席夫碱/水滑石的插层组装与紫外阻隔性能研究

摘要

席夫碱类化合物因其N原子具有良好的配位性及C=N键顺反异构性，在催化、药物、环境保护、光/热致变色等多个领域具有广泛应用。利用水滑石层间阴离子的可交换性，将席夫碱引入层间，探究席夫碱在层间限域作用下结构的转变及对其紫外阻隔性能的影响，对丰富水滑石的插层结构理论、扩展席夫碱的应用领域具有重要的理论和实际意义。
　　本论文利用水滑石层间阴离子可交换性，将合成的N，N'-双(水杨苷)-4，4'-二氨基芪-2，2'-二磺酸根(SDSD)席夫碱引入水滑石层间，制得了ZnAl-SDSD-LDHs复合材料。UV-Vis和13CNMR分析表明，ZnAl-SDSD-LDHs复合材料具有优异的紫外吸收性能。客体席夫碱分子在层间经紫外光照后其分子中酚羟基上的氢原子发生了质子转移，碳氮双键断裂，形成了稳定的共轭结构，耗散了紫外光照的能量，得到了一种插层结构紫外阻隔材料;同时由于水滑石层板的保护作用，席夫碱的光稳性得到了显著改善，经15天紫外老化后，其紫外相对吸收值下降了0.59％，得到了较好的保持。将ZnAl-SDSD-LDHs以3wt％的添加量加入沥青中，结果表明添加ZnAl-SDSD-LDHs后，沥青老化的VAI值由5.051降低至2.400，ΔS值由7.1降低到3.1，均低于原基质沥青，说明席夫碱插层水滑石材料显著改善了沥青的抗紫外老化性能。
　　将对氨基苯磺酸钠引入水滑石层间，在水溶剂中使水杨醛进入水滑石层间与对氨基苯磺酸钠原位合成席夫碱4-[（2-羟基-亚苄基）-氨基]-苯磺酸(PASS)，制得了ZnAl-PASS-LDHs和MgAl-PASS-LDHs。紫外光谱及荧光结果表明，ZnAl-PASS-LDHs和MgAl-PASS-LDHs具有优异的紫外吸收性能，并且水滑石层间的席夫碱分子在经过紫外光照吸收能量后，紫外光能量以荧光的形式消散，将Zn-A1-PASS-LDHs以1wt％、3wt％、5wt％、7wt％添加至高分子材料聚丙烯中，结果表明，添加1wt％的ZnAl-PASS-LDHs的PP其透光率良好，且紫外吸收能力提升62％，吸收波长由220 nm-250 nm扩大到220 nm-420 nm。证明席夫碱插层水滑石大幅度提升聚丙烯的抗紫外老化性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 水滑石类化合物概述

1．1．1 水滑石类化合物的制备方法

1．1．2 水滑石类化合物的结构

1．1．3 水滑石类化合物的插层结构中的超分子作用

1．1．4 水滑石的酸碱性

1．1．5 水滑石的限域效应

1．1．6 水滑石在紫外吸收性能上的研究

1．2 席夫碱概述

1．2．1 席夫碱的制备方法及影响席夫碱生成的因素

1．2．2 席夫碱化合物的应用

1．3 紫外吸收剂

1．3．1 概述

1．3．2 紫外吸收剂种类及作用机理

1．4 具有插层结构紫外阻隔剂现状

1．5 本课题研究意义及目的

1．6 本论文主要研究内容

第二章 实验部分

2．1 仪器及药品

2．1．1 实验药品

2．1．2 实验仪器

2．2 样品的制备

2．2．2 ZnAl-PASS-LDHs的制备

2．3 样品的表征

2．4 改性沥青制备及耐老化测试

2．4．1 改性沥青的制备

2．4．2 光老化测试

2．4．3 耐老化测试

2．5 改性PP制备及耐老化测试

2．5．1 改性PP的制备

2．5．2 光老化测试

2．5．3 耐老化测试

第三章 SDSD插层LDHs的结构及紫外吸收性能研究

3．1 前言

3．2 SDSD插层LDHs的结构研究

3．2．1 SDSD插层LDHs的晶相结构研究

3．2．2 SDSD插层LDHs的红外分析

3．2．3 SDSD插层LDHs的核磁分析

3．2．4 SDSD插层LDHs的SEM及TEM分析

3．2．5 SDSD插层LDHs的粒径分析

3．3 SDSD插层LDHs的热稳定性研究

3．4 SDSD插层LDHs的化学组成

3．5 SDSD插层LDHs的结构模型

3．6 SDSD插层LDHs的紫外吸收性能

3．7 SDSD插层LDHs改性沥青光老化研究

3．8 小结

第四章 PASS插层LDHs的结构及紫外吸收性能研究

4．1 前言

4．2．1 ZnAl-PASS-LDHs的晶相结构研究

4．2．2 ZnAl-PASS-LDHs的红外分析

4．2．3 ZnAl-PASS-LDHs的核磁分析

4．2．5 ZnAl-PASS-LDHs的热稳定性研究

4．2．6 ZnAl-PASS-LDHs的化学组成

4．2．7 ZnAl-PASS-LDHs的动力学研究

4．2．8 ZnAl-PASS-LDHs的结构模型

4．2．9 ZnAl-PASS-LDHs的紫外吸收性能

4．2．10 ZnAl-PASS-LDHs改性PP紫外吸收及光老化研究

4．3 MgAl-PASS-LDHs的结构及紫外吸收性能研究

4．3．2 MgAl-PASS-LDHs的红外分析

4．3．3 MgAl-PASS-LDHs的核磁分析

4．3．4 MgAl-PASS-LDHs的SEM及TEM分析

4．3．5 MgAl-PASS-LDHs的紫外吸收性能

4．3．6 MgAl-PASS-LDHs荧光光谱分析

4．4 小结

第五章 结论

第六章 论文的创新点

参考文献

致谢

研究成果及发表的论文集

作者及导师简介