多功能膜材料
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作者葛丽芹主编
出版社东南大学出版社
ISBN9787564197131
出版时间2021-10
装帧平装
开本16开
定价56元
货号11336641
上书时间2024-10-27
商品详情
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目录
第一章基于主客体作用构建的多层功能膜材料及应用
1.概述
2.主客体自修复涂层材料的制备及表征
3.主客体涂层的自修复性能
4.主客体自修复涂层的应用
5.结论
第二章基于氢键作用构建的多层功能膜材料及应用
1.概述
2.基于氢键体系的层层组装自修复涂层的基本概念
3.氢键体系自修复膜的设计与构筑
4.氢键体系自修复膜的自修复性能测试
5.氢键体系自修复材料的自修复性能的影响因素
6.氢键体系自修复膜的自修复机理
7.氢键体系自修复膜的相关应用
8.结论
第三章基于动态席夫碱作用构建的多层功能膜材料
……
内容摘要
第一章基于主客体作用构建的多层功能膜材料及应用宣红云 南通大学1．概述材料在使用过程中一般难免会发生局部损伤或出现危裂纹，这些损伤部位得不到及时修复，不仅会影响材料本身的正常使用和寿命，而且会因其引发宏观微裂纹而断裂造成重大事故，从而对人类身心健康造成巨大的伤害。随着科学技术的不断发展，科研人员不断将生物体的自修复功能引人人造材料研究中，设计出具有自修复性能的智能型材料，以延长材料的使用寿命，同时减轻其在使用过程中的潜在危害。自修复的核心是物质和能量补给，即模仿生物体损伤愈合的原理，使材料能够对内部或外部的机械性能或功能损伤进行自修复，从面实现消除隐患、延长材料自身使用寿命的目的。自修复材料主要分为外援型和本征型两大类：外援型自修复材料将修复因子通过微脉管、纤维和纳米粒子等方式埋入材料体内，当材料受损时，在如水、热、pH值、电、光、力等外界刺激作用下，促使微脉管、纤维和纳米粒子等载体释放修复因子，实现材料的自修复：本征型自修复材料与外援型不同，不需要添加任何修复因子，通过自身具有的特殊可逆的共价键和非共价键相互作用，在外界刺激如热、光、pH值、水、电、力等作用或者无刺激作用的条件下实现自修复功能1。由于该方法不依赖外加修复剂，从而省去了预先修复剂包埋技术等复杂步骤，且材料本身性能也不受任何影响，因此，本征型自修复材料备受当前研究者的青睐。近几年，随着自修复材料的普遍发展，自修复涂层因其不但能够保护基底而且能赋予基底其他特殊性能（如防腐涂层、导电涂层和防雾涂层等）的优越特性，越来越受到各个领域研究者们的关注，特别是在一些具有严苛条件，难于保养维护的高尖端领域，如军事海洋和航空航天中应用的特种粘接涂层、地下石油管道以及海上钻井平台的防腐涂层等领域有着迫切的需求。层层自组装技术是指异种电荷的聚合物在基底表面上交替静电自组装，形成聚合物膜材料。该膜材料的性能取决于层层自组装的周期、聚合物的种类、组装条件而不取决于基底“）。随着自组装技术的逐步发展，其驱动力由初始的静电相互作用发展为超分子化学所涉及的所有非共价键相互作用，除此之外，层层自组装的构筑基元也十分丰富，如无机物、有机小分子、合成高分子、生物大分子等，可以由一种或者多种物质通过层层自组装技术形成超分子体系。而本征型自修复材料通过可逆的共价键与非共价键相互作用如金属配位、酰腙键、双硫键、静电、氢键、主客体等实现自修复。而层层自组装技术恰好符合制备自修复涂层材料的必备条件。因此，将层层自组装技术应用于自修复材料的设计与制备不仅能够丰富自修复材料的种类，还能扩展自修复材料的功能，同时可以进一步推进自修复材料在仿生和超分子化学领域的应用。然而，最近与选择性分子识别和分子识别行生聚合物相关的超分子自组装在生物系统中生物机体结构如蛋白、DNA等起着重要的作用r10）。在超分子自组装体系中，-环糊精（-CD）因其内疏水、外亲水，能选择性与多种无机、有机以及生物分子相互作用形成主客体包合物的独特性质面备受关注-0]。因此，近年来由g-环糊精改性的聚合物因其独特的主客体作用自组装和智能的分子识别功能作为一种新研究领域受到高度重视。聚乙烯亚胺（PEI）是一种水溶性、低毒性的聚合物，分子中富含能够与其他功能性分子相互结合的氨基官能团，该聚合物拥有极强的韧性、热稳定性和强度，具有很好的应用价值。聚丙烯酸（PAA）聚合物是一种无毒的带有负电荷的聚合电解质。最近，李阳等人利用PEI和PAA聚合物，基于层层自组装技术，通过氢键相互作用制备了一种自修复多层涂层材料1。这种涂层由于其表面波浪条纹的粗糙结构改变了光传播路径而呈现出不透明的状态。他们提出了一种盐溶液萃取方法，通过浸泡降解该多层膜类似于波浪形结构的粗糙表面，移除多余聚合电解质，从而使得膜表面平滑，最终形成了高透的多层自修复涂层。在此之后，鲍春阳和朱彦熹1等人分别研究了近红外刺激响应和具有微胶囊结构的自修复涂层材料。但是由于这些自修复多层涂层材料之间的氢键相互作用，在强酸或者强碱溶液中易发生降解，从而导致了该涂层材料在使用过程中的相对不稳定性。然而，与这些氢键相互作用的涂层材料相比，引入主客体相互作用作为自组装驱动力，实现了多层主客体涂层材料的自修复性能和在强酸或者强碱溶液中的相对稳定性，同时扩展了该涂层在不同领域如包装、防腐和抗菌等材料领域的应用。因此，我们利用层层自组装技术基于主客体相互作用构建自修复涂层材料，探究了它们的结构、制备和自修复性能，以及它们在不同领域的应用。
精彩内容
内容简介
自组装（self-asly），是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序结构的一种技术。在自组装的过程中，基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发地组织或聚集为一个稳定、具有规则几何外观的结构。本书主要收集了编者二十年来的研究成果，具体分为如下章节：主客体膜材料及应用；氢键膜材料及应用；动态席夫碱膜材料；多层膜材料在果蔬保鲜领域的应用；彩色多层膜材料；能膜材料在能源方面的应用；能膜材料在造焦岛屿方面的应用。对层层组装多层膜在多个领域的应用展开了探索。填补了层层组装多层膜在农业，生物等领域的应用。
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