刺激響應性水凝膠可在特定環(huán)境變化的刺激下做出響應行為,因此有希望應用于智能執(zhí)行機構、軟體機器人等領域。然而傳統水凝膠需要與環(huán)境刺激直接接觸（溫度、pH等）才能發(fā)生響應行為,需要水等物質作為介質;且響應速率較慢,如溫敏水凝膠通常需要十幾個小時以上才能完全去溶脹,限制了刺激響應性水凝膠的應用。本文設計合成了 一種包含氧化石墨烯（GO）片、聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）微凝膠球體和PNIPAM鏈的復合結構水凝膠。通過控制聚合時間得到負載雙鍵且粒徑不同的PNIPAM微凝膠,將其作為部分交聯點與N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）聚合從而提高水凝膠響應速率,GO作為光熱轉化的納米填料摻入水凝膠體系。此方法制備的復合水凝膠同時具有溫度敏感和近紅外光敏感特性,同時具有較快的響應速率。通過對GO進行化學還原和化學修飾,進一步提升了該復合水凝膠的力學性能和響應性能。本文探究了 GO濃度、微凝膠的合成時間、NIPAM濃度等條件對水凝膠的光敏感性、溫度敏感性和力學性能的影響,并探究了對GO的化學修飾和化學還原對水凝膠性能的影響。通過差示掃描量熱法、掃描電鏡、紅外光譜、拉曼光譜分析等表征手段,分析了各個制備... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ＧＯ結構模型１２１】??［２１＇??

在前１０?ｍｉｎ內ＧＯ的還原程度最大，電導率可升高５個數量級，達到１０?Ｓ／ｍ，??之后的１４００ｍｉｎ內，還原效率顯著降低，最終得到的ｒＧＯ電導率為１５００Ｓ／ｍ，且環(huán)??氧基或羥基的還原對ｒＧＯ的導電性能具有較大影響，圖２．２為還原前的ＧＯ和化學還??原２４?ｈ后的ｒＧＯ的ＳＥＭ圖，從中可明顯看出原始ＧＯ的表面較為光滑，還原２４?ｈ??后ｒＧＯ試樣的表面翹曲不平。??熱還原法是直接加熱氧化石墨烯使之剝離為還原氧化石墨烯的還原方法。當氧化??石墨烯加熱至１０５０?°Ｃ時會產生大量二氧化碳，二氧化碳在氧化石墨烯片層間的高壓??擠壓導致氧化石墨烯堆疊結構的剝離。ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ■等［２６］詳細分析了氧化石墨烯制備功??能化石墨烯片的熱膨脹還原機理，氧化石墨的含氧基團在高溫下迅速分解為氣體，產??生的大量氣體難以短時間迅速擴散，因此在氧化石墨烯片層間產生了壓力，當此壓力??大于促使石墨烯片聚集的分子間作用力時，就會發(fā)生剝離。研究還發(fā)現發(fā)生剝離的臨??界溫度必須超過５５０?°Ｃ，且由于功能化的、有缺陷的石墨烯薄片具有起皺的特性，其??并不會塌陷回石墨氧化物，而是高度團聚在一起。熱還原法會對還原后氧化石墨烯薄??片的結構造成顯著影響。Ｋｕｄｉｎ等發(fā)現熱還原處理過程中

學碩士學位論文?文獻之間時，石墨烯吸收光能轉化為熱能致使材料表面溫度升高，溫敏性的ＰＮＩＰ鏈收縮拉動石墨烯薄片的彎曲或扭曲，使其孔結構關閉，水分蒸發(fā)速率有可預測形狀和動力學的雙層結構，葉狀膜可以在強太陽輻射下通過自卷主調節(jié)水分的蒸發(fā)，這種ｍＧ／ＰＮＩＰＡＭ膜提供了一種具有自適應能力應對環(huán)境智能材料制備思路。??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]丙烯酰胺與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨反相乳液聚合動力學[J]. 陳勇,單國榮.  化工學報. 2018(02)
[2]具有快速響應特性的環(huán)境響應型智能水凝膠的研究進展[J]. 劉壯,謝銳,巨曉潔,汪偉,褚良銀.  化工學報. 2016(01)



本文編號：3589917