论文题目: 聚苯胺与聚乙二醇刚柔共聚物的制备、结构与性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 马会茹
导师: 袁润章,官建国
关键词: 聚苯胺共聚乙二醇,刚柔共聚物,自组装,核壳粒子,导电率,介电常数,电流变性能
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 刚柔共聚物具有嵌段、接枝共聚物和刚性液晶分子的双重特征。由于刚棒形分子择优取向和共价键相连的刚柔链段微相分离间的竞争作用,刚柔共聚物可以形成丰富的多层次的超分子结构和纳米结构,被广泛用作功能材料和纳米材料。共轭刚柔共聚物由于能够自组装形成许多不同的具有独特光学和电子特性的超分子结构而倍受青睐,而且柔性链段的引入通常可以改善共轭刚性高分子的溶解加工性能。本学位论文用氧化还原共聚法制备由聚苯胺(PAn)刚性链段、聚乙二醇(PEG)柔性链段组成的两种聚(苯胺-共-聚乙二醇)共聚物(简称为PAn-co-PEG);系统地研究了共聚物的自组装特性、溶解成膜性和电性能,并在此基础上,将共聚物粒子分散在硅油中组成电流变(ER)液,详细地研究了ER液的性能随共聚物粒子的化学结构、物理性质、电场强度和温度的变化规律。 在设计并合成两种含聚乙二醇取代基的苯胺衍生物—α-甲氧基-ω-邻氨基苯基聚乙二醇和α,ω—端氨基苯基聚乙二醇的基础上,采用化学氧化法将它们与苯胺进行共聚,分别制备出了聚(苯胺-接枝-聚乙二醇)(简称PAn-g-PEG)和聚苯胺-聚乙二醇-聚苯胺三嵌段共聚物(简称PAn-PEG-PAn)。用FTIR、UV-Vis吸收光谱、元素分析、TG、DSC、TEM、AFM等表征了共聚物的结构。详细地研究了共聚物的热稳定性、结晶性、溶解成膜性及其与组成、结构之间的关系。发现随着An投料量和共聚物中聚苯胺链段长度增加,PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物的热稳定性提高。当投料比相同时,随着PEG分子量的减少,PAn-g-PEG共聚物中PEG的结晶程度减弱,而PAn的结晶程度增加。增加PEG链段长度和增加PEG链段数目均能改善PAn-g-PEG的溶解性和可加工成膜性能,但前者比后者更有效。 PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物在选择性溶剂中表现出自组装特性。共聚物的组成、溶剂等对共聚物自组装结构具有一定的影响。PAn-g-PEG主要形成球形胶束,PAn-PEG-PAn共聚物则随着PAn链段长度的变化,在水中的自组装结构发生改变。从球形→棒状或由棒状组
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 刚柔共聚物
1.1.1 刚柔共聚物的种类
1.1.2 刚柔共聚物的合成方法
1.1.3 刚柔共聚物的自组装理论
1.1.4 影响刚柔共聚物自组装结构的因素
1.1.5 刚柔共聚物的应用
1.2 电流变液
1.2.1 电流变液材料
1.2.2 电流变效应的机理
1.2.3 影响电流变效应的因素
1.2.4 电流变液的应用
1.2.5 电流变技术研究中存在的问题
1.3 本文的研究目的与意义
第二章 PAn-co-PEG共聚物的制备与表征
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料及其预处理
2.2.2 样品的制备
2.2.3 结构表征与性能测试方法
2.3 氯代聚乙二醇的表征
2.3.1 影响氯代聚乙二醇单甲醚反应的因素
2.3.2 影响双氯代聚乙二醇反应的因素
2.4 含PEG链段的苯胺衍生物的表征
2.4.1 α-甲氧基-ω-邻氨基苯基聚乙二醇的表征
2.4.2 α，ω-端氨基苯基聚乙二醇的表征
2.5 PAn-g-PEG共聚物的表征
2.6 PAn-PEG-PAn共聚物的表征
2.7 PAn-g-PEG共聚物的性能研究
2.7.1 结晶性能
2.7.2 溶解性能
2.7.3 热稳定性能
2.8 PAn-PEG-PAn的热稳定性能
2.9 本章小结
第三章 PAn-co-PEG共聚物的微观结构
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要原料与试剂
3.2.2 共聚物胶束的制备及微观结构的观察
3.2.3 共聚物自组装膜的制备及微观结构的观察
3.3 影响PAn-PEG-PAn三嵌段共聚物微观结构的因素
3.3.1 聚苯胺链段长度
3.3.2 聚乙二醇链段长度
3.3.3 溶剂种类
3.3.4 溶剂组成
3.4 影响PAn-g-PEG接枝共聚物微观结构的因素
3.4.1 聚苯胺链段长度
3.4.2 聚乙二醇链段长度
3.4.3 温度
3.5 影响PAn-g-PEG共聚物膜微观结构的因素
3.5.1 聚苯胺链段长度
3.5.2 聚乙二醇链段长度
3.6 本章小结
第四章 PAn-co-PEG共聚物的电性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要试剂
4.2.2 样品的制备
4.2.3 PAn-co-PEG共聚物电性能测试
4.3 化学组成对PAn-PEG-PAn共聚物电子电导率的影响
4.4 影响PAn-g-PEG共聚物电子电导率的因素
4.4.1 化学组成
4.4.2 pH值
4.4.3 温度
4.5 影响PAn-g-PEG／LiClO_4络合物导电性的因素
4.5.1 化学组成
4.5.2 [Li~+]／[EO]的摩尔比
4.5.3 温度
4.6 影响PAn-co-PEG共聚物介电性能的因素
4.6.1 化学组成
4.6.2 pH值
4.7 影响PAn-g-PEG／LiClO_4络合物介电性能的因素
4.7.1 化学组成
4.7.2 [Li~+]／[EO]的摩尔比
4.7.3 温度
4.8 本章小结
第五章 PAn-co-PEG共聚物电流变液的性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 试剂和原材料
5.2.2 PAn-co-PEG共聚物的表征
5.2.3 电流变液的制备和性能测量
5.3 影响基于PAn-PEG-PAn电流变液性能的因素
5.3.1 化学组成
5.3.2 温度
5.3.3 剪切速率
5.3.4 基于PAn-PEG-PAn与PAn的电流变液性能的比较
5.4 影响基于PAn-g-PEG电流变液性能的因素
5.4.1 化学组成
5.4.2 pH值
5.5 影响基于PAn-g-PEG／LiClO_4电流变性能的因素
5.5.1 化学组成
5.5.2 [Li~+]／[EO]的摩尔比
5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读博士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2006-06-28
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