论文部分内容阅读
近年来,智能高分子的发展为人类社会的进步带来了巨大的能量,各类响应型高分子材料应接不暇地出现在人们视线当中,但这些响应型高分子大多需要外界条件的干预或刺激。为了模拟生物体特征性,将具有非线性特性的化学振荡体系与高分子材料耦合从而制备能够自发振荡的自振荡型高分子材料(self-oscillating polymers)成为材料科学研究的重点之一。本论文制备了几种智能高分子,并对其作用原理以及BZ反应诱导下的自振荡性能进行了详细的研究。第一章绪论简单综述了目前智能高分子的分类、作用原理、实际应用及其在科学领域的重要性,并对比了响应型高分子与自振荡高分子的区别与优缺点。最后,对自振荡材料的研究前景进行了展望。第二章P(VF-NIPAAm-AM)多重响应型复合水凝胶的制备及其性能研究乙烯基二茂铁(VF)-氮异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)-丙烯酰胺(AAm)为原料,采用自由基聚合法制备了P(VF-NIPAAm-AAm)复合水凝胶,利用扫描电子显微镜及红外光谱仪对其表面形貌和结构进行了表征,并研究了其在不同温度、pH介质及氧化还原介质中溶胀收缩性能及其透明度的变化。结果表明,所制备的凝胶具有蜂窝状孔洞结构,比表面积大,有利于其他分子的吸附,而且表现出良好的温度、pH以及氧化还原多重敏感性。第三章P(NIPAAm-co-Fe(phen)3)的制备及其基于BZ反应的自振荡行为研究通过共价键和将BZ振荡反应的催化剂Fe(phen)3引入聚NIPAAm的高分子链段中。该聚合物在氧化和还原态的LCST分别为32°C和37°C。在一定温度下聚合物溶液可以在BZ体系的诱导作用下发生周期性的溶解-不溶变化。并研究了BZ反应底物浓度对其自振荡行为的影响,结果表明,自振荡的周期和振幅均可通过在一定范围内改变聚合物及KBrO3浓度进行调控,而MA及H2SO4的初始浓度对其影响不大。第四章P(NIPAAm-co-Fe(phen)3-co-AMPS)的制备及其基于BZ反应的自振荡行为研究通过自由基聚合成功制备了两种不同单体含量的P(NIPAAm-co-Fe(phen)3-co-AMPS),研究了聚合物在BZ体系中的自振荡行为。结果表明,当聚合物中AMPS的含量较高时,其在无酸的BZ体系中就可以发生自振荡现象。另外考察了BZ体系各组分的初始浓度对其自振荡行为的影响,结果发现聚合物及KBrO3浓度对其影响很大,而MA及H2SO4的初始浓度对其不敏感。