SAW傳感器膜材料HFIP功能化聚合物PS-b-PMPHES的合成與性能研究.pdf

1、聲表面波(surface acoustic wave,簡(jiǎn)稱SAW)化學(xué)傳感器是一種可用于現(xiàn)場(chǎng)原位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的氣敏傳感器,具有信號(hào)響應(yīng)快、體積小等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于爆炸物氣體或化學(xué)戰(zhàn)劑的檢測(cè)。SAW化學(xué)傳感器性能好壞的關(guān)鍵在于敏感膜材料的特性和涂膜方法,本論文對(duì)SAW化學(xué)傳感器敏感膜材料六氟代異丙醇(HFIP)功能化嵌段共聚物聚苯乙烯／聚甲基苯乙基硅氧烷(PS-b-PMPHES)的合成及吸脫附性能檢測(cè)進(jìn)行了研究。
　　 首先用無水解

2、縮聚法合成出了甲基苯乙基環(huán)狀硅氧烷三聚體,合成的工藝條件為:反應(yīng)溫度為室溫,反應(yīng)時(shí)間為6h,氯硅烷與氧化鋅的摩爾比為2:3。并用紅外光譜法對(duì)其進(jìn)行了定性表征。
　　 然后,用本實(shí)驗(yàn)室合成出來的環(huán)狀硅氧烷三聚體與苯乙烯單體共聚合,以正丁基鋰作催化劑,環(huán)己烷作溶劑,四氫呋喃作促進(jìn)劑,通過陰離子開環(huán)聚合方法制備嵌段共聚物,并用抽提、離心、沉析等方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行純化分離。用紅外光譜法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了定性表征。用凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定了聚

3、合物的重均分子量、數(shù)均分子量及其分子量分布,測(cè)得聚合物的重均分子量與數(shù)均分子量比值為1.253,這說明了聚合物的分子量分布較窄。用烏氏粘度計(jì)法測(cè)定了嵌段共聚物的粘均分子量,并考察了嵌段共聚物組成中兩種單體的不同比例對(duì)嵌段共聚物粘均分子量的影響,同時(shí)考察了引發(fā)劑用量對(duì)聚合物粘均分子量的影響情況,并總結(jié)出當(dāng)[單體]／[引發(fā)劑]=25時(shí),分子量達(dá)到最大值。
　　 最后,通過嵌段共聚物與六氟丙酮(HFA)氣體發(fā)生傅克反應(yīng)在聚合物中引入六

4、氟代異丙醇(HFIP)基團(tuán)。用紅外光譜法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了定性表征。用離子色譜法和分光光度計(jì)法分別測(cè)定了共聚物中的氟元素含量和羥基含量。并通過探究確定了本反應(yīng)的最佳工藝條件:以二硫化碳作反應(yīng)溶劑,反應(yīng)溫度為25℃,反應(yīng)時(shí)間為10h。
　　 將制備好的敏感膜材料用旋涂法在SAW化學(xué)傳感器上覆膜,以2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)模擬爆炸物氣體。用不同實(shí)驗(yàn)條件下合成出來的HFIP功能化聚合物成膜并進(jìn)行吸附性能測(cè)試,得出結(jié)論:聚合物薄膜