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聚苯乙烯基2D/3D膠體光子晶體的結(jié)構調(diào)控和光學性能

發(fā)布時間:2020-12-05 22:18
  膠體光子晶體,是受自然界中光子晶體結(jié)構的啟發(fā)、通過單分散乳膠粒的自組裝而形成,呈現(xiàn)出的顏色鮮艷,色彩飽和度高,可作為檢測特定分析物的化學和生物傳感器。但傳統(tǒng)以苯乙烯(St)為基體的光子晶體膜存在功能單一、脆性高、難揭膜、響應慢等不足。本文通過無皂乳液聚合制得兩種單分散性的功能性微球聚(苯乙烯-co-烯丙胺)(Poly(St-co-AA))和聚(苯乙烯-co-N-羥甲基丙烯酰胺)(Poly(St-co)-NMA)),分別采用針尖法和垂直沉降法構筑了 2D光子晶體納米復合凝膠傳感器和無裂紋的自交聯(lián)3D光子晶體,并對其化學組成、粒徑大小和分布、響應性能和光學性能進行了研究,主要開展了如下兩部分工作:(1)借鑒納米復合思想,將以無機納米黏土硅酸鎂鋰(LMSH)為物理交聯(lián)劑的聚(N-異丙基丙烯酰胺)(Poly(NIPAm/LMSH))納米復合水凝膠與2DPoly(St-co-AA)光子晶體相結(jié)合,制得溫度響應性敏感和溶脹速率快的2D光子晶體納米復合凝膠膜。確證了產(chǎn)物的化學組成,系統(tǒng)研究了引發(fā)劑濃度和AA/St體積比對Poly(St-co-AA)微球水動力學直徑(DH)、多分散性指數(shù)(PDI)、微... 

【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市

【文章頁數(shù)】:113 頁

【學位級別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 光子晶體
        1.1.1 光子晶體的概念
        1.1.2 光子晶體的特性
        1.1.3 光子晶體的成色機理
    1.2 膠體光子晶體
        1.2.1 聚苯乙烯光子晶體
        1.2.2 N-輕甲基丙烯酰胺基光子晶體
        1.2.3 膠體光子晶體的制備
    1.3 光子晶體的應用
        1.3.1 化學和生物傳感器
        1.3.2 織物染色
        1.3.3 噴墨打印
    1.4 本課題的設想和主要研究內(nèi)容
第二章 溫度響應性聚(苯乙烯-co-烯丙胺)光子晶體納米復合凝膠膜及其光學性能
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 Poly(St-co-AA)微球的制備
        2.2.4 載玻片的清洗處理
        2.2.5 單層光子晶體的制備
        2.2.6 Poly(St-co-AA)光子晶體納米復合凝膠膜的制備
        2.2.7 德拜環(huán)測試原理
        2.2.8 測試方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 Poly(St-co-AA)微球的結(jié)構確證和分析
        2.3.2 Poly(St-co-AA)微球的結(jié)晶結(jié)構分析
        2.3.3 Poly(St-co-AA)微球的粒徑分析
        2.3.4 Poly(St-co-AA)微球的形貌分析
        2.3.5 2D Poly(St-co-AA)單層光子晶體的外觀和表面形貌
        2.3.6 光子晶體納米復合凝膠膜的外觀和內(nèi)部形貌
        2.3.7 2D光子晶體納米復合凝膠膜的溫敏性
        2.3.8 不同觀察角度2D光子晶體納米復合凝膠膜的顏色變化
        2.3.9 德拜衍射環(huán)測試2D陣列中微球間距的變化
        2.3.10 2D光子晶體納米復合凝膠膜溶脹不同時間的反射率
    2.4 本章小結(jié)
第三章 聚(苯乙烯-co-N-輕甲基丙烯酰胺)微球及其無裂紋3D光子晶體膜
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 Poly(St-co-NMA)微球的制備
        3.2.4 3D光子晶體的制備
        3.2.5 測試方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Poly(St-co-NMA)微球的結(jié)構確證
        3.3.2 PSN微球的粒徑大小和單分散性
        3.3.3 Poly(St-co-NMA)微球的形貌
        3.3.4 水平沉積法制備3D光子晶體
        3.3.5 冷凍干燥法制備3D光子晶體
        3.3.6 垂直沉積法制備3D光子晶體膜
    3.4 本章小結(jié)
第四章 全文總結(jié)
參考文獻
碩士生期間發(fā)表論文和參加科研情況
致謝


【參考文獻】:
期刊論文
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[3]二氧化硅光子晶體在滌綸織物上的結(jié)構生色[J]. 吳玉江,劉國金,李義臣,邵建中,周嵐.  紡織學報. 2015(10)
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[6]具有光子晶體結(jié)構色的蠶絲織物制備及性能表征[J]. 付國棟,劉國金,黃江峰,周嵐,邵建中.  蠶業(yè)科學. 2013(03)
[7]無皂乳液聚合法制備單分散聚苯乙烯微球[J]. 朱雯,黃芳婷,董觀秀,張明.  功能材料. 2012(06)
[8]仿生制備功能性聚合物光子晶體[J]. 張佑專,李志榮,鄭詠梅,王京霞,宋延林,江雷.  高分子學報. 2010(11)
[9]尺寸可控的單分散聚苯乙烯微球的制備[J]. 于娜,劉崇舉,單妍,陳克正.  青島科技大學學報(自然科學版). 2010(04)
[10]可再分散乳膠粉用NMA-苯丙乳液的合成及性能[J]. 周利莊,司徒粵,藍仁華,夏正斌,陳煥欽.  混凝土. 2010(05)



本文編號:2900182

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