備及航空航天等高科技領域表現(xiàn)出極具吸引力的應用??前景［１（Ｍ７］。??材料在變形的過程中一般會表現(xiàn)出兩種不同的狀態(tài)：臨時形狀和永久形狀。在外??加的刺激下，它們可以暫時固定住臨時形狀，再次外加刺激下會回復到永久形狀。最??近，Ｚｈａｏ等人以聚碳酸酯為基體，天然纖維素紙為增強骨架，制備了以Ｖｉｔｒｉｍｅｒ紙復??合材料［

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本文編號：3132153