本文關(guān)鍵詞：有序多孔膜表面浸潤(rùn)性和粘附性能研究

  更多相關(guān)文章： 浸潤(rùn)性 有序多孔膜 呼吸圖 多巴胺 共沉積 超疏水 粘附力 表面修飾

【摘要】：浸潤(rùn)性能是材料表面的重要性能,與吸附、潤(rùn)濕、粘合、分散和摩擦等物理化學(xué)過(guò)程密切相關(guān),在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中都有重要的價(jià)值。有序多孔膜表面具有結(jié)構(gòu)規(guī)整、孔徑均一的特點(diǎn),在光學(xué)器件、精密過(guò)濾、細(xì)胞培養(yǎng)、模板材料、超疏水表面等領(lǐng)域有著潛在應(yīng)用價(jià)值,表面浸潤(rùn)性能和粘附性能對(duì)其實(shí)際應(yīng)用具有重要影響。本文以聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯嵌段共聚物制備的有序多孔膜為研究對(duì)象,研究了該有序多孔膜表面的改性以調(diào)控其浸潤(rùn)性和粘附力,著重研究了有序多孔膜在改性前后的浸潤(rùn)性能和黏附性能的變化規(guī)律,以期為有序多孔膜的可控表面功能化及實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。具體研究工作主要圍繞以下兩個(gè)方面展開：1.分別選用有序多孔膜和撕去表層獲得的針墊結(jié)構(gòu)表面為基底材料,以多巴胺和1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇對(duì)膜表面進(jìn)行疏水改性,獲得了具有可調(diào)粘附力的超疏水表面。探討了沉積步驟、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度等因素對(duì)改性效果的影響,并對(duì)膜表面形貌和化學(xué)組成進(jìn)行了表征。研究了有序多孔膜及針墊結(jié)構(gòu)表面在超疏水改性前后的浸潤(rùn)性能和粘附性能變化,方便地實(shí)現(xiàn)了超疏水有序多孔膜表面的粘附性能的調(diào)控及水滴在所制備表面的無(wú)損轉(zhuǎn)移,可望拓展有序多孔膜在微流控材料領(lǐng)域的應(yīng)用。2.采用有序多孔膜和針墊結(jié)構(gòu)表面為基底材料,以多巴胺和親水性聚乙烯亞胺對(duì)膜表面進(jìn)行親水化改性,討論了膜表面浸潤(rùn)性的變化規(guī)律,期望探究膜表面浸潤(rùn)性轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及其規(guī)律。通過(guò)探討共沉積時(shí)間和聚乙烯亞胺濃度比例對(duì)親水改性的影響,實(shí)現(xiàn)了對(duì)有序多孔膜表面不同程度的親水化改性。研究結(jié)果表明,共沉積改性效果均勻,較好地保持了膜表面形貌；此外,通過(guò)改變共沉積時(shí)間,可以分別獲得Cassie-Baxter狀態(tài)的膜表面和Wenzel狀態(tài)的膜表面,表明通過(guò)改變沉積時(shí)間等策略可以方便有效地調(diào)控有序多孔膜的浸潤(rùn)性,通過(guò)改變預(yù)浸潤(rùn)等條件,實(shí)現(xiàn)了區(qū)域選擇性沉積,分別獲得了表面覆蓋共沉積薄層的膜和“共形”結(jié)構(gòu)的膜,為區(qū)域選擇性功能化提供了新途徑。
【關(guān)鍵詞】：浸潤(rùn)性 有序多孔膜 呼吸圖 多巴胺 共沉積 超疏水 粘附力 表面修飾
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ320.721
【目錄】：

• 致謝8-10
• 摘要10-11
• Abstract11-15
• 第一章 緒論15-35
• 1.1 引言15-16
• 1.2 浸潤(rùn)性理論基礎(chǔ)16-21
• 1.2.1 接觸角及楊氏方程16-17
• 1.2.2 Wenzel模型17-18
• 1.2.3 Cassie-Baxter模型18-19
• 1.2.4 Wenzel模型和Cassie-Baxter模型的相互轉(zhuǎn)化19-20
• 1.2.5 前進(jìn)角、后退角、接觸角滯后和滾動(dòng)角20-21
• 1.3 模型表面的浸潤(rùn)性能21-29
• 1.3.1 Wenzel公式和Cassie-Baxter公式的局限性21
• 1.3.2 不同幾何形貌對(duì)浸潤(rùn)性能的影響21-24
• 1.3.3 相同幾何形貌不同參數(shù)對(duì)浸潤(rùn)性能的影響24-29
• 1.4 有序多孔膜表面浸潤(rùn)性能29-32
• 1.4.1 未改性的有序多孔膜表面的浸潤(rùn)性能29-30
• 1.4.2 成膜物質(zhì)對(duì)有序多孔膜浸潤(rùn)性能影響30-31
• 1.4.3 有序多孔膜表面化學(xué)改性對(duì)浸潤(rùn)性能影響31-32
• 1.5 課題提出與研究?jī)?nèi)容32-35
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分35-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原材料及其預(yù)處理35
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備35
• 2.3 有序多孔膜的制備及基于多巴胺的表面沉積改性35-37
• 2.3.1 有序多孔膜的制備36
• 2.3.2 針墊狀有序多孔膜表面的制備36
• 2.3.3 浸潤(rùn)條件下有序多孔膜表面多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積改性36
• 2.3.4 不浸潤(rùn)條件下有序多孔膜表面多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積改性36
• 2.3.5 有序多孔膜表面疏水改性36-37
• 2.4 有序多孔膜表面親疏水性表征37-38
• 2.4.1 水接觸角測(cè)試(CA)37
• 2.4.2 表面粘附性能測(cè)試37
• 2.4.3 膜表面液滴轉(zhuǎn)移測(cè)試37-38
• 2.5 有序多孔膜膜表面形態(tài)表征38-39
• 2.5.1 光學(xué)顯微鏡觀察38
• 2.5.2 掃描電子顯微鏡觀察(SEM)及其X射線能量色散譜38
• 2.5.3 X射線光電子能譜分析(XPS)38
• 2.5.4 表面衰減全反射紅外光譜分析(FTIR/ATR)38-39
• 第三章 有序多孔膜表面超疏水改性及其粘附性能39-50
• 3.1 引言39-40
• 3.2 基于多巴胺的超疏水有序多孔膜的制備40-42
• 3.2.1 多巴胺和1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇的對(duì)有序多孔膜的超疏水改性40-41
• 3.2.2 反應(yīng)條件的優(yōu)化41-42
• 3.3 基于多巴胺的超疏水改性有序多孔膜的表征42-47
• 3.3.1 表面形貌表征42-44
• 3.3.2 膜表面化學(xué)表征44-45
• 3.3.3 膜表面浸潤(rùn)性的表征45-47
• 3.4 具有不同粘附性能有序多孔膜的液滴轉(zhuǎn)運(yùn)探索47-49
• 3.4.1 有序多孔膜表面粘附性能分析47-48
• 3.4.2 具有不同粘附性能的有序多孔膜的液滴轉(zhuǎn)運(yùn)探索48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積改性有序多孔膜表面50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 未改性有序多孔膜的浸潤(rùn)性50-55
• 4.2.1 未改性有序多孔膜的表面形貌及靜態(tài)接觸角50-53
• 4.2.2 未改性有序多孔膜的動(dòng)態(tài)接觸角53
• 4.2.3 未改性的有序多孔膜的粘附性53-55
• 4.3 多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積親水改性有序多孔膜的浸潤(rùn)性55-61
• 4.3.1 多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積親水改性有序多孔膜的表面形貌55
• 4.3.2 共沉積時(shí)間對(duì)有序多孔膜浸潤(rùn)性的影響55-56
• 4.3.3 聚乙烯亞胺和多巴胺比例對(duì)有序多孔膜浸潤(rùn)性的影響56
• 4.3.4 水滴在共沉積膜表面的浸潤(rùn)56-60
• 4.3.5 共沉積膜表面的粘附性60-61
• 4.4 多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積膜表面化學(xué)組成61-62
• 4.5 多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積表面形貌調(diào)控初探62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第五章 全文總結(jié)66-67
• 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)67-68
• 不足與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-76
• 作者簡(jiǎn)介及碩士期間科研成果76

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