共軛聚合物-液晶彈性體復(fù)合物的制備及性能研究.pdf

1、液晶彈性體是一種具有各向異性和軟彈性的交聯(lián)聚合物，在外界（如熱、光、電場、磁場等）刺激下可以發(fā)生可逆的形變，具有獨(dú)一無二的形狀記憶功能。近紅外響應(yīng)的液晶彈性體由于其在生物領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景，已經(jīng)成為新的研究熱點(diǎn)。目前科研工作者主要通過摻雜無機(jī)光熱轉(zhuǎn)換材料來制備近紅外響應(yīng)的液晶彈性體材料，但是無機(jī)光熱轉(zhuǎn)換材料在有機(jī)材料中分散性差，造成液晶彈性體機(jī)械性能下降和響應(yīng)速度減慢等問題。本文首次選用有機(jī)共軛聚合物作為光熱轉(zhuǎn)換材料摻雜到液晶彈性體中，

2、制備了單疇取向的聚苯胺/液晶彈性體復(fù)合材料，該材料穩(wěn)定性高、響應(yīng)近紅外刺激速度快。
　　Finkelmann的二次交聯(lián)法是目前制備單疇取向液晶彈性體最為廣泛的方法。但是該方法存在:反應(yīng)溫度高（長時間保持在60℃左右）、制備時間過長（1～2天）等缺點(diǎn)。為了改進(jìn)該方法，本文報道了一種基于硫-烯點(diǎn)擊化學(xué)的快速光交聯(lián)兩步法，該方法可以高效地制備聚硅氧烷單疇取向的液晶彈性體材料;整個制備過程在室溫條件下，空氣敞開體系中，用時不超過30分鐘，

3、即可將液晶小分子單體直接轉(zhuǎn)化為單疇取向的液晶彈性體;該方法為目前報道過的制備方法中，能夠最快得到液晶彈性體的方法。
　　具體的研究工作內(nèi)容主要分為以下兩個方面:
　　1.本文制備了一種具有光熱轉(zhuǎn)換效應(yīng)的共軛聚合物納米粒子（聚苯胺）;選用聚甲基氫硅氧烷(PMHS)作為主鏈，混合單末端帶烯鍵的液晶單體MBB和含雙末端烯鍵的交聯(lián)劑11UB，摻雜不同比例的聚苯胺，在Pt的催化條件下，采用Finkelmann二次交聯(lián)法制備了聚苯胺/液

4、晶彈性體復(fù)合材料;借助核磁共振譜(NMR)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、紫外-可見光吸收光譜(UV-Vis)、差示掃描量熱法(DSC)、偏光顯微鏡(POM)、電子掃描顯微鏡(SEM)詳細(xì)地研究了該復(fù)合材料的物理性能;通過一系列的近紅外光照對比實(shí)驗(yàn)，研究摻雜不同含量（0.5 wt％或1.0 wt％）的摻雜態(tài)聚苯胺(ES)和本征態(tài)聚苯胺(EB)的液晶彈性體的光致形變性能。研究表明:這些共軛聚合物/液晶彈性體復(fù)合材料具有良好的光熱轉(zhuǎn)換效率

5、和光致形變性能;其在近紅外光的照射下發(fā)生可逆的收縮形變，可以提升自身重量200倍的物體。
　　2.本文選用聚（3-巰丙基甲基硅氧烷）(PMMS)作為主鏈，混合液晶單體MBB、交聯(lián)劑11UB和光引發(fā)劑安息香二甲醚(DMPA)，通過控制紫外光照時間從而控制交聯(lián)程度，利用硫烯點(diǎn)擊化學(xué)分兩步制備了單疇取向的聚硅氧烷類液晶彈性體薄膜;借助核磁共振譜(NMR)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、傅里葉變換衰減全反射紅外光譜法(ATR-FTIR)