【摘 要】
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超疏水材料由于表面特有的润湿性能,使其在油水分离、自清洁以及防潮包装等领域具备广泛应用。而单一功能的超疏水材料在应用方面会受到限制。因此,将超疏水材料功能化成为目前研究学者关注的重点。本论文从超疏水材料的导电性能和pH响应性能入手。首先,通过多壁碳纳米管(MWCNT)和石墨烯纳米片(GNP)之间的协同作用,引入聚二甲基硅氧烷(PDMS)对纸张表面进行改性,将纸张浸入到悬浮液中,制备出具有导电性能的
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超疏水材料由于表面特有的润湿性能,使其在油水分离、自清洁以及防潮包装等领域具备广泛应用。而单一功能的超疏水材料在应用方面会受到限制。因此,将超疏水材料功能化成为目前研究学者关注的重点。本论文从超疏水材料的导电性能和pH响应性能入手。首先,通过多壁碳纳米管(MWCNT)和石墨烯纳米片(GNP)之间的协同作用,引入聚二甲基硅氧烷(PDMS)对纸张表面进行改性,将纸张浸入到悬浮液中,制备出具有导电性能的超疏水纸张。通过SEM观察纸张表面形貌变化及导电填料在纸张纤维表面的变化;通过TG和XRD来分析超疏水导电纸张的热稳定性和元素成分;利用接触角检测和电导率测试探究超疏水导电纸张的疏水性能和导电性能;耐磨实验、自清洁实验和油水分离实验分别验证超疏水导电纸张的机械稳定性、自清洁性能和油水分离性能。其次,从智能响应型超疏水材料入手,利用甲基丙烯酸2-(二甲基氨基)乙酯(DMAEMA)与3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯(TSPM)进行自由基聚合反应制备出pH响应型共聚物,与低表面能的氢化苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)复合,制备出pH响应型超疏水纸张。通过SEM观察纸张纤维表面粗糙结构的变化;利用1HNMR和FTIR验证pH响应型共聚物的成功合成和pH响应型超疏水纸张的成功制备;XPS分析pH响应型超疏水纸张的元素组成,验证pH响应性能机理;接触角检测pH响应型超疏水纸张的疏水性能和pH响应性能;另外,通过耐磨损、自清洁和油水分离测试证实了 pH响应型超疏水纸张具备优异的机械稳定性、自清洁性能和油水分离性能。最后,将导电填料与pH响应共聚物进行结合,制备出pH响应性能的超疏水导电纸张。通过SEM观察纸张改性前后的形貌变化;利用XPS与TG分析纸张表面的成分组成;接触角与电导率探究pH响应型共聚物与多壁碳纳米管(MWCNT)的最佳比例。使pH响应型超疏水导电纸张在具备优异pH响应性能的同时,具有一定的导电性能。
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