高強(qiáng)度室溫自修復(fù)彈性體的設(shè)計(jì)及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-09 05:13
聚合物在其成型、加工和使用等過程中不可避免地會(huì)受到機(jī)械損失,賦予材料自修復(fù)功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部和表面損傷自發(fā)修復(fù),從而能在很大程度上消除材料損傷所帶來的隱患,顯著提高聚合物材料的安全性、穩(wěn)定性和服役壽命,實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展。聚合物自修復(fù)功能的實(shí)現(xiàn),依賴于分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性以及體系內(nèi)作用力的動(dòng)態(tài)平衡。越來越多自修復(fù)材料被相繼報(bào)道,然而其力學(xué)強(qiáng)度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到使用要求,而強(qiáng)度較大的聚合物材料其鏈段運(yùn)動(dòng)能力又較差,導(dǎo)致自修復(fù)條件苛刻。因此高強(qiáng)度與高自修復(fù)效率之間的矛盾嚴(yán)重阻礙了自修復(fù)材料的發(fā)展。本論文針對(duì)上述問題,以構(gòu)筑兼顧高力學(xué)強(qiáng)度與室溫自修復(fù)性能的彈性體材料為目標(biāo),通過在聚合物網(wǎng)絡(luò)中引入多重可逆作用,分別制備了同時(shí)兼顧高力學(xué)強(qiáng)度和室溫自修復(fù)性能的熱塑性與交聯(lián)型聚氨酯彈性體,并詳細(xì)探究了其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,同時(shí)闡明了各自的修復(fù)機(jī)理。對(duì)于熱塑性聚氨酯,本文通過在體系中引入多強(qiáng)度氫鍵,芳香族二硫鍵和配位鍵三重動(dòng)態(tài)作用制備了一種兼具高強(qiáng)度和高修復(fù)效率的自修復(fù)聚氨酯-酰胺彈性體,并建立了聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與自修復(fù)性能的聯(lián)系。變溫紅外分析(FT-IR)結(jié)果表明,該體系中存在較強(qiáng)的氫鍵作用,有利于材料的自修復(fù);...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
金屬配位與二硫鍵平衡所形成的動(dòng)態(tài)組合庫
Cu Cl2催化動(dòng)態(tài)二硫交換反應(yīng)機(jī)理研究:a)量子化學(xué)研究,單位kcal/mol;b)低分子量二硫化物交換機(jī)制
酰腙鍵是通過肼或取代肼與含羰基化合物縮合(又稱為席夫堿反應(yīng))而成的一種動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵,其實(shí)現(xiàn)自修復(fù)的通式如圖1-7所示。由于動(dòng)態(tài)可逆反應(yīng)需要水的參與,因此酰腙鍵往往應(yīng)用于自修復(fù)水凝膠體系。Fu等[47]通過動(dòng)態(tài)可逆的酰腙鍵將雙醛纖維素納米晶與端酰肼的聚乙二醇交聯(lián)制備具有自愈合和生物相容性的纖維素納米復(fù)合水凝膠的方法。在沒有額外刺激的情況下,制備的水凝膠表現(xiàn)出良好的自愈能力,即使在較高的凝膠濃度下,其愈合效率也高于90%。王新靈課題組[48]通過N-異丙基丙烯酰胺共聚物支鏈上引入的腙基和天然氧化海藻酸鈉上的醛基反應(yīng)制備了基于動(dòng)態(tài)酰腙鍵主導(dǎo)的自愈合水凝膠,該水凝膠表現(xiàn)出pH和熱的雙重響應(yīng),且相變溫度接近體溫,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的可控釋放與本體降解。圖1-6肟氨酯動(dòng)態(tài)交換示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三重氫鍵自組裝體系的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 裴強(qiáng),丁愛祥,王家文,徐文豪,徐果. 信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]高彈性自修復(fù)材料的設(shè)計(jì)合成[J]. 王洪芹,蘇治名,李承輝. 科學(xué)通報(bào). 2020(01)
[3]自修復(fù)高分子材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 梁淑淇. 中國高新科技. 2019(21)
[4]含雙重動(dòng)態(tài)鍵的可重加工及室溫自修復(fù)聚氨酯彈性體[J]. 田麗蓉,楊莉,王占華,夏和生. 高分子學(xué)報(bào). 2019(05)
[5]本征型自修復(fù)彈性體的研究進(jìn)展[J]. 張志菲,趙樹高,楊琨. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]自修復(fù)高分子材料研究進(jìn)展[J]. 沈偉,趙博文,劉佳莉,周興. 工程塑料應(yīng)用. 2018(02)
[7]The design,mechanism and biomedical application of self-healing hydrogels[J]. Qiwen Li,Chenlu Liu,Junru Wen,Yongzhi Wu,Yue Shan,Jinfeng Liao. Chinese Chemical Letters. 2017(09)
[8]硫化天然橡膠的本征自修復(fù)與固相回收加工[J]. 向洪平,容敏智,章明秋. 高分子學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]紅外光譜法測(cè)定聚氨酯預(yù)聚體中異氰酸酯基含量[J]. 巫淼鑫,杜郢,楊陽,王剛,姚致遠(yuǎn),高山. 涂料工業(yè). 2010(07)
[10]聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 朱金華,姚樹人. 高分子材料科學(xué)與工程. 2000(05)
博士論文
[1]聚氨酯的微相分離結(jié)構(gòu)調(diào)控、性能和應(yīng)用[D]. 陶燦.安徽大學(xué) 2018
[2]懸掛鏈聚氨酯及其復(fù)合體系的阻尼與分子松弛行為[D]. 余雯雯.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于多重可逆作用自修復(fù)彈性體的制備及其性能研究[D]. 程波.華南理工大學(xué) 2019
[2]金屬配位鍵交聯(lián)的自修復(fù)彈性體的設(shè)計(jì)、制備及性能研究[D]. 伊海萍.北京化工大學(xué) 2018
[3]基于金屬配位鍵和氫鍵雙重交聯(lián)的自修復(fù)彈性體[D]. 王麗.南京大學(xué) 2018
[4]熱可逆自修復(fù)彈性體的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 王巍巍.華南理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3616430
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
金屬配位與二硫鍵平衡所形成的動(dòng)態(tài)組合庫
Cu Cl2催化動(dòng)態(tài)二硫交換反應(yīng)機(jī)理研究:a)量子化學(xué)研究,單位kcal/mol;b)低分子量二硫化物交換機(jī)制
酰腙鍵是通過肼或取代肼與含羰基化合物縮合(又稱為席夫堿反應(yīng))而成的一種動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵,其實(shí)現(xiàn)自修復(fù)的通式如圖1-7所示。由于動(dòng)態(tài)可逆反應(yīng)需要水的參與,因此酰腙鍵往往應(yīng)用于自修復(fù)水凝膠體系。Fu等[47]通過動(dòng)態(tài)可逆的酰腙鍵將雙醛纖維素納米晶與端酰肼的聚乙二醇交聯(lián)制備具有自愈合和生物相容性的纖維素納米復(fù)合水凝膠的方法。在沒有額外刺激的情況下,制備的水凝膠表現(xiàn)出良好的自愈能力,即使在較高的凝膠濃度下,其愈合效率也高于90%。王新靈課題組[48]通過N-異丙基丙烯酰胺共聚物支鏈上引入的腙基和天然氧化海藻酸鈉上的醛基反應(yīng)制備了基于動(dòng)態(tài)酰腙鍵主導(dǎo)的自愈合水凝膠,該水凝膠表現(xiàn)出pH和熱的雙重響應(yīng),且相變溫度接近體溫,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的可控釋放與本體降解。圖1-6肟氨酯動(dòng)態(tài)交換示意圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三重氫鍵自組裝體系的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 裴強(qiáng),丁愛祥,王家文,徐文豪,徐果. 信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]高彈性自修復(fù)材料的設(shè)計(jì)合成[J]. 王洪芹,蘇治名,李承輝. 科學(xué)通報(bào). 2020(01)
[3]自修復(fù)高分子材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 梁淑淇. 中國高新科技. 2019(21)
[4]含雙重動(dòng)態(tài)鍵的可重加工及室溫自修復(fù)聚氨酯彈性體[J]. 田麗蓉,楊莉,王占華,夏和生. 高分子學(xué)報(bào). 2019(05)
[5]本征型自修復(fù)彈性體的研究進(jìn)展[J]. 張志菲,趙樹高,楊琨. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]自修復(fù)高分子材料研究進(jìn)展[J]. 沈偉,趙博文,劉佳莉,周興. 工程塑料應(yīng)用. 2018(02)
[7]The design,mechanism and biomedical application of self-healing hydrogels[J]. Qiwen Li,Chenlu Liu,Junru Wen,Yongzhi Wu,Yue Shan,Jinfeng Liao. Chinese Chemical Letters. 2017(09)
[8]硫化天然橡膠的本征自修復(fù)與固相回收加工[J]. 向洪平,容敏智,章明秋. 高分子學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]紅外光譜法測(cè)定聚氨酯預(yù)聚體中異氰酸酯基含量[J]. 巫淼鑫,杜郢,楊陽,王剛,姚致遠(yuǎn),高山. 涂料工業(yè). 2010(07)
[10]聚氨酯彈性體結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 朱金華,姚樹人. 高分子材料科學(xué)與工程. 2000(05)
博士論文
[1]聚氨酯的微相分離結(jié)構(gòu)調(diào)控、性能和應(yīng)用[D]. 陶燦.安徽大學(xué) 2018
[2]懸掛鏈聚氨酯及其復(fù)合體系的阻尼與分子松弛行為[D]. 余雯雯.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]基于多重可逆作用自修復(fù)彈性體的制備及其性能研究[D]. 程波.華南理工大學(xué) 2019
[2]金屬配位鍵交聯(lián)的自修復(fù)彈性體的設(shè)計(jì)、制備及性能研究[D]. 伊海萍.北京化工大學(xué) 2018
[3]基于金屬配位鍵和氫鍵雙重交聯(lián)的自修復(fù)彈性體[D]. 王麗.南京大學(xué) 2018
[4]熱可逆自修復(fù)彈性體的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 王巍巍.華南理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3616430
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3616430.html
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