本文關(guān)鍵詞：形狀記憶高分子納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為新興的智能材料,形狀記憶高分子的形狀記憶效應(yīng)可以歸因于其高分子網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)點(diǎn)和可逆開關(guān)單元；它們能“記住”一個(gè)或多個(gè)臨時(shí)賦形,當(dāng)受到如熱、水、光等外界刺激就能恢復(fù)其原始的形態(tài)。形狀記憶高分子具備突出的刺激響應(yīng)性和驅(qū)動(dòng)性,倍受各界關(guān)注,而形狀記憶高分子材料及其應(yīng)用技術(shù)在2015年就躋身國(guó)家重點(diǎn)支持的高新技術(shù)。形狀記憶高分子與各種各樣納米材料結(jié)合是近年來(lái)受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一,形狀記憶高分子納米復(fù)合材料可以極大地強(qiáng)化或者拓展形狀記憶高分子的功能,完善其應(yīng)用技術(shù)。本論文以功能性形狀記憶聚氨酯為基材,通過(guò)與碳納米管、銀納米線、金等納米材料復(fù)合,構(gòu)建了一系列新型的納米復(fù)合結(jié)構(gòu),重點(diǎn)研究了復(fù)合體系的多重刺激響應(yīng)傳感性能,具體包括：熱／電、水和光學(xué)傳感性能。主要工作如下：(1)采用簡(jiǎn)易的轉(zhuǎn)移法,制備了具有雙層結(jié)構(gòu)的納米銀線／形狀記憶聚酯(AgNWs/SMPU)納米復(fù)合材料,用SEM對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,AgNWs鑲嵌在SMPU基材的表層。通過(guò)拉力試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)工作站等展開性能分析,復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的柔韌性和優(yōu)越的導(dǎo)電性,而且其導(dǎo)電性呈現(xiàn)與拉伸形變相關(guān)的可逆變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),電流和高溫都能驅(qū)動(dòng)被賦形的復(fù)合材料回復(fù)原始形狀,而電流能使復(fù)合材料在5s內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速回復(fù)(回復(fù)率82%)；高溫刺激被拉伸賦形的復(fù)合材料回復(fù)形狀的同時(shí),材料的導(dǎo)電性也得以恢復(fù)。該材料通過(guò)電信號(hào)的變化可以對(duì)外界溫度做出應(yīng)答,是一種新穎的導(dǎo)電型溫度傳感器的理想材料。(2)通過(guò)簡(jiǎn)易的轉(zhuǎn)移法,制備了具有雙層結(jié)構(gòu)的碳納米管／形狀記憶聚酯(CNTs/SMPU)納米復(fù)合材料,用SEM、接觸角測(cè)量?jī)x和電化學(xué)工作站等對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌、結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行了表征,嵌在SMPU基材表層的CNTs賦予了材料導(dǎo)電性并改善了SMPU的親水性,所以對(duì)復(fù)合材料的電和水刺激響應(yīng)的形狀記憶效應(yīng)進(jìn)行了探索,并發(fā)現(xiàn)電響應(yīng)的形狀記憶行為明顯比水響應(yīng)的快。結(jié)合兩種刺激響應(yīng)性,設(shè)計(jì)了一個(gè)膨脹過(guò)程來(lái)試驗(yàn)該復(fù)合材料的水傳感效果。結(jié)果表明,拉伸賦形可以增大復(fù)合材料與水接觸時(shí)的電阻率變化幅度,提高對(duì)水靈敏度。(3)利用真空磁控濺射法在事先拉伸賦形的SMPU基材上沉積一層單質(zhì)Au納米層,由于兩者剛性失配,在形狀回復(fù)行為中SMPU基材表層就會(huì)形成Au微納米褶皺,從而制備了Au/SMPU納米復(fù)合體系。利用AFM對(duì)復(fù)合材料的表面形貌進(jìn)行了表征,采用軟件Nanoscope對(duì)褶皺分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本論文探索了SMPU基材不同的拉伸比率對(duì)Au微納米褶皺形貌的影響,并發(fā)現(xiàn)在微米褶皺表面上共存著一種次生的Au納米島狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)P3HT(聚噻吩)的拉曼檢測(cè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Au/SMPU納米復(fù)合體系具有表面拉曼增強(qiáng)效應(yīng),增強(qiáng)比可達(dá)7-8倍；對(duì)P3HT(旋涂)的檢測(cè)限低達(dá)5×10-2mg/mL。
【關(guān)鍵詞】：形狀記憶高分子納米復(fù)合材料 銀納米線 碳納米管 金微納米褶皺 傳感
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ317;TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 緒論14-29
• 1.1 引言14
• 1.2 形狀記憶高分子14-19
• 1.2.1 形狀記憶高分子的形狀回復(fù)機(jī)理15-17
• 1.2.2 形狀記憶聚氨酯的簡(jiǎn)介17-19
• 1.3 形狀記憶高分子納米復(fù)合材料19-24
• 1.3.1 電誘導(dǎo)SMPs納米復(fù)合材料19-20
• 1.3.2 水誘導(dǎo)SMPs納米復(fù)合材料20-21
• 1.3.3 磁誘導(dǎo)SMPs納米復(fù)合材料21-22
• 1.3.4 光誘導(dǎo)SMPs納米復(fù)合材料22-23
• 1.3.5 小結(jié)23-24
• 1.4 SMPs材料的應(yīng)用24-27
• 1.4.1 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域24-25
• 1.4.2 航天航空領(lǐng)域25-26
• 1.4.3 傳感領(lǐng)域26-27
• 1.4.4 小結(jié)27
• 1.5 本課題的研究意義和研究?jī)?nèi)容27-29
• 第二章 AgNWs/SMPU納米復(fù)合體系的構(gòu)建及電、熱傳感性能研究29-39
• 2.1 引言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-33
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器29-30
• 2.2.2 納米銀線(AgNWs)的制備和純化30-31
• 2.2.3 AgNWs/SMPU復(fù)合材料的制備31-32
• 2.2.4 形貌及性能表征測(cè)試32-33
• 2.3 結(jié)果與討論33-38
• 2.3.1 AgNWs和AgNWs/SMPU復(fù)合材料形貌分析33-34
• 2.3.2 電致發(fā)熱驅(qū)動(dòng)的形狀記憶效應(yīng)34-37
• 2.3.3 AgNWs/SMPU復(fù)合材料的溫度傳感37-38
• 2.4 小結(jié)38-39
• 第三章 CNTs/SMPU納米復(fù)合體系的構(gòu)建及雙重刺激響應(yīng)的研究39-49
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器39-40
• 3.2.2 MWCNTs的氧化改性40-41
• 3.2.3 CNTs/SMPU納米復(fù)合材料的制備41
• 3.2.4 形貌及性能表征測(cè)試41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-48
• 3.3.1 CNTs改性效果42-44
• 3.3.2 CNTs/SMPU復(fù)合材料形貌分析44
• 3.3.3 CNTs/SMPU復(fù)合材料的雙重刺激形狀記憶效應(yīng)44-47
• 3.3.4 CNTs/SMPU復(fù)合材料的水傳感效應(yīng)47-48
• 3.4 小結(jié)48-49
• 第四章 Au/SMPU納米復(fù)合材料的構(gòu)建及其光譜增強(qiáng)效應(yīng)49-58
• 4.1 引言49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分49-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器49-50
• 4.2.2 Au/SMPU復(fù)合材料的制備50-51
• 4.2.3 Au/SMPU復(fù)合材料的形貌表征和性能測(cè)試51-52
• 4.3 結(jié)果與討論52-57
• 4.3.1 Au/SMPU復(fù)合材料的形貌分析52-53
• 4.3.2 Au/SMPU復(fù)合材料表面褶皺的統(tǒng)計(jì)分析53-56
• 4.3.3 Au/SMPU復(fù)合材料的表面拉曼增強(qiáng)效應(yīng)56-57
• 4.4 小結(jié)57-58
• 結(jié)論與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和申請(qǐng)的專利71-73
• 致謝73

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1 黎志偉;形狀記憶高分子納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其性能研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：形狀記憶高分子納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：484506