聚合物多孔材料的模板法制备、表征及其性能研究

CORC > 兰州化学物理研究所 > 中国科学院兰州化学物理研究所 > 先进润滑与防护材料研究发展中心

题名	聚合物多孔材料的模板法制备、表征及其性能研究
作者	王超
学位类别	博士
答辩日期	2011-05-16
授予单位	中国科学院研究生院
导师	王齐华 ; 王廷梅
关键词	模板法多孔材料聚酰亚胺聚甲基倍半硅氧烷含油材料 Template Porous materials Polyimide Poly(methyl silsesquioxane) Materials containing oil
学位专业	材料学
中文摘要	聚合物多孔材料同时具备聚合物材料和多孔材料的结构性能特点，在许多领域有着广泛的应用前景，已经成为聚合物科学和材料科学的研究热点。随着对聚合物多孔材料性能及应用研究的深入，对于聚合物多孔材料的孔隙结构提出了更高要求，结构有序、孔径可控、形貌多样的聚合物多孔材料受到越来越多的关注。本论文选择聚酰亚胺（PI）和聚甲基倍半硅氧烷（PMSSQ）作为研究对象，利用模板法分别制备了PI 和PMSSQ 多孔材料，并对其性能进行了研究，取得了以下主要成果： 1. 利用聚苯乙烯-b-聚（4-乙烯基吡啶）（PS-b-P4VP）嵌段共聚物的自组装特性，基于P4VP 段与PI 前驱体（聚酰胺酸（PAA））、聚甲基倍半硅氧烷前驱体（PMSSQ-P）之间的强氢键络合作用，分别研究了PS-b-P4VP/PAA、PS-b-P4VP/PMSSQ-P 二元氢键络合物薄膜的自组装行为，并通过溶剂处理的方式实现了它们的有序自组装。然后，在此有序自组装薄膜的基础上，将PS-b-P4VP 除去以后，分别制得了PI 介孔薄膜和有序PMSSQ 介孔薄膜，并对它们的介电性能进行了研究。 2. 研究了PS-b-P4VP/PAA 二元氢键络合物在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中的自组装行为。PAA 与PS-b-P4VP 中P4VP 之间的选择性氢键作用诱导形成了PS-b-P4VP/PAA 胶束聚集体；当PAA 含量较低时，形成以PAA/P4VP 络合物为核、PS 为壳的核-壳结构，随着PAA 含量的增加，过多的PAA 链会吸附在核-壳结构外层形成核-壳-冠三层结构。 3. 利用二氧化硅（SiO₂）胶体球作硬模板，提出了一种适合大面积制备孔径可控、孔隙分布均匀的PI 大孔薄膜的方法。基于SiO₂ 胶体球表面羟基与PAA 分子链之间的氢键相互作用力，得到了均匀分散的PAA/SiO₂ 胶体分散液，在此基础上利用溶剂挥发诱导机制制备了有序PAA/SiO₂ 杂化薄膜，然后除去SiO₂ 得到PI 大孔薄膜。PI 大孔薄膜具有三层结构：表面有序孔结构、中间无孔区以及薄膜底部的贯通孔区。该制备方法可以拓展至其它孔径可控、孔隙分布均匀的聚合物大孔材料制备。 4. 分别研究了PI 大孔薄膜的表面润湿性能、机械性能和介电性能，薄膜的孔径、孔隙率以及内部结构对这些性能产生较大影响。对PI 大孔薄膜用作储油材料在摩擦领域内的应用作了初步探索，研究了其含油性能、摩擦磨损性能并考察了其磨损寿命。本实验制备的PI 含油薄膜含油率和油保持率可达到41%和100%。
学科主题	聚合物多孔材料
公开日期	2012-11-09
内容类型	学位论文
源URL	[http://210.77.64.217/handle/362003/1858]
专题	兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心
推荐引用方式 GB/T 7714	王超. 聚合物多孔材料的模板法制备、表征及其性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011.