自修复聚合物功能膜抗黏附、防雾及质子传导

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1、—————————————————————自修复聚合物功能膜：抗黏附、防雾及质子传导—————————————————————FunctionalPolymericFilmswithHealability:Antifouling,AntifoggingandProtonConduction————————————作者姓名：李懿轩专业名称：高分子化学与物理研究方向：自修复聚合物功能膜材料指导教师：沈家骢学位类别：理学博士培养单位：吉林大学化学学院论文答辩日期：2018年6月2日授予学位日期：年月日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专

2、家正高级浙江大学主席姜伟研究员长春应化所盲审专家正高级南开大学委员那辉教授吉林大学盲审专家正高级天津大学刘长鹏研究员长春应化所魏英进教授吉林大学陈全研究员长春应化所未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他

3、个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士

4、学科专业：高分子化学与物理论文题目：自修复聚合物功能膜：抗黏附、防雾及质子传导作者签名：指导教师签名：2018年6月4日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室（130012）作者联系电话：0431-85168487摘要自修复聚合物功能膜：抗黏附、防雾及质子传导聚合物膜材料由于具有特殊的组成和结构，通常展现出多种多样的优异的功能。然而，聚合物材料的模量和硬度相比无机材料都要低很多，因而在使用过程中很容易遭受外界的损伤。受损的聚合物材料会丧失原有的功能导致无法继续使用并会对我们的生产生活造成严重的影响。因此，赋予

5、聚合物功能材料自修复的性质是延长材料的使用寿命以及提高其功能可靠性的最有效的方法之一。借助于材料内部存在的可逆作用力，具有自修复性质的聚合物材料已经被广泛的研究出来。本论文旨在通过调节材料中的物质组成和可逆作用力，赋予多种功能型聚合物膜材料优异的自修复的性质。同时，通过一系列的后处理手段在不影响其自修复性能的前提下保证了所制备的膜材料在使用过程中的稳定性。此外，本论文实现了具有自修复性能的功能型材料的快速制备，并且对如何实现可修复的功能型材料在其工作状态下的原位自修复进行了初步探索。1．我们以氢键相互作用为驱动力，利用部分水解的聚2-乙基-2-恶唑啉(PEtO

6、x-EI)和聚丙烯酸(PAA)通过层层组装技术制备出了能够修复机械损伤的可修复抗黏附膜。通过真空热交联处理，膜内PEtOx-EI的仲胺基团和PAA的羧酸基团可以发生酰胺化反应，从而提高了层层组装膜在生理条件下的稳定性。PAA/PEtOx-EI层层组装膜表面高浓度的PEtOx-EI分子使得膜具有抑制革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌在其表面黏附的能力。由于抗黏附膜中PEtOx-EI和PAA之间的氢键相互作用的动态性以及聚合物链段的高运动能力，PAA/PEtOx-EI膜在水中可以修复几十微米宽的划痕，从而恢复受损区域原有的抗黏附功能。2．我们制备了均一稳定的聚乙烯醇(

7、PVA)与Nafion的氢键复合物溶液，并利用浸沾提拉成膜的方式制备了可修复的防雾防霜膜。将PVA-Nafion复合物提拉膜浸泡在NaOH水溶液中可以诱导PVA在膜中结晶从而明显提高膜在水中的稳定性。PVA-Nafion复合膜物在极端结雾条件下仍然展现出良好的抑制霜和雾形成的能力。并且，PVA-Nafion防雾膜能够在水中快速修复几百微米（自身厚度的10倍）宽的划痕，从而恢复原有的防霜防雾性能。利用提拉成膜的方法可I以简单且快速的制备使用寿命更长、能够在各种基底上沉积的可修复的防雾膜。3．我们将Nafion和PVA的氢键复合物(Nafion-PVA)通过后浸泡

8、的方式修饰上对醛基苯甲酸(CBA)分子