自组装制备介孔杂化材料及其增强酚醛树脂基复合材料的研究

摘要

介孔材料在吸附分离、催化、生物医药材料、化学合成等诸多领域有着巨大的潜在应用一类新型材料，因其具有高度有序、组分可调、孔径大小均一可控、较大的孔容及高的比表面积等优点，成为近年来研究的热点。本文采用三元自组装制备有机无机介孔杂化材料，探讨其组分及合成工艺的变化对介孔杂化材料结构的影响，并利用介孔杂化材料较大的孔径和孔容，且含有有机成分，以其增强聚合物基体，聚合物分子链或链段易嵌入介孔孔道，并且有较好的界面相容性，有望提高复合材料综合性能。 在三元自组装制备介孔杂化材料过程中，采用线性酚醛树脂为有机前驱体，正硅酸乙酯为硅源，分别以三嵌段共聚物F127和P123为模板剂，在强酸性条件下自组装合成了具有高度有序性的介孔杂化材料。论文考察了线性酚醛树脂的分子量大小、线性酚醛树脂的用量、模板剂类型对合成介孔杂化材料的有序性、孔径、孔容和比表面积等的影响，结果表明，线性酚醛树脂的分子量大小对合成介孔杂化材料影响不明显，线性酚醛树脂用量对介孔杂化材料的孔径、孔容和比表面积有较明显的影响，而采用两种模板剂均可制得介孔杂化材料，F127模板剂制备的介孔杂化材料有序性更好。 选择介孔杂化材料制备的合成工艺条件，系统考察自组装反应温度、自组装反应时间以及焙烧温度等工艺对介孔杂化材料结构的影响，结果表明，适当的提高自组装的反应温度和延长反应时间都有利于介孔杂化材料的孔径、孔容、比表面积增大，焙烧温度变化也可明显影响介孔杂化材料结构特性，但焙烧温度过高，会使介孔杂化材料中的有机组分明显减少，综合考虑当自组装温度为40℃反应时间为2h，并在N2保护下350℃焙烧，所得的介孔杂化材料结构特性较理想。 利用介孔杂化材料增强酚醛树脂基复合材料，将介孔杂化材料加入酚醛树脂中进行熔融共混，以其为基体再加入其他组分，通过模压成型制得酚醛树脂基复合材料，并重点考察复合材料的力学性能和摩擦性能。研究表明，介孔杂化材料的添加对冲击强度和弯曲性能影响不明显，甚至略有降低；动态力学分析可知，随着介孔杂化材料用量的增加，复合材料的高温储能模量较稳定，且损耗峰向高温偏移，复合材料玻璃化转变温度提升；介孔杂化材料添加可有效提高复合材料摩擦系数的稳定性，并降低磨损率。介孔材料MPS-2h-6%增强摩擦材料的摩擦系数较为稳定，且磨损率较低。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2介孔材料的合成

1.3 自组装

1.4有序介孔杂化材料的合成

1.5 介孔材料的应用

1.6论文选题

第二章 三元自组装制备介孔杂化材料组分的选择

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第三章 合成工艺对介孔杂化材料的影响

3.1引言

3.2实验部分

3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

第四章 介孔杂化材料增强酚醛树脂基复合材料的研究

4.1引言

4.2 实验部分

4.3分析与表征

4.4实验结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 结论

参考文献

个人简历

致谢