【摘要】：隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),水性環(huán)氧涂料成為近年來科研工作者們廣泛研究的對象,而具有溫敏性質(zhì)的超支化水性環(huán)氧固化劑則可以通過對于端基的修飾而調(diào)節(jié)其相轉(zhuǎn)變溫度,進(jìn)而改變水性環(huán)氧涂層的抗腐蝕性能,得到環(huán)保且抗腐蝕能力強(qiáng)的涂料。本實驗將三乙烯四胺(TETA)、苯酚和多聚甲醛通過Mannich反應(yīng)制備了酚甲醛胺(PFA),并通過疏水基團(tuán)環(huán)氧樹脂E20和親水基團(tuán)聚乙二醇二縮水甘油醚(PEG)對PFA的端基進(jìn)行改性,改變E20和PEG的投料量以及投料順序,得到一系列具有溫敏性質(zhì)的PFA衍生物。通過核磁共振氫譜(~1H NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)表征表明了PFA及PFA衍生物的成功制備,同時通過濁度法對PFA衍生物進(jìn)行測試研究,證明該聚合物是具有低臨界溶解濃度(LCST)的溫敏聚合物。通過調(diào)節(jié)溶液pH,親疏水基團(tuán)的接枝度,可以改變其相轉(zhuǎn)變溫度(T_(cp))。親水基團(tuán)的接枝度越高則其濁點(diǎn)越高,反之,疏水基團(tuán)的接枝度越高則聚合物濁點(diǎn)越低。此外,在親疏水基團(tuán)接枝度相同的情況下,先接枝E20的聚合物濁點(diǎn)均低于先加入PEG的聚合物濁點(diǎn)。同時對PFA衍生物進(jìn)行熒光儀的測試發(fā)現(xiàn),PFA衍生物具有光致發(fā)光性質(zhì),實驗通過探究發(fā)現(xiàn)聚合物的熒光發(fā)光強(qiáng)度受到溶液pH、濃度、溫度和氧化時間的影響。隨著溫度的升高,聚合物水溶液的熒光強(qiáng)度逐漸降低,在相轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到最低,之后隨著溫度繼續(xù)升高,聚合物熒光強(qiáng)度增加。此現(xiàn)象與聚合物的濁點(diǎn)相對應(yīng),表現(xiàn)出了溫敏聚合物獨(dú)特的熒光性質(zhì)。將PFA衍生物氧化不同時間,探究產(chǎn)物的熒光機(jī)理,得出了聚合物中二級胺和三級胺被部分氧化,發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng),形成有助于發(fā)射熒光的氮氧化物(≡N→O)的結(jié)論。將PFA衍生物作為水性環(huán)氧涂料的固化劑制備環(huán)氧涂層,得出濁點(diǎn)越低的固化劑所制備的涂層抗水性越強(qiáng),抗腐蝕性越強(qiáng)的結(jié)論,進(jìn)而更好地指導(dǎo)通過修飾改性,使水性環(huán)氧涂料更加實用。紫外燈照射涂層發(fā)出藍(lán)色熒光,則表明該固化劑的使用可以在無需額外添加任何熒光材料的條件下,制備熒光涂料,具有一定的實用意義。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ637
【圖文】：

胺（PNIPAAm）、聚環(huán)氧乙烷（PEO）以及聚乙烯醇衍生物等等。溫敏聚合物既含有親水基團(tuán)，又含有疏水基團(tuán)，在一定溫度條件下，聚合親水基團(tuán)與水分子形成氫鍵作用，充分溶于水中，而當(dāng)溫度不斷升高，分子內(nèi)分子間的疏水作用加強(qiáng)，形成疏水層，部分氫鍵破壞，水分子被排出，聚合物生相變，其所對應(yīng)的溫度則為低臨界相轉(zhuǎn)變溫度（LCST）。以溫敏聚合物 PNIPAAm 為例闡述溫度敏感性響應(yīng)機(jī)理：溫敏聚合PNIPAAm 含有親水基團(tuán)酰胺基（-CONH-）和疏水基團(tuán)異丙基[-CH3（CH3）2當(dāng)聚合物水溶液體系溫度低于 LCST 時，PNIPAAm 中的親水基團(tuán)與水分子結(jié)形成氫鍵，使聚合物分子鏈因水合而伸展，表現(xiàn)出較好的溶解性，溶液澄清透明當(dāng)體系溫度達(dá)到 LCST 附近時，PNIPAAm 和水分子之間的氫鍵作用力減弱，合物表現(xiàn)出柔順性；當(dāng)溫度繼續(xù)升高超過 LCST 時，PNIPAAm 和水分子之間氫鍵被破壞，表現(xiàn)出疏水作用，聚合物分子之間由于疏水作用而相互聚集，形粒徑較大的聚集體而發(fā)生相變，溶液由澄清變?yōu)闇啙�。而�?dāng)溫度降低到 LCST 下時，聚合物又會重新與水分子形成氫鍵而溶于水，溶液再次變澄清[17]。

等人[19]于 1978 年同樣發(fā)現(xiàn)了 PNIPAm 水凝膠也具變熱力學(xué)理論。以前，文獻(xiàn)報道的多是線形溫敏聚合物，此類聚不能很好地適應(yīng)于應(yīng)用。因此，樹枝型高分子和作者們廣泛研究的熱點(diǎn)。樹枝型高分子中心擁有團(tuán)，整體形狀成球形，內(nèi)部形成納米空腔，結(jié)構(gòu)缺陷，具有高度的對稱性，首先受到學(xué)術(shù)界的關(guān)經(jīng)過多步反應(yīng)和純化，加之高昂的成本，使其在之相比，超支化聚合物同樣具有納米空腔，端基并不需要樹枝型聚合物的完美結(jié)構(gòu)，例如，在改其高度支化的球形結(jié)構(gòu)特征；作為涂料的交聯(lián)劑量末端官能團(tuán)的特征。而與樹狀支化聚合物結(jié)構(gòu)足以上特征，又不需要多步合成和純化。其成本景[20-21]。

擁有更低臨界溫度的溫敏聚合物得到了生物界和醫(yī)控制藥物輸送[37]、生物結(jié)合物[38]、生物傳感器[39]、生物分離等。除了在生物方面的應(yīng)用以外，溫敏聚合物也在探索應(yīng)用于工催化[42-43]、石油-天然氣工業(yè)[44]。）控制藥物輸送是藥物輸送系統(tǒng)中最廣泛應(yīng)用的觸發(fā)信號，應(yīng)用于各種各樣的，因為病原體或者致熱源附近的溫度和人體生理學(xué)體溫（37 ℃偏差可以被用作溫度刺激，在治療伴有發(fā)燒癥狀的疾病時，使。藥物輸送系統(tǒng)對于溫度具有響應(yīng)性，包括聚合物分子的溫度可的溶脹，玻璃轉(zhuǎn)化和結(jié)晶熔融等[58]。敏感水凝膠是最常見的藥物輸送對環(huán)境響應(yīng)的研究對象，這種者去溶脹來響應(yīng)外界溫度的改變，溫敏水凝膠可分為消極熱敏膠和熱可逆凝膠[59]。

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本文編號：2783574