本文主要研究内容
作者张驰（2019）在《利用FRET技术探究水性聚氨酯成膜过程颗粒变化》一文中研究指出：聚氨酯是一种广泛应用的材料,具有耐磨、耐候、成膜能力强、附着性好等优秀性能。而水性聚氨酯以水代替有机溶剂,将VOC降至非常低的标准,并且有着不输于溶剂型聚氨酯的优良性能,正逐步代替其成为广泛用于涂料、粘合剂、皮革、纺织等领域的新型绿色材料,自上世纪70年代发开出自乳化工艺以来,水性聚氨酯得到了长足的发展。目前,对于水性聚氨酯成膜过程中粒子的尺寸变化和扩散深度尚未有良好的检测方法。本文中以芘丁酸作为起始物,合成了荧光扩链剂,通过控制其添加量,制备出了具有浓度梯度的荧光标记水性聚氨酯分散体,同时,为了探究影响水性聚氨酯成膜的因素,还合成了具有不同粒径的、不同交联度的、不同软段含量的非荧光标记水性聚氨酯。利用核磁共振碳谱(13C NMR)、液质连用(LC—MS)对荧光扩链剂进行了表征;傅里叶红外光谱(IR)、马尔文粒径仪和稳态荧光光谱对荧光标记水性聚氨酯、非荧光标记水性聚氨酯的分散体和胶膜进行了表征。根据荧光能量共振转移(FRET)原理和稳态荧光测试谱图,分析了芘单体态(IM)和聚集态(IA)的荧光情况和芘浓度CPy的关系,拟合出Cpy—IA/IM工作曲线,再推导出颗粒成膜后扩散深度与浓度的数学关系,进而能从宏观可测的样品荧光计算出微观不可测的乳液到胶膜这个过程中颗粒的变化,得到颗粒的最大扩散范围D和扩散深度△R,从一定程度上探究水性聚氨酯颗粒的成膜行为。本文的主要研究内容如下:(1)含有芘环的荧光标记水性聚氨酯的合成与表征以芘丁酸、缩水甘油以原料,合成了小分子荧光扩链剂芘丁酸二羟丙酯并表征,在核磁共振碳谱上,5172.8ppm处、δ123.2ppm-136.2ppm处等分别出现了酯基碳峰、芘环碳峰及其他碳原子峰,LCMS谱图363m/z处出现了其分子信号强峰。将芘丁酸二羟丙酯按配方质量比例1%、2%、3%、4%、5%,合成芘浓度梯度荧光标记水性聚氨酯,成膜后使用红外进行表征,在3500～3250cm-1、1750～1690cm-1、880cm-1附近等,分别找到了氨基甲酸酯键、酯键、芘环等特征峰,说明芘环已经成功引入水性聚氨酯分子链。此外对分散体进行粒径测试,结果表明所有荧光标记样品的粒径大致都集中在40nm左右,分布较窄,处于同一粒径水平上。选取WPUD5作为本文的研究对象。(2)荧光标记水性聚氨酯粒径与芘浓度数学关系的建立根据FRET原理,芘受到紫外光照射被激发后,会产生单体荧光(IM),当其与一个处于基态的芘相遇时,会形成聚集体,能量通过共振的方式,转移至基态芘,使其激发,产生聚集态荧光(IA)。选取单体态峰398-403nm的积分值为IM,聚集态峰450-470nm的积分值为IA,这两个范围可以将相邻峰的重叠度降到最低,IA/IM值可以反应出两种形态芘的比例关系:值越大,聚集态芘越多,单体态芘越少,反之聚集态芘越少,单体态芘越多。条件的变化可以使芘在单体态和聚集态之间发生转变:浓度高时,激发态芘与基态芘相遇的概率增大,易形成聚集态,单体态减少;浓度低时,激发态芘与基态芘相遇的概率减小,芘趋于以单体态存在,即IA/IM值可以成为判断某区域内芘的浓度情况。通过对标记样品WPUD1—WPUD5的稳态荧光测试,计算相应的芘聚集态和单体态的峰积分比值IA/IM,拟合了荧光物质浓度Cpy—IA/IM的工作曲线:IA/IM=0.33255 CPy+0.14037,从而可以利用任何一个样品的IA/IM值来求出其CPy。根据球的体积公式和体积浓度公式,推导出的最大扩散范围的计算式D(?)D0,并可以求出水性聚氨酯颗粒成膜后的扩散深度△R=1/2(D-Do)。(3)探究影响水性聚氨酯成膜的因素从粒径、交联度、软段含量以及成膜温度4个角度探究影响水性聚氨酯成膜的因素。分别合成了粒径逐渐减小的系列样品WPUD6—WPUD10,交联度逐渐增加的系列样品WPUD10—WPUD15和软段含量逐渐增加的系列样品WPUD1 6—WPUD20,将荧光标记样品WPUD5与上述3个系列非标记样品按照质量1:10均匀混合并成膜,测膜的稳态荧光,此外还将WPUD5与WPUD10分别在20℃、35℃、50℃、65℃、80℃下成膜。通过荧光光谱,计算出每一张膜的IA/IM值,带入工作曲线,求出芘浓度CPy,再将CPy带入数学关系式,求出最大扩散范围D及扩散深度△R。从D和△R值即可分析出成膜效果:D和△R值越大,说明标记样品颗粒成膜后变形度大,扩散范围大,成膜效果好,反之成膜效果差。实验结果表明:非标记水性聚氨酯粒径的增加、交联度的增加、软段含量的增加都提升其与标记水性聚氨酯的成膜效果;成膜温度的提高也会促进两者的成膜。
Abstract
ju an zhi shi yi chong an fan ying yong de cai liao ,ju you nai mo 、nai hou 、cheng mo neng li jiang 、fu zhao xing hao deng you xiu xing neng 。er shui xing ju an zhi yi shui dai ti you ji rong ji ,jiang VOCjiang zhi fei chang di de biao zhun ,bing ju you zhao bu shu yu rong ji xing ju an zhi de you liang xing neng ,zheng zhu bu dai ti ji cheng wei an fan yong yu tu liao 、nian ge ji 、pi ge 、fang zhi deng ling yu de xin xing lu se cai liao ,zi shang shi ji 70nian dai fa kai chu zi ru hua gong yi yi lai ,shui xing ju an zhi de dao le chang zu de fa zhan 。mu qian ,dui yu shui xing ju an zhi cheng mo guo cheng zhong li zi de che cun bian hua he kuo san shen du shang wei you liang hao de jian ce fang fa 。ben wen zhong yi pi ding suan zuo wei qi shi wu ,ge cheng le ying guang kuo lian ji ,tong guo kong zhi ji tian jia liang ,zhi bei chu le ju you nong du ti du de ying guang biao ji shui xing ju an zhi fen san ti ,tong shi ,wei le tan jiu ying xiang shui xing ju an zhi cheng mo de yin su ,hai ge cheng le ju you bu tong li jing de 、bu tong jiao lian du de 、bu tong ruan duan han liang de fei ying guang biao ji shui xing ju an zhi 。li yong he ci gong zhen tan pu (13C NMR)、ye zhi lian yong (LC—MS)dui ying guang kuo lian ji jin hang le biao zheng ;fu li xie gong wai guang pu (IR)、ma er wen li jing yi he wen tai ying guang guang pu dui ying guang biao ji shui xing ju an zhi 、fei ying guang biao ji shui xing ju an zhi de fen san ti he jiao mo jin hang le biao zheng 。gen ju ying guang neng liang gong zhen zhuai yi (FRET)yuan li he wen tai ying guang ce shi pu tu ,fen xi le pi chan ti tai (IM)he ju ji tai (IA)de ying guang qing kuang he pi nong du CPyde guan ji ,ni ge chu Cpy—IA/IMgong zuo qu xian ,zai tui dao chu ke li cheng mo hou kuo san shen du yu nong du de shu xue guan ji ,jin er neng cong hong guan ke ce de yang pin ying guang ji suan chu wei guan bu ke ce de ru ye dao jiao mo zhe ge guo cheng zhong ke li de bian hua ,de dao ke li de zui da kuo san fan wei Dhe kuo san shen du △R,cong yi ding cheng du shang tan jiu shui xing ju an zhi ke li de cheng mo hang wei 。ben wen de zhu yao yan jiu nei rong ru xia :(1)han you pi huan de ying guang biao ji shui xing ju an zhi de ge cheng yu biao zheng yi pi ding suan 、su shui gan you yi yuan liao ,ge cheng le xiao fen zi ying guang kuo lian ji pi ding suan er qiang bing zhi bing biao zheng ,zai he ci gong zhen tan pu shang ,5172.8ppmchu 、δ123.2ppm-136.2ppmchu deng fen bie chu xian le zhi ji tan feng 、pi huan tan feng ji ji ta tan yuan zi feng ,LCMSpu tu 363m/zchu chu xian le ji fen zi xin hao jiang feng 。jiang pi ding suan er qiang bing zhi an pei fang zhi liang bi li 1%、2%、3%、4%、5%,ge cheng pi nong du ti du ying guang biao ji shui xing ju an zhi ,cheng mo hou shi yong gong wai jin hang biao zheng ,zai 3500～3250cm-1、1750～1690cm-1、880cm-1fu jin deng ,fen bie zhao dao le an ji jia suan zhi jian 、zhi jian 、pi huan deng te zheng feng ,shui ming pi huan yi jing cheng gong yin ru shui xing ju an zhi fen zi lian 。ci wai dui fen san ti jin hang li jing ce shi ,jie guo biao ming suo you ying guang biao ji yang pin de li jing da zhi dou ji zhong zai 40nmzuo you ,fen bu jiao zhai ,chu yu tong yi li jing shui ping shang 。shua qu WPUD5zuo wei ben wen de yan jiu dui xiang 。(2)ying guang biao ji shui xing ju an zhi li jing yu pi nong du shu xue guan ji de jian li gen ju FRETyuan li ,pi shou dao zi wai guang zhao she bei ji fa hou ,hui chan sheng chan ti ying guang (IM),dang ji yu yi ge chu yu ji tai de pi xiang yu shi ,hui xing cheng ju ji ti ,neng liang tong guo gong zhen de fang shi ,zhuai yi zhi ji tai pi ,shi ji ji fa ,chan sheng ju ji tai ying guang (IA)。shua qu chan ti tai feng 398-403nmde ji fen zhi wei IM,ju ji tai feng 450-470nmde ji fen zhi wei IA,zhe liang ge fan wei ke yi jiang xiang lin feng de chong die du jiang dao zui di ,IA/IMzhi ke yi fan ying chu liang chong xing tai pi de bi li guan ji :zhi yue da ,ju ji tai pi yue duo ,chan ti tai pi yue shao ,fan zhi ju ji tai pi yue shao ,chan ti tai pi yue duo 。tiao jian de bian hua ke yi shi pi zai chan ti tai he ju ji tai zhi jian fa sheng zhuai bian :nong du gao shi ,ji fa tai pi yu ji tai pi xiang yu de gai lv zeng da ,yi xing cheng ju ji tai ,chan ti tai jian shao ;nong du di shi ,ji fa tai pi yu ji tai pi xiang yu de gai lv jian xiao ,pi qu yu yi chan ti tai cun zai ,ji IA/IMzhi ke yi cheng wei pan duan mou ou yu nei pi de nong du qing kuang 。tong guo dui biao ji yang pin WPUD1—WPUD5de wen tai ying guang ce shi ,ji suan xiang ying de pi ju ji tai he chan ti tai de feng ji fen bi zhi IA/IM,ni ge le ying guang wu zhi nong du Cpy—IA/IMde gong zuo qu xian :IA/IM=0.33255 CPy+0.14037,cong er ke yi li yong ren he yi ge yang pin de IA/IMzhi lai qiu chu ji CPy。gen ju qiu de ti ji gong shi he ti ji nong du gong shi ,tui dao chu de zui da kuo san fan wei de ji suan shi D(?)D0,bing ke yi qiu chu shui xing ju an zhi ke li cheng mo hou de kuo san shen du △R=1/2(D-Do)。(3)tan jiu ying xiang shui xing ju an zhi cheng mo de yin su cong li jing 、jiao lian du 、ruan duan han liang yi ji cheng mo wen du 4ge jiao du tan jiu ying xiang shui xing ju an zhi cheng mo de yin su 。fen bie ge cheng le li jing zhu jian jian xiao de ji lie yang pin WPUD6—WPUD10,jiao lian du zhu jian zeng jia de ji lie yang pin WPUD10—WPUD15he ruan duan han liang zhu jian zeng jia de ji lie yang pin WPUD1 6—WPUD20,jiang ying guang biao ji yang pin WPUD5yu shang shu 3ge ji lie fei biao ji yang pin an zhao zhi liang 1:10jun yun hun ge bing cheng mo ,ce mo de wen tai ying guang ,ci wai hai jiang WPUD5yu WPUD10fen bie zai 20℃、35℃、50℃、65℃、80℃xia cheng mo 。tong guo ying guang guang pu ,ji suan chu mei yi zhang mo de IA/IMzhi ,dai ru gong zuo qu xian ,qiu chu pi nong du CPy,zai jiang CPydai ru shu xue guan ji shi ,qiu chu zui da kuo san fan wei Dji kuo san shen du △R。cong Dhe △Rzhi ji ke fen xi chu cheng mo xiao guo :Dhe △Rzhi yue da ,shui ming biao ji yang pin ke li cheng mo hou bian xing du da ,kuo san fan wei da ,cheng mo xiao guo hao ,fan zhi cheng mo xiao guo cha 。shi yan jie guo biao ming :fei biao ji shui xing ju an zhi li jing de zeng jia 、jiao lian du de zeng jia 、ruan duan han liang de zeng jia dou di sheng ji yu biao ji shui xing ju an zhi de cheng mo xiao guo ;cheng mo wen du de di gao ye hui cu jin liang zhe de cheng mo 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自安徽大学的张驰，发表于刊物安徽大学2019-07-03论文，是一篇关于水性聚氨酯论文,荧光共振能量转移论文,粒径论文,浓度论文,安徽大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自安徽大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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