高内相比乳液模板法制备多孔聚合物材料及其复合材料

摘要

聚合物多孔材料具有许多特殊的性能，如高比表面积、低密度等，因此在生物医学、有机化学品清除、化学催化、水溶液中固体杂质分离、液相色谱仪、电化学传感器等领域具有广阔的应用前景，引起了人们广泛的研究兴趣。制备聚合物多孔材料有多种方法，但是常用的溶剂致孔法等方法都存在不能精确控制孔的大小和分布的缺点。近年来，在材料制备技术的研究中，从仿生学出发的高内相比乳液模板技术引人注目。高内相比乳液模板法制备聚合物多孔材料是将高内相比乳液的连续相作为聚合相，在一定温度下进行聚合反应，聚合结束后经洗涤、干燥即可得到多孔结构的聚合物材料。只要制得合适的高内相比乳液模板，就能精确控制多孔材料的孔的大小及其分布，为多孔材料的制备开辟了一条新的途径。 本文采用高内相比乳液模板法制备了经典的聚苯乙烯多孔材料，并在此基础上，制备了聚(苯乙烯/醋酸乙烯酯)共聚型多孔材料，最后还研究了聚(苯乙烯/丙烯腈)复合材料的制备工艺，本文的主要研究内容和研究结果如下： 1、采用高内相比乳液模板法制备了经典的聚苯乙烯多孔材料，研究了聚苯乙烯多孔材料的制备机理，考查了乳化剂、致孔剂、反应单体配比等对聚苯乙烯多孔材料制备的影响，并用扫描电镜对多孔材料的泡孔结构进行了表征，掌握了这类材料制备的基本方法。 2、在掌握了聚苯乙烯多孔材料制备工艺的基础上，合成了聚(苯乙烯/醋酸乙烯酯)共聚型多孔材料，研究了乳化剂含量、预聚时间、反应温度、醋酸乙烯酯含量等因素对聚(苯乙烯/醋酸乙烯酯)多孔材料制备的影响，并用扫描电镜对材料的断面形态进行了表征。 3、以自制的聚苯乙烯多孔材料为原料，将其浸渍在含有偶氮二异丁腈引发剂的丙烯腈溶液中，在一定温度下使丙烯腈聚合，干燥后得到了聚(苯乙烯/丙烯腈)复合材料。研究了浸渍时间、引发剂、反应温度等因素对复合材料制备的影响，并用扫描电镜对复合材料的断面形态进行了表征。这种聚(苯乙烯/ 丙烯腈)复合材料具有较高的强度和硬度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1.引言

2.高内相比乳液的概念、制备及用途

2.1高内相比乳液的概念

2.2高内相比乳液的制备

2.3高内相比乳液的用途

3.多孔材料的制备和化学改性

3.1多孔材料的制备

3.2多孔材料的化学改性

4.聚合物多孔材料的制备机理与影响因素

4.1制备机理模型

4.2奥斯特瓦而德熟化效应(Olstwald ripening)

4.3乳化剂对多孔材料表面形态的影响

4.3致孔剂

4.4单体极性对乳液稳定性的影响

4.5分散相体积分数对多孔材料表面形态的影响

5.国内外高内相比乳液作模板制备聚合物多孔材料的研究现状

5.1油包水(W/O)乳液体系法

5.2水包油(O/W)乳液体系法

5.3超临界CO2法

6.研究思路和实验方案

参考文献

第二章 聚苯乙烯多孔材料的制备

1.引言

2.实验部分

2.1主要原料

2.2聚苯乙烯多孔材料的制备

2.3主要仪器及测试方法

3.结果与讨论

3.1致孔剂对多孔材料泡孔和通道直径的影响

3.2致孔剂对多孔材料孔结构的影响

3.3分散相(水)含量对多孔材料结构的影响

4.本章小节

参考文献

第三章 聚苯乙烯/醋酸乙烯酯多孔材料的制备

1.引言

2.实验部分

2.1主要原料

2.2聚苯乙烯/醋酸乙烯酯多孔材料的制备方法

2.3主要仪器及多孔材料表面形态的表征

3.结果与讨论

3.1聚苯乙烯/醋酸乙烯酯合成多孔材料的化学反应方程式

3.2醋酸乙烯酯含量及乳化剂用量对多孔材料制备的影响

3.3预聚时间的优化

3.4反应温度的优化

3.4聚苯乙烯/醋酸乙烯酯多孔材料的孔径分析

4.本章小节

参考文献

第四章 聚苯乙烯/丙烯腈复合材料的制备

1.引言

2.实验部分

2.1主要原料

2.2主要仪器

2.3复合材料的制备

2.4复合材料的结构表征

3.结果与讨论

3.1聚苯乙烯/丙烯腈复合材料与聚苯乙烯多孔材料的断面形态对比

3.2浸渍时间对丙烯腈浸入量的影响

3.3引发剂与反应温度对实验的影响

4.本章小节

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文