漆酚的酸催化聚合及其复合涂料的研究

论文摘要

本文对漆酚聚合物及其复合涂料的制备方法、聚合机理以及固化膜性能进行了研究,主要工作如下:（1）首先采用FT-IR、UV-Vis、1H-NMR、GPC和流变仪等手段探讨不同质子酸催化漆酚聚合的过程,并研究采用对甲苯磺酸作为催化剂的漆酚聚合反应的动力学;然后对以甲苯磺酸作为催化剂的漆酚固化机理进行探讨,确定其最佳制备条件;最后采用TG和DMTA等手段比较其涂膜与天然生漆涂膜的性能。（2）研究漆酚聚合物/多壁碳纳米管（MWNTs）复合涂料的制备方法,采用FT-IR、TG、Raman、SEM、DMTA等手段探讨多壁碳纳米管在复合膜的分散状态及对复合膜力学性能的影响;最后研究不同多壁碳纳米管含量复合膜的导电性能。（3）首先研究在二水合氯化铜钾作用下漆酚的固化行为;然后采用FT-IR、UV-Vis、1H-NMR、ESR和CV等手段探讨其固化机理;最后对氯化铜钾在“死漆复活”的应用进行研究,并采用DMTA和TG等手段研究二水合氯化铜钾催化死漆聚合的固化膜的性能。结果表明,在质子酸的作用下,漆酚不饱和侧链的共轭双键与质子酸的H+发生亲电加成,并形成碳正离子,该碳正离子与漆酚苯环发生Friedel-Crafts烷基化反应,从而生成漆酚聚合物;二水合氯化铜钾能够催化漆酚氧化聚合成膜,其催化漆酚聚合的过程与漆酶、多酚氧化酶及模拟酶催化漆酚聚合的类似;两种酸催化所得的漆膜均具有比天然生漆膜优异的性能;漆酚聚合物与羟基化多壁碳纳米管复合制备所得的漆膜既保持了天然生漆膜原有的优良性能,又提高了其耐冲击强度,并使复合膜具有优良的导电性能。本研究为解决天然生漆不易固化成膜开辟了新的途径,并为生漆开发成新型功能材料研究提供理论和实验的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 绪论
• 1.1 生漆的组成
• 1.1.1 漆酚
• 1.1.2 漆酶
• 1.1.3 含氮物质（糖蛋白等）
• 1.1.4 多糖（树胶质）
• 1.1.5 水分
• 1.1.6 其它物质
• 1.2 漆酚的结构
• 1.3 漆酚的化学性质
• 1.4 漆酚聚合物的合成方法
• 1.4.1 酶对漆酚聚合的催化反应
• 1.4.2 漆酚的加热聚合反应
• 1.4.3 酸对漆酚的催化反应
• 1.4.4 漆酚与金属盐的反应
• 1.4.5 漆酚与醛类化合物的反应
• 1.4.6 漆酚与硼、硅类衍生物的反应
• 1.4.7 电化学方法制备聚合漆酚
• 1.4.8 紫外光辐射制备漆酚聚合物
• 1.5 漆膜的性能
• 1.6 生漆的应用
• 1.6.1 用于工艺美术漆器装饰行业
• 1.6.2 用于化学工业
• 1.6.3 用于石油工业
• 1.6.4 用于建筑工业
• 1.6.5 用于纺织、印染工业
• 1.6.6 用于矿山设备
• 1.6.7 用于其它行业
• 1.7 漆酚聚合物复合涂料的研究概况
• 1.7.1 漆酚缩醛复合涂料
• 1.7.2 漆酚钦复合涂料
• 2复合材料'>1.7.3 漆酚聚合物/SnO₂复合材料
• 1.7.4 生漆复合涂料
• 1.7.5 电化学聚合漆酚/复合材料
• 1.8 本学位论文研究的立论依据、科学意义和创新点
• 1.8.1 立论依据
• 1.8.2 科学意义
• 1.8.3 创新点
• 第2章 漆酚的质子酸催化聚合机理的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 漆酚树脂的制备
• 2.2.3 漆酚转化率的测定
• 2.2.4 测试方法与仪器
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 质子酸对漆酚聚合的催化作用
• 2.3.2 漆酚树脂的形成过程
• 2.3.3 酸漆酚催化聚合反应动力学
• 2.4 本章小结
• 第3章 质子酸催化漆酚树脂固化机理及其膜性能的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与试剂
• 3.2.2 试样的制备
• 3.2.3 测试方法与仪器
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 漆酚树脂固化机理的探讨
• 3.3.2 制备条件对漆膜性能的影响
• 3.3.3 漆酚涂膜的性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 漆酚树脂/羟基化多壁碳纳米管复合涂料的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料与试剂
• 4.2.2 试样的制备
• 4.2.3 测试方法与仪器
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 复合膜的性能
• 4.3.2 多壁碳纳米管增韧复合膜的机理
• 4.3.3 复合膜的断面形貌
• 4.4 本章小结
• 第5章 二水合氯化铜钾的化学性质及其催化漆酚聚合的研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料与试剂
• 5.2.2 试样制备
• 5.2.3 仪器与测试方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 二水合氯化铜钾的化学性质
• 5.3.2 二水合氯化铜钾催化漆酚聚合的特性
• 5.3.3 漆酚的二水合氯化铜钾催化聚合成膜过程
• 5.3.4 漆膜的性能
• 5.4 本章小结
• 第6章 二水合氯化铜钾在“死漆复活”上应用的研究
• 6.1 前言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 原料与试剂
• 6.2.2 试样制备
• 6.2.3 测试方法与仪器
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 “死漆”固化成膜的过程
• 6.3.2 固化成膜的有效条件
• 6.3.3 漆膜的性能
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢
• 个人简历