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苯乙烯—双酚A二缩水甘油醚单丙烯酸酯基超疏水表面的制备

作　者: 刘金秋
导　师: 刘伟良
学　校: 齐鲁工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 双酚A二缩水甘油醚 共聚物 超疏水 中空二氧化硅微球
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


双酚A二缩水甘油醚是一种两端带有环氧基团的小分子化合物，是组成环氧树脂的最小单体单元，其本身即是一种出色的胶粘剂，本文设计合成了苯乙烯与双酚A二缩水甘油醚单丙烯酸酯的共聚物，用于超疏水表面的制备。绪论中，首先综述了近年来超疏水表面在包括自然现象、理论研究以及制备方法等方面的研究进展，其次，详细介绍了环氧树脂及其在超疏水材料制备中的应用；最后，文章从近几年超疏水表面的研究热点中提炼出了研究的主要思路：制备苯乙烯与双酚A二缩水甘油醚单丙烯酸酯的共聚物，制备以该共聚物为基础的超疏水表面。论文实验部分主要包括共聚物的合成、相分离法制备共聚物超疏水表面、共聚物接枝中空二氧化硅微球制备有机无机纳米复合材料超疏水表面三部分。论文第二章中，详细介绍了双酚A二缩水甘油醚的合成及其与丙烯酸的开环反应，部分反应产物与苯乙烯的自由基共聚合，对每一步的产品进行了提纯及表征；论文第三章中，利用相分离法，所制备共聚物为溶质，以四氢呋喃和无水乙醇为溶剂和非溶剂，滴涂法制备了该共聚物的超疏水表面；论文第四章中，采用改进的St ber法制备得到了100nm左右的中空二氧化硅微球，并用3-氨丙基三乙氧基硅烷对中空二氧化硅微球进行了修饰，将苯乙烯-双酚A二缩水甘油醚单丙烯酸酯共聚物接枝到了氨基修饰的中空二氧化硅微球表面，制备了有机无机纳米复合材料，并用滴涂法制备了该复合材料的超疏水表面。实验过程中，我们用红外光谱（FTIR），氢核磁共振（1HNMR）波谱、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、差式扫描量热（DSC）、热重分析（TG）等测试手段，对所制备的聚合物超疏水表面及复合材料超疏水表面的各项性能进行了测试，包括接触角、pH值及放置时间对接触角的影响、可见光透过性及水流冲击测试等，经测试，聚合物超疏水表面与水的接触角为155.2±2°，滚动角为4±2°，复合材料超疏水表面的水接触角约158.6±2°，滚动角为3±2°。两种表面均表现出良好的耐酸碱、耐久置特性，其中所制备的聚合物超疏水表面对可见光的透过性较好，且表面与玻璃基底的附着力与单纯的聚苯乙烯表面相比有显著增强，可耐受一定程度的水流冲击。第五章对全文的工作进行了总结，分别指出文章有创新和不足的地方，对下一步工作进行了展望。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第1章 绪论  10-25
  1.1 超疏水表面研究进展  10-19
    1.1.1 自然界中的超疏水现象  10-13
    1.1.2 超疏水现象理论基础  13-15
    1.1.3 超疏水表面制备的研究进展  15-19
  1.2 环氧树脂简介  19-21
    1.2.1 双酚 A 型环氧树脂  19-21
    1.2.2 双酚 A 型环氧树脂的固化  21
  1.3 环氧树脂在超疏水表面中的应用  21-23
    1.3.1 环氧树脂基超疏水表面  22
    1.3.2 改性环氧树脂超疏水表面  22-23
  1.4 课题的研究意义和研究内容  23-25
第2章 苯乙烯-双酚A 二缩水甘油醚单丙烯酸酯的合成  25-43
  2.1 引言  25-26
  2.2 DGEBA 的合成  26-31
    2.2.1 实验仪器与试剂  26-27
    2.2.2 实验方法与步骤  27-28
    2.2.3 实验测试与表征  28-29
    2.2.4 实验结果与讨论  29-31
  2.3 AADGEBA 的合成  31-36
    2.3.1 实验仪器与试剂  31
    2.3.2 实验方法与步骤  31-33
    2.3.3 实验测试与表征  33
    2.3.4 实验结果与讨论  33-36
  2.4 PS-co-AADGEBA 的合成  36-41
    2.4.1 实验仪器与试剂  36
    2.4.2 实验方法与步骤  36-38
    2.4.3 实验测试与表征  38
    2.4.4 实验结果与讨论  38-41
  2.5 小结  41-43
第3章 相分离法制备聚合物超疏水表面  43-54
  3.1 引言  43-44
  3.2 实验部分  44-47
    3.2.1 仪器与试剂  44
    3.2.2 实验原理  44-45
    3.2.3 基底材料选择与清洗  45-46
    3.2.4 涂膜方法选择  46
    3.2.5 聚合物超疏水表面的制备  46-47
  3.3 测试与表征  47-49
    3.3.1 表面形貌表征  47
    3.3.2 接触角测试  47-48
    3.3.3 亲水亲油分析  48
    3.3.4 环境适应性分析  48-49
  3.4 结果与讨论  49-52
    3.4.1 SEM 及接触角测试结果  49-50
    3.4.2 亲水亲油分析结果  50
    3.4.3 耐酸碱耐老化测试结果  50-51
    3.4.4 可见光透过性及水冲击测试结果  51-52
  3.5 小结  52-54
第4章 复合材料超疏水表面的制备  54-74
  4.1 引言  54-56
  4.2 HSNs 的制备  56-61
    4.2.1 实验仪器与试剂  56
    4.2.2 实验方法与步骤  56-57
    4.2.3 实验测试与表征  57-58
    4.2.4 实验结果与讨论  58-61
  4.3 HSNs-NH_2的制备  61-64
    4.3.1 实验仪器与试剂  61
    4.3.2 实验方法与步骤  61-62
    4.3.3 实验测试与表征  62
    4.3.4 实验结果与讨论  62-64
  4.4 (PS-co-AADGEBA)-g-(HSNs-NH_2)的制备  64-68
    4.4.1 实验仪器与试剂  64
    4.4.2 实验方法与步骤  64-65
    4.4.3 实验测试与表征  65-66
    4.4.4 实验结果与讨论  66-68
  4.5 复合材料超疏水表面的制备  68-72
    4.5.1 实验仪器与试剂  68-69
    4.5.2 实验方法与步骤  69-70
    4.5.3 实验测试与表征  70-71
    4.5.4 实验结果与讨论  71-72
  4.6 小结  72-74
第5章 总结与展望  74-76
  5.1 结论  74-75
  5.2 创新点  75
  5.3 不足与展望  75-76
参考文献  76-82
致谢  82-84
在学期间主要科研成果  84-85
  一、发表学术论文  84
  二、其它科研成果  84-85

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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