本文關(guān)鍵詞：基于氫鍵作用自愈合超分子彈性體的合成與表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自愈合材料作為新興發(fā)展起來的智能材料,近年來越來越受到人們的關(guān)注。通過在大分子鏈或是小分子低聚物中引入非共價(jià)鍵基團(tuán)獲得超分子聚合物是近年來發(fā)展自愈合材料的主要途徑之一。其中,氫鍵型自愈合超分子聚合物因氫鍵的強(qiáng)取向性、飽和性、選擇性以及動(dòng)態(tài)可逆性成為了人們的研究重點(diǎn),通過原材料的選擇、分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),可以得到不需要任何愈合劑、溶劑或其他刺激等外界幫助,在常溫下便可實(shí)現(xiàn)自愈合的自愈合材料。本論文首先以癸二酸、檸檬酸、二乙烯三胺為原料合成出低聚物前體,繼而與尿素(Urea)反應(yīng)經(jīng)后處理后得到氫鍵型自愈合超分子彈性體。當(dāng)癸二酸/檸檬酸摩爾比為8：2時(shí)通過改變Urea的加入量得到了一系列產(chǎn)物。運(yùn)用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR等測(cè)試方法對(duì)產(chǎn)物制備過程以及最終產(chǎn)物進(jìn)行了表征分析,產(chǎn)物是以酰胺鍵、烷基脲以及咪唑啉酮為主的多官能體系,確定了反應(yīng)機(jī)理；GPC結(jié)果表明,隨Urea量增加,產(chǎn)物分子量逐漸降低；DSC和XRD結(jié)果表明材料為兩相結(jié)構(gòu),低溫段表現(xiàn)出低的玻璃化轉(zhuǎn)變,低的Urea使用量會(huì)有結(jié)晶相的生成,初步建立了氫鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)模型。此外,本課題通過改變不同的癸二酸／檸檬酸摩爾比合成了系列氫鍵型自愈合超分子彈性體,利用FT-IR追蹤了反應(yīng)過程,采用DSC及XRD表征了其結(jié)構(gòu),同為兩相結(jié)構(gòu),低溫段表現(xiàn)出相近的玻璃化轉(zhuǎn)變：GPC結(jié)果表明,隨癸二酸/檸檬酸摩爾比減小,產(chǎn)物的分子量逐漸降低。拉伸、蠕變、應(yīng)力松弛等分析表明,材料具有很好的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率,可以表現(xiàn)出與交聯(lián)彈性體類似的蠕變和應(yīng)力松弛行為；自愈合實(shí)驗(yàn)表明材料具有很好的自愈合能力,隨Urea量的增加或癸二酸/檸檬酸摩爾比的減小,自愈合能力逐漸增強(qiáng)；用SEM觀察了愈合效果,愈合效率可達(dá)100%；生物毒性實(shí)驗(yàn)表明材料在生物醫(yī)用材料上具有潛在的應(yīng)用前景。通過以上研究表明,以生物基的小分子酸為原料可以合成出具有低玻璃化轉(zhuǎn)變?cè)诔叵卤憩F(xiàn)出良好自愈合能力的超分子彈性體,為發(fā)展自愈合材料提供了新的途徑,擴(kuò)展了自愈合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：自愈合 氫鍵 超分子彈性體 生物基
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB381
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-34
• 1.1 自愈合材料概述16
• 1.2 超分子自愈合材料16-31
• 1.2.1 超分子17
• 1.2.2 超分子聚合物17-18
• 1.2.3 氫鍵型自愈合超分子聚合物18-27
• 1.2.3.1 氫鍵的定義18
• 1.2.3.2 氫鍵的特征18-19
• 1.2.3.3 氫鍵在超分子體系中的應(yīng)用19-20
• 1.2.3.4 基于大分子的氫鍵型自愈合超分子聚合物20-23
• 1.2.3.5 基于小分子的氫鍵型自愈合超分子聚合物23-27
• 1.2.4 配位鍵型自愈合超分子聚合物27-28
• 1.2.5 π-π堆疊型自愈合超分子聚合物28-30
• 1.2.6 離子鍵型自愈合超分子聚合物30-31
• 1.3 本課題研究的目的與意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處31-34
• 1.3.1 本課題研究的目的與意義31-32
• 1.3.2 本課題研究的主要內(nèi)容32
• 1.3.3 本課題研究的創(chuàng)新之處32-34
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分34-42
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及試劑34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備34-35
• 2.3 樣品的合成與制備35-39
• 2.3.1 低聚物前體的制備35-36
• 2.3.2 自愈合超分子彈性體的合成36-38
• 2.3.3 自愈合超分子彈性體實(shí)驗(yàn)樣條的制備38-39
• 2.4 測(cè)試方法與表征手段39-42
• 2.4.1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析39
• 2.4.2 ~1H-NMR、~(13)C-NMR核磁共振光譜分析39
• 2.4.3 凝膠滲透色譜(GPC)分析39
• 2.4.4 差示掃描量熱(DSC)分析39-40
• 2.4.5 X射線衍射(XRD)分析40
• 2.4.6 拉伸測(cè)試40
• 2.4.7 自愈合性能測(cè)試40
• 2.4.8 掃面電子顯微鏡(SEM)40
• 2.4.9 蠕變40
• 2.4.10 應(yīng)力松弛40-41
• 2.4.11 細(xì)胞毒性測(cè)試41-42
• 第三章 自愈合超分子彈性體的合成與結(jié)構(gòu)表征42-64
• 3.1 基于單一酸的超分子彈性體的合成與結(jié)構(gòu)表征42-48
• 3.1.1 FT-IR分析43-45
• 3.1.2 ~1H-NMR分析45-47
• 3.1.3 差示掃描量熱(DSC)分析47-48
• 3.2 一定酸配比的超分子彈性體的合成與結(jié)構(gòu)表征48-62
• 3.2.1 FT-IR分析48-52
• 3.2.1.1 FT-IR跟蹤分析48-51
• 3.2.1.2 不同Urea量超分子彈性體的FT-IR分析51-52
• 3.2.2 不同Urea量超分子彈性的~1H-NMR、~(13)C-NMR分析52-56
• 3.2.3 不同Urea量超分子彈性體的分子量分析56-57
• 3.2.4 不同Urea量超分子彈性體的DCS分析57-59
• 3.2.5 不同Urea量超分子彈性體的XRD分析59-60
• 3.2.6 超分子彈性體合成的機(jī)理研究60-62
• 3.3 本章小結(jié)62-64
• 第四章 不同酸配比的超分子彈性體的合成與結(jié)構(gòu)衰征64-72
• 4.1 不同癸二酸/檸檬酸摩爾比超分子彈性體的FT-IR分析64-68
• 4.1.1 SE-9:1合成的FT-IR跟蹤分析64-66
• 4.1.2 SE-7:3合成的FT-IR跟蹤分析66-67
• 4.1.3 SE-6:4合成的FT-IR跟蹤分析67-68
• 4.2 不同癸二酸/檸檬酸摩爾比超分子彈性體的GPC分析68-69
• 4.3 不同癸二酸/檸檬酸摩爾比超分子彈性體的DSC分析69-70
• 4.4 不同癸二酸/檸檬酸摩爾比超分子彈性體的XRD分析70-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第五章 自愈合超分子彈性體的性能表征72-84
• 5.1 拉伸性能測(cè)試72-74
• 5.1.1 不同Urea量的超分子彈性體應(yīng)力-應(yīng)變曲線72-73
• 5.1.2 不同癸二酸/檸檬酸摩爾比的超分子彈性體應(yīng)力-應(yīng)變曲線73-74
• 5.2 自愈合性能74-78
• 5.2.1 不同Urea量的超分子彈性體自愈合性能74-77
• 5.2.2 不同癸二酸/檸檬酸摩爾比的超分子彈性體自愈合性能77-78
• 5.3 黏彈性分析78-81
• 5.3.1 蠕變分析78-80
• 5.3.2 應(yīng)力松弛分析80-81
• 5.4 生物毒性測(cè)試81-82
• 5.5 本章小結(jié)82-84
• 第六章 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-92
• 發(fā)表的文章92-94
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介94-96
• 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書96-97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：299609