高折射率聚合物材料的設(shè)計(jì)、制備及表征
發(fā)布時(shí)間:2021-05-12 14:41
具有高折射率的功能性光學(xué)聚合物材料由于在眼鏡片、光學(xué)膠粘劑、棱鏡、光波導(dǎo)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而備受關(guān)注。聚合物折射率越高,越能有效地降低光學(xué)器件的厚度與曲率,使得光學(xué)元件輕量化和小型化而更有利于光學(xué)器件的廣泛應(yīng)用。根據(jù)適用范圍的不同,本論文從以下三個方面設(shè)計(jì)制備高折射率聚合物材料,并對高折射率聚合物材料進(jìn)行性能測試和表征。1.將高折射率的氧化鋅(Zn O)納米粒子超聲均勻分散到丙烯酸(AA)單體中,以N,N′-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑,過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑,一步化學(xué)合成一種高透明性、高折射率、高吸水性的Zn O-PAA納米復(fù)合水凝膠。該復(fù)合水凝膠在可見光區(qū)透過率最高達(dá)到99%,折射率最高為1.3783。且該水凝膠隨著Zn O增加,機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性均增加。此外,該復(fù)合水凝膠對革蘭氏陰性菌種大腸桿菌和革蘭氏陽性菌種金黃色葡萄球菌均具有良好的抗菌效果。因此設(shè)計(jì)的水凝膠納米復(fù)合材料有望應(yīng)用于人工角膜植入物,并具有其他潛在的生物應(yīng)用價(jià)值。2.通過簡單的自由基聚合反應(yīng)成功制備出一系列由不同水溶性溶劑和聚丙烯酸(PAA)組成的折射率在1.3415-1.4479范圍內(nèi)可調(diào)的Yx/PAA水...
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 高折射率聚合物材料
1.2.1 高折射率光學(xué)樹脂
1.2.2 高折射率水凝膠
1.3 高折射率聚合物材料的制備方法
1.3.1 高折射率有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料
1.3.2 含硫高折射率聚合物
1.4 高折射率聚合物材料應(yīng)用
1.4.1 光學(xué)膠粘劑
1.4.2 光學(xué)透鏡
1.4.3 梯度折射率聚合物材料
1.4.4 發(fā)光二極管(LED)封裝材料
1.5 研究目的及意義
1.6 主要研究內(nèi)容
第2章 高折射率抗菌水凝膠的制備
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
2.2.3 Zn O-PAA水凝膠的制備
2.3 測試與表征
2.3.1 X射線衍射測試(XRD)
2.3.2 溶脹行為測試
2.3.3 折射率和阿貝數(shù)測試
2.3.4 紫外測試
2.3.5 抗菌性能檢測
2.3.6 力學(xué)性能測試
2.3.7 熱重分析(TGA)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 ZnO-PAA水凝膠反應(yīng)機(jī)理
2.4.2 XRD分析
2.4.3 ZnO-PAA水凝膠的溶脹性能
2.4.4 ZnO-PAA水凝膠的折射率
2.4.5 ZnO-PAA水凝膠的光學(xué)性能
2.4.6 水凝膠抗菌性能分析
2.4.7 水凝膠的機(jī)械性能
2.4.8 水凝膠的熱性能
2.5 小結(jié)
第3章 梯度折射率水凝膠的設(shè)計(jì)與制備
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
3.2.3 不同溶劑的PAA水凝膠的制備
3.2.4 梯度折射率PAA水凝膠的制備
3.3 測試與表征
3.3.1 水凝膠折射率測試
3.3.2 紫外測試
3.3.3 機(jī)械性能測試
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 不同溶劑的PAA水凝膠的制備
3.4.2 Yx/PAA水凝膠的折射率
3.4.3 Yx/PAA水凝膠的透過率
3.4.4 Yx/PAA水凝膠的機(jī)械性能
3.4.5 梯度折射率PAA水凝膠的制備
3.4.6 梯度折射率PAA水凝膠的機(jī)械性能
3.5 小結(jié)
第4章 高折射率含硫聚合物材料的設(shè)計(jì)與制備
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
4.2.3 PS-CS_2-S膜的制備
4.2.4 St-S聚合物的合成
4.2.5 PS-TR-S膜的制備
4.2.6 PS-BP-S膜的制備
4.2.7 PS-BP-St-S膜的制備
4.3 測試與表征
4.3.1 折射率和阿貝數(shù)測試
4.3.2 紅外測試
4.3.3 紫外測試
4.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線能譜分析(EDS)測試
4.3.5 凝膠滲透色譜(GPC)測試
4.3.6 熱重分析(TGA)
4.3.7 差示掃描量熱分析(DSC)
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 含硫PS膜的折射率和阿貝數(shù)
4.4.2 PS-TR-S膜的元素分布分析
4.4.3 PS-BP-St-S膜的元素分布分析
4.4.4 含硫PS膜的光學(xué)性能
4.4.5 含硫PS聚合物的TGA分析
4.4.6 含硫PS聚合物的DSC分析
4.5 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
附錄 B 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及獲獎情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙重交聯(lián)VSNPs-PAA納米復(fù)合水凝膠的制備及其溶脹性能的研究[J]. 林海豹,劉遵峰. 離子交換與吸附. 2018(02)
[2]高折射率光學(xué)樹脂的研究進(jìn)展[J]. 陳文婧,于潔. 化學(xué)與生物工程. 2017(08)
[3]高折射率含硫樹脂光學(xué)材料研究進(jìn)展[J]. 申煩,王坤,鄢道仁,張智勇,關(guān)金濤,張開誠,戴志群. 化學(xué)世界. 2016(07)
[4]高折光指數(shù)聚合物研究進(jìn)展[J]. 陳爽,楊曉明,屠迎鋒. 高分子通報(bào). 2015(10)
[5]高折射率聚合物-無機(jī)納米光學(xué)雜化材料的設(shè)計(jì)與制備及其應(yīng)用[J]. 張國彥,張紀(jì)斌,楊柏. 高分子學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]高折射率光學(xué)樹脂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 李志斌,王躍川. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(13)
[7]Effect of crystalline lens surfaces and refractive index on image quality by model simulation analysis[J]. 孔梅梅,高志山,陳磊,李新華. Chinese Optics Letters. 2008(05)
[8]高折射率環(huán)氧和環(huán)硫型光學(xué)樹脂的研究進(jìn)展[J]. 呂長利,崔占臣,楊柏. 應(yīng)用化學(xué). 2001(05)
碩士論文
[1]聚合物復(fù)合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其在折射率調(diào)控領(lǐng)域的應(yīng)用[D]. 何源源.長春理工大學(xué) 2017
本文編號:3183595
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 高折射率聚合物材料
1.2.1 高折射率光學(xué)樹脂
1.2.2 高折射率水凝膠
1.3 高折射率聚合物材料的制備方法
1.3.1 高折射率有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料
1.3.2 含硫高折射率聚合物
1.4 高折射率聚合物材料應(yīng)用
1.4.1 光學(xué)膠粘劑
1.4.2 光學(xué)透鏡
1.4.3 梯度折射率聚合物材料
1.4.4 發(fā)光二極管(LED)封裝材料
1.5 研究目的及意義
1.6 主要研究內(nèi)容
第2章 高折射率抗菌水凝膠的制備
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
2.2.3 Zn O-PAA水凝膠的制備
2.3 測試與表征
2.3.1 X射線衍射測試(XRD)
2.3.2 溶脹行為測試
2.3.3 折射率和阿貝數(shù)測試
2.3.4 紫外測試
2.3.5 抗菌性能檢測
2.3.6 力學(xué)性能測試
2.3.7 熱重分析(TGA)
2.4 結(jié)果與討論
2.4.1 ZnO-PAA水凝膠反應(yīng)機(jī)理
2.4.2 XRD分析
2.4.3 ZnO-PAA水凝膠的溶脹性能
2.4.4 ZnO-PAA水凝膠的折射率
2.4.5 ZnO-PAA水凝膠的光學(xué)性能
2.4.6 水凝膠抗菌性能分析
2.4.7 水凝膠的機(jī)械性能
2.4.8 水凝膠的熱性能
2.5 小結(jié)
第3章 梯度折射率水凝膠的設(shè)計(jì)與制備
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
3.2.3 不同溶劑的PAA水凝膠的制備
3.2.4 梯度折射率PAA水凝膠的制備
3.3 測試與表征
3.3.1 水凝膠折射率測試
3.3.2 紫外測試
3.3.3 機(jī)械性能測試
3.4 結(jié)果與討論
3.4.1 不同溶劑的PAA水凝膠的制備
3.4.2 Yx/PAA水凝膠的折射率
3.4.3 Yx/PAA水凝膠的透過率
3.4.4 Yx/PAA水凝膠的機(jī)械性能
3.4.5 梯度折射率PAA水凝膠的制備
3.4.6 梯度折射率PAA水凝膠的機(jī)械性能
3.5 小結(jié)
第4章 高折射率含硫聚合物材料的設(shè)計(jì)與制備
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
4.2.3 PS-CS_2-S膜的制備
4.2.4 St-S聚合物的合成
4.2.5 PS-TR-S膜的制備
4.2.6 PS-BP-S膜的制備
4.2.7 PS-BP-St-S膜的制備
4.3 測試與表征
4.3.1 折射率和阿貝數(shù)測試
4.3.2 紅外測試
4.3.3 紫外測試
4.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線能譜分析(EDS)測試
4.3.5 凝膠滲透色譜(GPC)測試
4.3.6 熱重分析(TGA)
4.3.7 差示掃描量熱分析(DSC)
4.4 結(jié)果與討論
4.4.1 含硫PS膜的折射率和阿貝數(shù)
4.4.2 PS-TR-S膜的元素分布分析
4.4.3 PS-BP-St-S膜的元素分布分析
4.4.4 含硫PS膜的光學(xué)性能
4.4.5 含硫PS聚合物的TGA分析
4.4.6 含硫PS聚合物的DSC分析
4.5 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
附錄 B 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及獲獎情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙重交聯(lián)VSNPs-PAA納米復(fù)合水凝膠的制備及其溶脹性能的研究[J]. 林海豹,劉遵峰. 離子交換與吸附. 2018(02)
[2]高折射率光學(xué)樹脂的研究進(jìn)展[J]. 陳文婧,于潔. 化學(xué)與生物工程. 2017(08)
[3]高折射率含硫樹脂光學(xué)材料研究進(jìn)展[J]. 申煩,王坤,鄢道仁,張智勇,關(guān)金濤,張開誠,戴志群. 化學(xué)世界. 2016(07)
[4]高折光指數(shù)聚合物研究進(jìn)展[J]. 陳爽,楊曉明,屠迎鋒. 高分子通報(bào). 2015(10)
[5]高折射率聚合物-無機(jī)納米光學(xué)雜化材料的設(shè)計(jì)與制備及其應(yīng)用[J]. 張國彥,張紀(jì)斌,楊柏. 高分子學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]高折射率光學(xué)樹脂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 李志斌,王躍川. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(13)
[7]Effect of crystalline lens surfaces and refractive index on image quality by model simulation analysis[J]. 孔梅梅,高志山,陳磊,李新華. Chinese Optics Letters. 2008(05)
[8]高折射率環(huán)氧和環(huán)硫型光學(xué)樹脂的研究進(jìn)展[J]. 呂長利,崔占臣,楊柏. 應(yīng)用化學(xué). 2001(05)
碩士論文
[1]聚合物復(fù)合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其在折射率調(diào)控領(lǐng)域的應(yīng)用[D]. 何源源.長春理工大學(xué) 2017
本文編號:3183595
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