学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

羟基丁腈橡胶和石墨表面的多巴胺修饰及金属化的研究

作　者: 杜维薇
导　师: 王文才
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 羧基丁腈橡胶石墨多巴胺金属化化学镀
分类号: TQ333.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

多巴胺(二羟基苯丙氨酸)是贝壳类动物分泌出蛋白质物质的主要成分。研究结果表明,多巴胺可以在各种有机或无机基体表面进行聚合,在一定条件下通过自氧化聚合形成聚多巴胺功能层,聚多巴胺功能层是一种特殊的活性功能层,聚多巴胺分子层的表面带有氨基和酚羟基等功能基团,聚多巴胺与银离子之间能够形成强的络合作用实现银的原位还原沉积。由于聚多巴胺结构上的功能基团对金属离子强的络合吸附作用,能够作为粘附层起到“桥架”作用使基体表面和银颗粒结合紧密,通过无电解沉积形成金属层以及通过大分子接枝形成的生物活性层。已有研究表明多巴胺自聚合可以作为一种有效实现材料表面功能化的手段促进金属化,并且多巴胺的聚合条件温和,对环境友好。在本研究中,我们通过多巴胺聚合对羧基丁腈橡胶(XNBR)以及石墨粉(graphite)表面沉积多巴胺进行功能化修饰改性,并进行金属化。具体的工作如下：(1)首先,本文主要研究了利用多巴胺的独特粘附效应和特殊的功能化层进行表面功能化修饰,继而进行化学还原金属银制备表面导电的羧基丁腈橡胶的新方法。将超声清洁后的羧基丁腈橡胶(XNBR)浸入多巴胺的弱碱性溶液中,在氧气的作用下多巴胺进行自氧化聚合,并在XNBR上聚合并以聚多巴胺的大分子聚合物的团聚状态沉积,沉积一定能够时间后取出沉积有聚多巴胺的羧基丁腈橡胶(XNBR-PDA),继而将其浸入在无电解电镀溶液中通过化学还原进行金属银的沉积。通过X射线光电子能谱(XPS)测试XNBR表面的化学组成和元素结构及其含量的变化。研究结果表明聚多巴胺已经成功的沉积在XNBR表面。化学镀还原金属银的过程中,因为聚多巴胺的独特的多巴胺-醌基基团具有对金属的还原能力,使得聚多巴胺形成的功能层银离子的吸附点,同时可以提高银层与基体之间的结合力。本研究所制备得到的表面镀银的XNBR具有优异的导电性和反射性,其表面电阻为1.5Ω。(2)本文研究通过多巴胺自聚合沉积在石墨粉表面对其进行表面修饰,并通过化学镀银制备石墨/银复合导电微球材料。XPS和X射线衍射对石墨粉进行了表面元素组成和结构分析,利用扫描电镜SEM对石墨粉的微观形貌与镀覆效果进行分析。结果表明,通过多巴胺修饰石墨粉表面后,实施化学镀银所得到的银颗粒连续,致密,测得复合材料的电阻率为5×10-3Ω·cm。研究结果表明,聚多巴胺不仅促进银在石墨粉表面的吸附和还原,而且能够起到“桥架”作用使石墨粉表面和银颗粒结合更加紧密。此方法简单易行,操作条件温和且对环境友好,为石墨粉表面化学镀银工艺提供了新方法。本文提出的基于仿生技术的多巴胺自聚合方法为不同基体材料表面的功能化修饰提供了新的平台,在此基础上通过无电电镀可以实现薄膜、纤维、微/纳米粒子等各种尺寸及形状材料表面的金属化,为材料表面功能化改性提供了一个崭新的思路。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-15
第一章绪论  15-39
  1.1 电磁屏蔽材料简介  15-17
  1.2 材料表面改性概述  17-21
    1.2.1 表面接枝方法  17-19
    1.2.2 等离子体处理方法  19-21
  1.3 材料表面金属化方法  21-29
    1.3.1 表面金属化及应用  21-22
    1.3.2 聚合物表面金属化的研究现状  22-23
    1.3.3 金属化方法简介  23-29
  1.4 基于多巴胺仿生修饰的功能化方法  29-37
    1.4.1 多巴胺简介  30-31
    1.4.2 多巴胺的表面功能化  31-33
    1.4.3 利用多巴胺进行表面金属化  33-37
  1.5 本课题的研究内容  37-38
  1.6 本课题的研究意义及创新点  38-39
第二章仿生修饰制备表面导电的羧基丁腈橡胶  39-53
  2.1 引言  39
  2.2. 实验部分  39-42
    2.2.1 原材料  40
    2.2.2 实验步骤  40-41
    2.2.3 表征方法  41-42
  2.3 结果与讨论  42-52
    2.3.1 多巴胺在羧基丁腈(XNBR)表面的聚合沉积  42-47
    2.3.2 XNBR-PDA表面的化学镀银研究  47-52
  2.4 小结  52-53
第三章多巴胺在石墨表面的自氧化聚合以及石墨/银导电复合微球的制备  53-67
  3.1 引言  53
  3.2 实验部分  53-56
    3.2.1 原材料  54
    3.2.2 实验过程  54-55
    3.2.3 表征方法  55-56
  3.3 结果和讨论  56-65
  3.4 小结  65-67
第四章结论  67-69
参考文献  69-75
致谢  75-77
研究成果及发表的学术论文  77-79
作者和导师介绍  79-80
附件  80-81

羟基丁腈橡胶和石墨表面的多巴胺修饰及金属化的研究

内容摘要

全文目录

相似论文