【摘 要】
：
全世界高分子合成领域都在寻求开发一种新型的活性/可控自由基聚合技术,用以在温和条件下合成具有符合预期分子量以及特殊链段结构的聚合物。本论文首先在传统可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合基础上,开发了一种在可见光下实施的光致电子/能量转移（PET）-RAFT聚合体系。体系中利用含氮缺陷的石墨烯型氮化碳（g-C3Nx）作为光催化剂,使得该PET-RAFT聚合体系不仅兼具传统RAFT聚合的精确控制性以及
论文部分内容阅读
全世界高分子合成领域都在寻求开发一种新型的活性/可控自由基聚合技术,用以在温和条件下合成具有符合预期分子量以及特殊链段结构的聚合物。本论文首先在传统可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合基础上,开发了一种在可见光下实施的光致电子/能量转移（PET）-RAFT聚合体系。体系中利用含氮缺陷的石墨烯型氮化碳（g-C3Nx）作为光催化剂,使得该PET-RAFT聚合体系不仅兼具传统RAFT聚合的精确控制性以及各种单体和溶剂的普适性等特点,还具备稳定可靠的时空控制性。随后基于RAFT聚合方法与石墨烯氮化碳的催化性能,制备了两种功能性水凝胶。本论文的研究内容如下:1.以氢氧化钠作为前体处理剂对三聚氰胺进行预处理,并通过热缩合反应将处理后的三聚氰胺转化为含氮缺陷的石墨烯氮化碳g-C3Nx。采用TEM与XRD对所制备的氮缺陷g-C3Nx进行结构和性能的表征,结果表明经氢氧化钠处理后的g-C3Nx极大程度的保留了g-C3N4的2D片层石墨相结;XPS与FTIR测试结果表明,该前体处理方法成功将氰基与氮空缺的两种氮缺陷结构引入g-C3Nx分子中;有机元素分析结果进一步验证了氮缺陷含量随NaOH用量的提高而增加。增加g-C3Nx分子的氮缺陷含量可导致对可见光吸收边界的红移,说明g-C3Nx的光响应范围向可见光延伸;荧光光谱结果进一步证明,氮缺陷的引入可显著g-C3Nx的增强载流子迁移效率以及载流子密度,且提高程度可通过NaOH用量进行调节。进一步使用HNO3和NaHCO3作为前体处理剂,制备了不同制备工艺的氮缺陷g-C3Nx,其载流子迁移效率也有显著提升。2.使用本论文制备的氮缺陷g-C3Nx作为光催化剂,采用单离去基团的三硫代酯RAFT分子作为链转移剂,以可见光为光源,开展了PET-RAFT聚合的动力学行为研究,验证了g-C3Nx对PET-RAFT聚合的高效光催化性能。在丙烯酸酯单体的g-C3Nx催化PET-RAFT聚合反应过程中,反应表现为可控自由基聚合的动力学行为,聚合产物的分子量与预期的分子量相吻合,且呈现窄分布特点（PDI＜1.2）。调控光照与避光的条件循环,可有效控制聚合反应的进行与停止,表现为聚合物链增长过程在避光情况下被暂停,并可通过光照方式被重新激活。使用0.5 g NaOH处理的氮缺陷g-C3Nx催化活性最佳,可见光照射10 h后的PET-RAFT聚合单体转化率可超过80%。g-C3Nx催化PET-RAFT聚合反应不仅对聚合单体具有较高的普适性,g-C3Nx作为非均相光催化剂被简易分离,循环使用的催化效率具有较高的保持率。3.采用RAFT聚合方法,以双离去基团的三硫代酯RAFT分子作为链转移剂,和成了一种ABA型三嵌段聚电解质水凝胶。其中,A嵌段为带有季铵根离子的阳离子嵌段,处于中间的B嵌段为具有温度响应性的丙酸羟丙酯嵌段。所得到的三嵌段聚电解质水凝胶具有诱人的性质,随着温度的变化展现出溶胶-凝胶与透明-非透明的二段转变。同时,利用表面阴离子改性的石墨烯氮化碳同时作为光催化剂和增强剂,制备了一种具有优异力学性能的双网络聚电解质水凝胶。该水凝胶在经历超过80%的应变后依然可以恢复原状,同时可以黏附在多种材料表面。
其他文献
聚合物稳定液晶（Polymer Stabilized Liquid Crystals,PSLCs）作为一种新型的液晶-聚合物复合材料,兼具液晶的外场响应性及聚合物网络的力学性能。与传统的聚合物分散液晶相比,PSLCs具有驱动电压低、透光率高以及独特的关态透明而开态散射的调控方式,有望作为有效的节能调光器件应用于实际生活。本文通过将手性光开关材料掺杂到PSLCs体系中,将光开关分子的光热响应性与PS
正硅酸乙酯因其优越的渗透性被广泛地研究及应用于文物建筑风化层加固领域。然而作为一种持久有效的文物表层保护材料,正硅酸乙酯的耐久性能仍需进一步优化及提升。本研究分别采用以添加不同质量比例（5%、10%、15%、20%、25%）的有机硅改性剂（正辛基三乙氧基硅烷（OTES）、聚甲基氢硅氧烷（PMHS））对正硅酸乙酯（TEOS）进行改性。结果表明,单独采用两种有机硅改性剂改后的TEOS均可明显提高土体的
金属表面涂覆有机涂层是一种经济高效且广泛使用的防腐蚀方法。由于溶剂型涂料中挥发性有机溶剂带来的环境问题,无溶剂环氧涂料的开发成为防腐蚀涂料的研究热点。明晰涂层的失效机制是涂料开发和应用的基础。因此对无溶剂环氧涂料的失效机制与寿命预测的研究,在涂层的防腐蚀性能优化与维护维修方面具有较为重要的理论指导和工程应用意义。本工作采用电化学交流阻抗谱（EIS）、开路电位（OCP）、附着力、失光率和色差等方法研
炭黑是一种理想的工业填料,着色性高,化学稳定性好,具有极好的补强性,广泛应用于涂料、油墨及橡胶等领域。但由于炭黑粒径小,比表面积大,表面自由能较高的自身特性,粒子间作用力强,极易内聚成团,降低了其在各种应用领域的分散;同时普通炭黑表面基团较少,极性较低,表面相对惰性,当作为补强填料使用时,主要起到物理补强的作用,这也限制其进一步发展。对炭黑进行表面改性是目前的研究方向之一,本论文采用臭氧气相氧化法
为了减轻传统硫化橡胶材料对环境的负担,并获得可循环回收的橡胶基复合材料,本研究将β-羟基酯交换键引入到弹性体复合材料中。本课题通过引入羧基化的纤维素纳米晶来制备和表征含有β-羟基酯交换键的橡胶基复合材料。（1）将环氧大豆油（ESO）作为交联剂引入羧基丁腈橡胶（XNBR）/TEMPO氧化纤维素纳米晶（TO-CNC）复合材料中,并成功制备了ESO固化的XNBR/TO-CNC复合材料,其β-羟基酯动态共
吸附法因具有去除效率高、运行方便、操作费用低等优点已经在重金属和染料废水的处理中得到了广泛应用。开发高效、环保的吸附剂至关重要。新型二维MXene（Ti2CTx）材料具有良好的亲水性、高比表面积以及易表面功能化等独特物理化学性质,使其在废水处理的应用受到关注,成为当前的研究热点之一。本论文以Ti2CTx作为吸附剂,考察了其对重金属离子和染料废水的吸附性能和吸附就,并针对Ti2CTx易氧化的问题制备
本文主要对北京地区大气环境下汉白玉文物的风化机理、无损检测技术及防风化保护材料的开发与应用进行了研究。通过现场取样、实验室分析确定了北京某皇家建筑群中汉白玉大理石上两种表面剥落病害的形成原因。介绍并探究了可对大理石构件中存在的剥落病害的原位无损检测方法——超声波波速测试法及毛细吸水测试法。应用了针对大理石表面溶蚀的防水材料及大理石剥落粉化的加固材料,并在实验室验证中取得了良好的效果。具体成果如下:
长碳链聚酰胺1210（PA1210）不仅具有通用聚酰胺的优异性能,如自润滑性、耐磨性和高强度,而且还具有吸水率低、韧性好和尺寸稳定性好等特点,因此广泛应用于汽车工业、轨道交通、电子电器等领域。然而与大多数高分子材料一样,PA1210接触明火容易燃烧,潜在的火灾危险也限制了PA1210应用领域的拓展。2-羧基乙基苯基次磷酸（CEPPA）作为一种无卤高效的反应型有机阻燃剂,已被应用在聚酯或短链聚酰胺的
聚丙烯（PP）拥有优异的性能,因此被广泛地应用于多种领域,如家电、建筑等,但PP极易被引燃且燃烧时产生大量熔滴,造成安全隐患,同时PP还易受紫外光影响发生光氧化降解。因此,克服上述困难对PP的研究至关重要。本文研究了阻燃剂、受阻胺光稳定剂（HALS）对PP阻燃、力学以及光老化性能的影响,并且探究了在改善PP阻燃性能的同时提高PP的抗光老化性能的方法,探讨分析了不同阻燃体系在PP基体中的抗光老化机理
四氧化三铁磁性纳米粒子（Fe3O4MNPs）具有尺寸小、比表面积大、生物相容性好、超顺磁性等优点,但也存在抗氧化能力弱、分散性差、易发生团聚等不足,且表面缺乏功能基团,无法满足高性能和多功能性的实际需求。为了克服上述缺点,需要对Fe3O4MNPs进行表面改性,赋予其特定的功能,进而拓宽其应用范围。本文基于自稳定沉淀聚合（2SP）,在Fe3O4MPNPs表面原位构筑聚合物包覆层,实现磁性粒子的功能性