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近年来,膜分离技术因其绿色高效的优点在解决水污染、空气污染等环境问题方面占据着越来越重要的地位。然而,在实际生产和应用中,传统方法制备的分离膜大都为无响应性能的膜,存在着功能单一、孔径单一、孔洞分布不均和被分离物质相对分子量大小范围狭窄等问题,因此,制备智能响应型的多孔分离膜依旧是目前具有挑战性的课题之一。液晶弹性体,作为一类适度交联的液晶高分子材料,同时具有液晶的各向异性和弹性体的橡胶弹性,是制备智能响应型材料的首选。本文设计并合成了两种液晶弹性体体系,分别为侧链型液晶弹性体PMMS-MBB-11UB和主链型液晶弹性体MLCP,利用静电纺丝法,发现只有MLCP体系能成功制备出液晶弹性体多孔膜,并对该液晶弹性体多孔膜进行了DSC、POM、SEM和水接触角等性能表征。此外,本文还对该液晶弹性体多孔膜的智能响应性能进行了初步探索,结果表明:静电纺丝法制备的单根纤维丝具有很好的取向性,但是本文制备的多孔膜却不能实现可逆的响应性能,即在加热条件下多孔膜可以发生一定程度的收缩来降低孔洞的大小,而降至室温时却不能够恢复原先孔洞的尺寸。因此,本文又进行了另一类液晶弹性体多孔材料的研究工作。
气凝胶作为目前最有前途的多孔材料,具有低密度、低导热系数、大的孔隙率、高的比表面积等一系列优异的性能,在催化剂、传感器、吸附剂、航空航天材料等领域有着广泛的应用。然而,传统的无机气凝胶存在固有的脆性和差的机械强度等缺点,严重制约了气凝胶的发展,而聚合物气凝胶具有良好的机械性能和环境稳定性等突出优点,成为气凝胶领域研究的热点。液晶弹性体作为一种新兴的智能响应性聚合物,目前尚未有将其制备为气凝胶的报道。本文基于硫烯点击化学,设计并合成了两类液晶弹性体体系,分别为RM257主链型液晶弹性体和PMMS-MBB-11UB侧链型液晶弹性体,并对其进行了气凝胶制备过程的探索和相关液晶性能的表征。结果表明:通过硫-烯点击化学聚合形成有机凝胶、溶剂置换和超临界干燥过程,两种液晶弹性体体系都能成功制备得到气凝胶,其中基于 RM257 主链型液晶弹性体体系制备的气凝胶失去了原有的液晶性能,而 PMMS-MBB-11UB 液晶弹性体气凝胶仍具备典型的向列相液晶特征。此外, PMMS-MBB-11UB 液晶弹性体气凝胶还具有很高的杨氏模量和优异的回弹性能,这为制备具有智能响应性的液晶弹性体气凝胶材料提供了可能,即该材料可以在外界刺激下进行双向的形状记忆形变。
气凝胶作为目前最有前途的多孔材料,具有低密度、低导热系数、大的孔隙率、高的比表面积等一系列优异的性能,在催化剂、传感器、吸附剂、航空航天材料等领域有着广泛的应用。然而,传统的无机气凝胶存在固有的脆性和差的机械强度等缺点,严重制约了气凝胶的发展,而聚合物气凝胶具有良好的机械性能和环境稳定性等突出优点,成为气凝胶领域研究的热点。液晶弹性体作为一种新兴的智能响应性聚合物,目前尚未有将其制备为气凝胶的报道。本文基于硫烯点击化学,设计并合成了两类液晶弹性体体系,分别为RM257主链型液晶弹性体和PMMS-MBB-11UB侧链型液晶弹性体,并对其进行了气凝胶制备过程的探索和相关液晶性能的表征。结果表明:通过硫-烯点击化学聚合形成有机凝胶、溶剂置换和超临界干燥过程,两种液晶弹性体体系都能成功制备得到气凝胶,其中基于 RM257 主链型液晶弹性体体系制备的气凝胶失去了原有的液晶性能,而 PMMS-MBB-11UB 液晶弹性体气凝胶仍具备典型的向列相液晶特征。此外, PMMS-MBB-11UB 液晶弹性体气凝胶还具有很高的杨氏模量和优异的回弹性能,这为制备具有智能响应性的液晶弹性体气凝胶材料提供了可能,即该材料可以在外界刺激下进行双向的形状记忆形变。