POSS基聚合物超疏水雜化纖維的制備與表征的開題報告

POSS基聚合物超疏水雜化纖維的制備與表征的開題報告開題報告一、題目：POSS基聚合物超疏水雜化纖維的制備與表征二、研究背景和意義：超疏水材料具有極強的防污染能力和自清潔能力，在許多應用中有著廣泛的應用前景，如汽車涂層、防污涂層、船舶涂層等。目前，超疏水材料主要分為兩類：一類是納米結(jié)構(gòu)表面的超疏水材料，如納米線、納米顆粒、納米棒等，這類材料的制備成本較高；另一類是采用化學修飾和功能體系組裝導致分子級別的超疏水材料，自然在制備上也更具優(yōu)勢。近年來，以聚合物為基底的超疏水材料越來越受到研究者的關(guān)注，但目前市場上大多數(shù)聚合物超疏水材料主要是采用表面處理等方法改變疏水性，難以得到可控制的超疏水材料。POSS（聚異丁烯磷酸叔丁酯）是一種富含小分子的二十面體封裝體，它具有良好的疏水性、熱穩(wěn)定性和耐化學性等優(yōu)勢。與傳統(tǒng)聚合物不同的是，POSS可以與聚合物基質(zhì)相容，可以制備出具有超疏水特性的雜化聚合物材料，且其制備成本相對較低。因此，本研究旨在通過POSS的引入，制備具有可控制的超疏水性雜化纖維，探索在各個領(lǐng)域中雜化纖維的應用前景。三、研究內(nèi)容：1.利用化學還原法制備POSS基聚合物雜化纖維，并對其進行表征；2.研究POSS含量對雜化纖維超疏水性能的影響，并探究最佳含量；3.基于上述結(jié)果，對POSS基聚合物雜化纖維在涂層和防污染領(lǐng)域中的應用進行探索。四、計劃進度：第一年：研究POSS基聚合物雜化纖維的制備方法、表征方法和疏水性能測試方法，進行初步研究。第二年：通過改變POSS含量，系統(tǒng)地考察POSS對雜化纖維超疏水性能的影響，探究最佳含量條件。第三年：實驗室中開展POSS基聚合物雜化纖維在防污染、涂層等方面的應用研究。五、研究方法：1.化學還原法制備POSS基聚合物雜化纖維，優(yōu)化雜化纖維的制備工藝；2.通過接觸角測試、X射線光電子能譜（XPS）等表征手段探究POSS含量對雜化纖維超疏水性能的影響；3.通過成像技術(shù)（如SEM等）觀察雜化纖維的表面形貌。六、預期研究結(jié)果：預期得到POSS基聚合物雜化纖維的制備方法、POSS含量對雜化纖維超疏水性能的影響規(guī)律及其在涂層領(lǐng)域、防污染領(lǐng)域的應用方式。七、研究難點：1.確定POSS的最佳含量，以達到雜化纖維的最佳超疏水性能，并進行可靠性測試，以確定雜化纖維的實用性。2.在涂層、防污染領(lǐng)域進行充分測試，以確定POSS基聚合物雜化纖維的應用前景。八、參考文獻：1.HuangX,JiangP.Molecularbasisfortheexceptionalwaterrepellencyoflotusleaf.AngewandteChemieInternationalEditioninEnglish,2003,42(17):2006-2009.2.MaedaR,NakajimaA,FujishimaA,etal.Applicationofsuper-hydrophobicitytophoto-inducedhydrogenproduction.JournalofPhysicalChemistryB,2003,107(50):13738-13741.3.TangY,WangY,ChenQ,etal.POSSbasedhybridcoatings:Recentadvancesinarchitecturedesign,functionalizationstrategiesandapplications.ProgPolymSci,2021,101:101291.4.CaoX,XiongX,WuY,etal.In-situgraftingPOSS/PEGMAontopolyethylenefibersforimprovinghydrophobicandmechanicalproperties.ChemicalEngineeringJournal,2020,388:124330.5.ZhengL,LiX,JiangX,etal.DirectobservationofPOSSmolecularorientationand