本文關(guān)鍵詞：納米金剛石的表面功能化研究

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【摘要】：自從上世紀(jì)60年代俄羅斯科學(xué)家在爆轟殘留物中發(fā)現(xiàn)納米金剛石(ND)以來,ND就得到了廣泛關(guān)注。ND的制備較為容易,并具備優(yōu)異的生物相容性,低毒性,耐磨性等優(yōu)異性能,在眾多領(lǐng)域都擁有極為廣闊的應(yīng)用前景。然而,由于ND具有很大的比表面積,表面還可能包覆有石墨雜質(zhì),以及表面官能團之間的范德華力和化學(xué)鍵合作用,原始的ND通常會呈微米級的團聚,很難分散開來。團聚狀態(tài)的ND不僅不會發(fā)揮ND的優(yōu)異性能,反而會形成缺陷,導(dǎo)致材料性能的下降。因此,必須改善ND的分散性,以期在各領(lǐng)域中充分發(fā)揮ND的優(yōu)異特性。本論文采用兩種有效的新方法分別將生物聚酯和環(huán)氧樹脂接枝到ND表面,包括如下兩部分:(1)利用開環(huán)聚合的方法在ND表面接枝生物聚酯逐步用濃硫酸/濃硝酸的混合溶液、二氯亞砜和1,6-己二醇對ND進行表面處理,將羥基引入到ND表面。利用ND表面的羥基分別與左旋丙交酯(LLA)、ε-己內(nèi)脂(CL)和三亞甲基碳酸酯(TMC)發(fā)生表面引發(fā)開環(huán)反應(yīng),制得表面分別接枝三種生物聚酯的ND。經(jīng)生物聚酯改性后的ND不僅會有效改善ND的分散性,還能夠提高ND的生物相容性。另外,生物聚酯修飾后的ND還可以作為生物納米粒子,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。(2)選用四種不同官能度的環(huán)氧樹脂對ND進行表面功能化采用簡單有效的方法將環(huán)氧單體接枝到ND表面。利用濃硫酸/濃硝酸的混合溶液制得ND-COOH,并逐步二氯亞砜和三乙烯四胺對ND進行表面處理,制得ND-NH2,分別將ND-COOH和ND-NH2接枝不同官能度的環(huán)氧樹脂,選用雙酚A型環(huán)氧樹脂(DGEBA)、三官能度環(huán)氧樹脂(TGAP)、四官能度環(huán)氧樹脂(TGDDM)和酚醛型環(huán)氧樹脂(DGEBA)對ND進行改性。經(jīng)環(huán)氧功能化的ND可以有效改善ND的團聚問題,還可與多種聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯酸和聚乙烯醇等。因此,在改善ND分散性的同時,它還可以作為擴鏈劑或交聯(lián)劑,提高材料的性能。
【關(guān)鍵詞】：納米金剛石 生物聚酯 環(huán)氧樹脂 功能化 分散性
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TQ163
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 納米科技及納米材料10-11
• 1.1.1 納米材料的分類10
• 1.1.2 納米材料的基本效應(yīng)10-11
• 1.2 納米金剛石概述11-20
• 1.2.1 納米金剛石的制備和提純11-13
• 1.2.1.1 沖擊波法合成納米金剛石粉末11
• 1.2.1.2 爆轟法合成納米金剛石粉末11-12
• 1.2.1.3 其他方法合成納米金剛石12
• 1.2.1.4 納米金剛石的提純12-13
• 1.2.2 納米金剛石的結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.3 納米金剛石的性質(zhì)14-15
• 1.2.3.1 表面活性14
• 1.2.3.2 德拜溫度14
• 1.2.3.3 化學(xué)穩(wěn)定性14
• 1.2.3.4 形貌14-15
• 1.2.3.5 無毒性和生物相容性15
• 1.2.4 納米金剛石的應(yīng)用研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.4.1 生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用15-17
• 1.2.4.2 細胞成像方面的應(yīng)用17-18
• 1.2.4.3 溫度探測方面的應(yīng)用18
• 1.2.4.4 拋光方面的應(yīng)用18-19
• 1.2.4.5 潤滑領(lǐng)域的應(yīng)用19-20
• 1.2.4.6 其他應(yīng)用20
• 1.3 納米金剛石的分散20-24
• 1.3.1 納米金剛石的團聚原因20-21
• 1.3.2 納米金剛石的分散方法21-24
• 1.3.2.1 物理方法對納米金剛石解團聚21-23
• 1.3.2.2 化學(xué)方法對納米金剛石解團聚23-24
• 1.4 課題研究意義24-25
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容25-26
• 第二章 納米金剛石接枝生物聚酯26-42
• 2.1 引言26
• 2.2 實驗試劑及儀器設(shè)備26-28
• 2.3 納米金剛石接枝生物聚酯的制備28-30
• 2.3.1 左旋丙交酯的制備28
• 2.3.2 混酸修飾納米金剛石28
• 2.3.3 二氯亞砜修飾納米金剛石28-29
• 2.3.4 1,6-己二醇修飾納米金剛石29
• 2.3.5 生物聚酯修飾納米金剛石29-30
• 2.4 表征測試30
• 2.5 結(jié)果討論30-40
• 2.5.1 左旋丙交酯的紅外光譜和核磁譜圖分析31
• 2.5.2 紅外譜圖分析31-33
• 2.5.3 拉曼光譜分析33-34
• 2.5.4 熱失重分析34-35
• 2.5.5 分散性測試35-36
• 2.5.6 粒徑分析36-38
• 2.5.7 形貌觀察38-40
• 2.5.8 機理解釋40
• 2.6 本章小結(jié)40-42
• 第三章 環(huán)氧樹脂修飾納米金剛石的研究42-58
• 3.1 引言42
• 3.2 實驗試劑及儀器設(shè)備42-44
• 3.3 納米金剛石接枝環(huán)氧樹脂44-46
• 3.3.1 酸化納米金剛石接枝環(huán)氧樹脂44-45
• 3.3.2 納米金剛石的胺化45
• 3.3.3 胺化納米金剛石接枝環(huán)氧樹脂45-46
• 3.4 表征測試46
• 3.5 結(jié)果討論46-55
• 3.5.1 紅外譜圖分析46-49
• 3.5.1.1 胺化ND的紅外光譜分析46-47
• 3.5.1.2 ND-COOH接枝環(huán)氧樹脂的紅外光譜分析47
• 3.5.1.3 ND-NH_2接枝環(huán)氧樹脂的紅外光譜分析47-49
• 3.5.2 X射線衍射譜圖分析49
• 3.5.3 熱失重分析49-51
• 3.5.4 分散性測試51-52
• 3.5.5 粒徑分析52-54
• 3.5.6 形貌觀察54-55
• 3.6 本章小結(jié)55-58
• 第四章 全文總結(jié)58-60
• 參考文獻60-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的科研成果66-68
• 致謝68

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3 李汝R，

本文編號：1102720