检索结果-南通市图书馆

作者：邓懋浙江理工大学

学位级别：硕士

含氟聚合物能够有效地构筑低界面自由能表面,在涂料和仿生材料等领域具有广阔的应用前景,因此,含氟聚合物材料的研究受到广泛关注。由于聚合物溶液气/液界面结构对固化成膜后聚合物膜的表面结构和性能具有重要影响,所以研究含氟聚合物... 详细信息

含氟聚合物能够有效地构筑低界面自由能表面,在涂料和仿生材料等领域具有广阔的应用前景,因此,含氟聚合物材料的研究受到广泛关注。由于聚合物溶液气/液界面结构对固化成膜后聚合物膜的表面结构和性能具有重要影响,所以研究含氟聚合物在其溶液气/液界面上的分子结构对于设计和制造具有疏水疏油表面的含氟材料具有重要意义。但由于聚合物分子的复杂性以及溶液的界面相和本体相难以区分,使用现有的表征手段很难确定聚合物溶液的气/液界面分子具体构象和基团取向分布。本论文利用具有独特界面选择性和灵敏性、能够获取丰富的界面分子取向、构象与排列信息及具有分子水平原位研究能力的和频振动光谱（SFG,sum frequency generation vibrational spectroscopy）技术作为主要研究手段,研究了氟化聚合物结构、溶剂等对溶液气/液界面结构的影响,并得出以下结论:（1）二嵌段氟化共聚物中的含氟段长度影响其溶液气/液界面结构。对聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚甲基丙烯酸全氟辛基乙酯(PMMA-b-PFMAn)的环己酮溶液来说,含氟段长度较短时, PFMA段排布在气/液界面上, PMMA段则溶解在溶液本体中;含氟段较长时,表面形成以PFMA为核,PMMA为冠的二维表面聚集体。对于聚甲基丙烯酸丁酯-b-聚甲基丙烯酸全氟辛基乙酯(PBMA-b-PFMAn)的甲苯溶液,当含氟段较短时,其气/液界面被含氟段PFMA所占据,全氟烷基侧链呈竖直取向;含氟段较长的PBMA-b-PFMA_n在甲苯溶液界面排列更加紧密规整, PFMA骨架链竖直取向,全氟烷基水平堆积。（2）比较氟化单体段长度基本相同时PBMA-b-PFMA、PBMA-b-PFMA和PBMA-b-PFMA甲苯溶液平衡后的表面张力依次为21.4dyn/cm、20.5dyn/cm、25.0dyn/cm。比较三者SFG谱图,发现对于PBMA-b-PFMA甲苯溶液,表面被疏松的PFMA段覆盖。PBMA-b-PFMA甲苯溶液界面被水平排列紧密竖直的PFMA段覆盖,最有利于氟化基团向表面富集;而PBMA300-b-PFMA3.08甲苯溶液气/液界面存在PBMA链段。对于氟化三嵌段共聚物PFMAn-PMMA-PFMAn、PFMAn-PMMA-PFMAn和PFMA-b-PBMA-b-PFMA、PFMA-b-PBMA-b-PFMA,非氟中间段较长时,PFMA段在环己酮溶液界面平行排列且层层堆积在一起。（3）溶剂直接影响嵌段共聚物溶液气/液界面结构。PMMA-b-PFMA在环己酮溶液的气/液界面形成以PFMA为核,PMMA为冠的二维表面聚集体,而在甲苯溶液中以PFMA链段覆盖在界面上。而含氟段长度较短的嵌段共聚物PMMA-b-PFMA的环己酮与甲苯溶液的气/液界面均被含氟链段PFMA覆盖,但在环己酮溶液气/液界面上竖直排列,且比甲苯溶液表面排列更加紧密有序。（4）相同含氟段与非氟段长度的氟化三嵌段共聚物PFMA-b-PBMA-b-PFMA与氟化二嵌段共聚物PBMA-b-PFMA相比更加容易使溶液表面张力降低,在溶液气/液界面排列得更加有序规整,且更有利于氟化基团向表面的离析。（5）不同非氟单体结构影响着氟化二嵌段共聚物在溶液界面的分子链结构。PMMA-b-PFMA和PBMA-b-PFMA甲苯溶液气/液界面均被水平PFMA段覆盖,但前者分子链排列更紧密。而PODMA-b-PFMA甲苯溶液气/液界面被PODMA的长侧链占据,全氟烷基侧链被更长的十八酯侧链掩盖。（6）对氟化无规共聚物PMMA-r-PFMA的环己酮和甲苯溶液界面分子结构的研究表明,溶剂同样影响其气/液界面的分子结构。以环己酮作为溶剂时,PMMA-r-PFMA在气/液界面上保持紧缩无规线团构象,全氟烷基在较高氟含量（>9%）时才开始向溶液界面离析。以甲苯作为溶剂时,气/液界面上PMMA-r-PFMA的无规线团更加舒展,氟化基团在较低氟含量（>3%）下就开始向表面富集。（7）氟化二嵌段共聚物PMMA-b-PFMA与氟化无规共聚物PMMA-r-PFMA在溶液气/液界面上构象存在着差异。以环己酮作为溶剂,PMMA-b-PFMA在溶液气/液界面上竖直排列,溶液界面被含氟段占据;而PMMA-r-PFMA在氟含量为2.51%以及5.52%时仍呈无规线团构象,界面主要被MMA单元覆盖。

关键词：和频振动光谱氟化共聚物气/液界面结构表面张力

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分子模拟研究疏水段结构对阴离子型氟表面活性剂气/液界面结构的影响

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浙江理工大学学报（自然科学版） 2017年第1期37卷 133-139,158页

作者：吴盼任涛李嘉辰张丽浙江理工大学理学院化学系杭州310018

氟表面活性剂广泛应用于工业各领域,表面活性剂的各种应用均与其在气/液界面的吸附层结构密切相关,探讨氟表面活性剂分子结构对气/液界面层结构的影响具有非常重要的应用价值和理论意义。文章采用分子动力学模拟探讨了阴离子型氟表面活... 详细信息

氟表面活性剂广泛应用于工业各领域,表面活性剂的各种应用均与其在气/液界面的吸附层结构密切相关,探讨氟表面活性剂分子结构对气/液界面层结构的影响具有非常重要的应用价值和理论意义。文章采用分子动力学模拟探讨了阴离子型氟表面活性剂疏水段结构对其气/液界面结构的影响。研究结果表明含氟链段的长度影响阴离子表面活性剂PFOS的界面结构,当氟碳原子数目为8的时候,该表面活性剂在界面处形成有序性单分子吸附层。疏水段的氟化程度对PFOS链段在气/液界面层排布的有序性以及疏水链段角度分布影响较大。当氟化程度较高时,表面活性剂单分子层在界面有序性较好;随着氟化程度降低,表面活性剂单分子层有序性降低,表面活性降低。

关键词：气/液界面结构氟表面活性剂分子动力学模拟疏水链段结构

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分子模拟研究疏水段结构对阴离子型氟表面活性剂气/液界面结构的影响

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化工设计通讯 2018年第1期44卷 134-134页

作者：沈崇斌张丽浙江理工大学理学院化学系浙江杭州310018

含氟离子表面活性剂是阴离子表面活性剂中的一种,它的吸附效果好,性状稳定,能够满足多种条件的需求。但是基于结构构成来看,其拥有不同的氟离子链条,对疏水段的构成体系以及表面活性剂的气/液界面结构产生不同程度的影响。以典型的PFOS... 详细信息

含氟离子表面活性剂是阴离子表面活性剂中的一种,它的吸附效果好,性状稳定,能够满足多种条件的需求。但是基于结构构成来看,其拥有不同的氟离子链条,对疏水段的构成体系以及表面活性剂的气/液界面结构产生不同程度的影响。以典型的PFOS表面活性剂为研究对象,利用计算机及相关软件进行分子模型模拟,从而研究疏水段含氟链条长度以及分子氟化程度对其吸附活性的影响,以期为同类型的研究提供借鉴。

关键词：分子模型疏水段结构气/液界面结构氟表面活性剂

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氟化单元封端的不同聚合度PBMA甲苯溶液气/液界面结构

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中国科学：化学 2011年第7期41卷 1127-1136页

作者：张丽李清文张蓉平袁大想左彪杨菊萍卢晓林王新平沈之荃教育部先进纺织材料与制备技术重点实验室浙江理工大学化学系杭州310018 教育部高分子合成与功能构造重点实验室浙江大学高分子科学研究所杭州310027

采用ATRP技术合成具有不同聚合度的末端连接甲基丙烯酸全氟辛基乙酯(FMA)单元的聚甲基丙烯酸丁酯(PBMAm-ec-PFMAn).利用和频振动光谱(SFG)和表面张力测定技术研究了各种氟化聚合物溶液的气/液界面结构.发现PBMAm-ec-PFMAn甲苯溶液的表... 详细信息

采用ATRP技术合成具有不同聚合度的末端连接甲基丙烯酸全氟辛基乙酯(FMA)单元的聚甲基丙烯酸丁酯(PBMAm-ec-PFMAn).利用和频振动光谱(SFG)和表面张力测定技术研究了各种氟化聚合物溶液的气/液界面结构.发现PBMAm-ec-PFMAn甲苯溶液的表面活性及其气/液界面的结构与两种结构单元数密切相关.当PFMA聚合度(n)大约为4和6时,聚合物溶液的表面张力随着PBMA聚合度的增加从21增加到25mN/m(该值与PBMA均聚物溶液相同).SFG的研究结果表明PBMA段较长时溶液表面被PBMA所占据.PBMA段较短时,PFMA组分吸附在溶液表面,排列比较有序且紧密堆积.当PBMA末端只有1个FMA单元时,其甲苯溶液的表面张力随PBMA段长稍有增加(从22增加到23mN/m),其值介于21与25mN/m之间.研究表明当PBMA段较短时,可能聚合物中的氟化组分吸附在溶液表面,但其排列的有序性较差.随着PBMA聚合度的增加,氟化组分与PBMA组分可能同时占据在溶液表面,这时其表面张力大约为23mN/m.

关键词：氟化聚甲基丙烯酸丁酯气/液界面结构表面张力和频振动光谱

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非氟段长对氟化聚甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物表面结构构筑的影响

非氟段长对氟化聚甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物表面结构构筑的影响

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作者：袁大想浙江理工大学

学位级别：硕士

氟化嵌段共聚物优异的表面性能来源于全氟烷基在表面的富集。目前提高氟化嵌段共聚物表面性能的方法是增加共聚物中氟化组份含量。由于氟单体价格昂贵,限制了其实际应用。因此如何提高氟化组份的利用效率将是一个备受关注的研究热点。 ... 详细信息

氟化嵌段共聚物优异的表面性能来源于全氟烷基在表面的富集。目前提高氟化嵌段共聚物表面性能的方法是增加共聚物中氟化组份含量。由于氟单体价格昂贵,限制了其实际应用。因此如何提高氟化组份的利用效率将是一个备受关注的研究热点。本文采用原子转移自由基聚合（ATRP）技术合成了具有不同段长的甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸全氟辛基乙酯（PBMAm-b-PFMAn）二嵌段共聚物以及甲基丙烯酸全氟辛基乙酯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸全氟辛基乙酯（PFMAn-b-PBMAm-b- PFMAn）三嵌段共聚物。采用具有准单分子层界面灵敏度的和频振动光谱（SFG）并结合表面张力、动态光散射技术系统地研究了PBMA链段长度对氟化嵌段共聚物溶液气/液界面结构的影响。从气/液界面结构出发构筑固体膜表面结构,探讨固体膜表面结构与溶液气/液界面结构之间的关系。得出如下结论: （1）PBMAm-b-PFMAn与PFMAn-b-PBMAm-b-PFMAn甲苯溶液表面张力均随PBMA聚合度增加而增大。在PBMA聚合度较小时,共聚物表面张力较低。这时PFMA链段吸附在溶液气/液界面形成刷状结构。当PBMA段很长时,共聚物溶液表面张力与PBMA均聚物表面张力一致,没有体现出氟化组份的表面活性。研究表明PBMA链段吸附到共聚物溶液气/液界面。这可能是由于PBMA段较长,在溶液中形成的胶束比较稳定,阻碍了PFMA吸附到气液界面引起的。（2）PFMA段长同样影响共聚物溶液表面张力。PFMA段长约为1,二嵌段共聚物甲苯溶液的表面张力随PBMA段长稍有增加（从21 mN/m增加到23 mN/m左右）。研究表明溶液表面张力的降低是由于氟化组分吸附到气/液界面引起。在PBMA较长时,表面张力的较低可能是由于PBMA侧链酯基的甲基在界面排列比较有序造成的。PFMA段长约为4时,共聚物甲苯溶液表面张力随着PBMA段长的增加从21mN/m缓慢增加到25 mN/m。PFMA段长约为6,PBMA段长小于500时,溶液表面张力约为21 mN/m,PBMA段长大于500时,溶液表面张力约为25 mN/m。这一现象是由共聚物在溶液形成胶束稳定性所决定的。（3）在PBMA段较短时,PFMAn-b-PBMAm-b-PFMAn甲苯溶液表面张力比PBMAm-b-PFMAn表面张力更低一些。研究表明PFMA链段在PFMAn-b-PBMAm-b-PFMAn溶液气/液界面排列相对紧密。这是由于PFMAn-b-PBMAm-b-PFMAn甲苯溶液中胶束相对松散,有利于PFMA链段吸附到气/液界面上。在PBMA段较长时,三嵌段与二嵌段共聚物表面张力与PBMA均聚物表面张力一致。研究表明PBMA链段吸附到气液界面。这是由于PBMA段较长,溶液中胶束稳定性增加。限制PFMA链段吸附到气/液界面。（4）当PBMA段较短,PFMA段长约为1时,PBMAm-b-PFMAn环己酮溶液表面张力比甲苯溶液表面张力低一些。这时PFMA链段吸附在环己酮溶液气/液界面形成紧密刷状结构。在PFMA段长约为4和6时,甲苯溶液表面张力比环己酮溶液表面张力低一些。这是由于在环己酮溶剂与FMA溶度参数差值相对较大,在PFMA段长约为1时,溶液中形成胶束不稳定,极性较大的环己酮溶剂有助于PFMA链段吸附于气/液界面。随PFMA段长增加,在环己酮溶液中形成胶束比在甲苯溶液的更加稳定,不利于PFMA吸附于气液界面。当PBMA段较长时,共聚物表面张力与PBMA均聚物表面张力一致。研究表明PBMA链段吸附到气/液界面。这是由于PBMA段较长,共聚物在溶液中形成的胶束比较稳定,阻碍了PFMA吸附到气液界面引起的。（5）氟化嵌段共聚物溶液气/液界面结构决定了溶液旋涂膜表面结构。在PBMA段较短时,PFMA链段吸附到甲苯溶液气/液界面形成紧密的刷状结构,表面张力较小,旋涂膜表面富含大量的PFMA链段。随PBMA段增长,吸附于气/液界面的PFMA含量逐渐减少,溶液表面张力逐渐增加,旋涂膜表面的PFMA含量逐渐减少。当PBMA段足够长时,PBMA吸附在溶液气/液界面,溶液表面张力与PBMA均聚物表面张力一致,旋涂膜表面被PBMA链段占据。旋涂成膜时,溶剂瞬间挥发,固化膜表面结构保持聚合物在溶液状态下的气/液界面结构。（6）浇铸膜表面结构与溶液气/液界面结构无明确的关系。随PBMA段长增加,PFMA在表面富集量逐渐增加。在PBMA段长约为500时,PFMA在浇铸膜表面富集程度最大、氟化侧链堆积最紧密有序。浇铸成膜时,溶剂挥发较慢,含氟组分有足够的时间向表面富集。PFMA链段向表面富集,必定会使△H＜0,同时PFMA链段向表面富集过程会引起聚合物主链有序度的增加使体系的熵变△S＜0。随PBMA段增长,|△H|与|T△S|差值逐渐

关键词：氟化嵌段共聚物气/液界面结构表面结构表面富集嵌段结构

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