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超临界CO_2在聚丙烯改性及规则微孔聚合物膜制备中的应用

作　者: 后振中
导　师: 许群
学　校: 郑州大学
专　业: 材料学
关键词: 超临界CO2 聚丙烯接枝反应接枝率接枝效率自组装含氟液晶聚合物蜂窝状聚合物膜
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

超临界CO₂具有许多独特的性质，如低粘度、高扩散、低表面张力、无毒、不燃、临界条件温和、通过温度或压力的变化可以调节其溶剂化能力等，因而被广泛地应用于材料的制备及改性。聚丙烯作为最重要的通用塑料之一被广泛地用于各种领域，但是其非极性的特征限制了应用。所以接枝改性成为获得聚丙烯的一些特殊性质以及扩展其应用的有效途径。为了避免传统接枝方法的诸多缺点，超临界CO₂接枝方法就应运而生了。利用超临界CO₂插嵌技术使改性单体和引发剂进入聚丙烯基质中，在合适的温度下引发接枝得到改性产物。本课题对马来酸酐和苯乙烯共单体接枝聚丙烯体系、丙烯酰胺接枝聚丙烯体系和丙烯酸接枝聚丙烯体系进行了研究。讨论了插嵌温度、插嵌时间、插嵌压力、单体浓度、引发剂浓度以及接枝反应温度对接枝率的影响。对聚丙烯基质／超临界CO₂／单体和引发剂三元体系之间的关系进行了研究和讨论，提出接枝效率的概念，得到接枝效率的变化趋势。通过红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热法、偏光显微镜对接枝前后的样品进行了表征。目前，规则微孔聚合物印记膜由于存在巨大的潜在应用价值而成为研究热点。其制备方法的研究主要集中在模板法和分子自组装法。在本课题中，我们设计了一种主链型含氟液晶聚合物并利用超临界CO₂诱导分子自组装制备具有蜂窝状结构的微孔膜，提出了微孔形成机理，认为是由两个关键因素①超临界CO₂作用和②液晶态有序性共同作用形成的。通过扫描电镜、显微镜观察不同条件下聚合物膜的表面形态，讨论了各种实验条件对膜表面微孔形态的影响并确定了最佳的超临界CO₂实验条件为18MPa，41℃，所得的微孔平均直径7μm，平均孔壁厚度2.5μm。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
引言  7-10
第一章论文研究背景、研究内容及意义  10-32
  1.1 超临界流体简介  10-18
    1.1.1 定义  10-11
    1.1.2 性质及特点  11-12
    1.1.3 应用  12-18
  1.2 超临界流体在高分子材料中的应用  18-22
    1.2.1 SCF作为高浓度的反应物参与聚合反应制备高聚物  18
    1.2.2 SCF是惰性的，仅仅作为高分子材料合成及加工的介质  18-22
  1.3 本论文研究内容  22-32
    1.3.1 SC CO_2携带小分子单体接枝改性聚丙烯  23-27
    1.3.2 SC CO_2协助制备规则有序的微孔含氟液晶高聚物膜  27-32
第二章超临界二氧化碳协助接枝改性聚丙烯  32-55
  2.1 实验部分  32-34
    2.1.1 实验试剂和设备  32
    2.1.2 实验过程  32-34
    2.1.3 表征设备  34
  2.2 结果与讨论  34-54
    2.2.1 三元体系间复杂的相互作用  34-35
    2.2.2 各种实验条件的影响  35-45
    2.2.3 表征  45-54
  2.3 结论  54-55
第三章 SC CO_2诱导分子自组装制备规则有序微孔高聚物膜  55-67
  3.1 实验部分  55-59
    3.1.1 实验试剂和设备  55
    3.1.2 实验过程  55-58
    3.1.3 表征设备  58-59
  3.2 结果与讨论  59-65
    3.2.1 含氟液晶聚合物的研究  59-61
    3.2.2 SC CO_2处理含氟液晶聚合物膜的研究  61-65
  3.3 结论  65-67
参考文献  67-77
致谢  77-78
研究生期间发表文章  78

超临界CO_2在聚丙烯改性及规则微孔聚合物膜制备中的应用

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