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聚合物乳胶粒子图案化构筑及其碳化研究

李文娟  
【摘要】:微观图案化的乳胶粒子在光子带隙材料、化学及生物响应材料、信息存储器件等各个领域都具有较大的潜在应用价值,近些年来关于微观图案化的研究倍受青睐。然而要通过控制粒子在基底表面的聚集方向,得到结构复杂且高度有序的图案还是一项巨大的挑战。目前最受关注的图案化方法包括:模板自组装法、Langmuir-Blodgett膜法以及基于溶剂挥发诱导粒子自组装的对流自组装法、受限空间溶剂挥发法和溶剂自由挥发法。本文基于最简单、易操作的溶剂自由挥发诱导粒子自组装的方法构筑粒子图案化的策略,制备聚4-乙烯基苄基乙酸酯乳胶粒子有序排列的图案。通过动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对合成的乳胶粒子及该乳胶粒构筑的图案进行了表征。 本论文工作主要从以下几个方面展开: (1)聚4-乙烯基苄基乙酸酯乳胶粒的合成:采用紫外光辐射引发细乳液聚合的方法合成聚4-乙烯基苄基乙酸酯纳米乳胶粒,对该乳胶粒子的粒径分布和形貌进行表征。 (2)乳胶粒子图案的构筑:采用溶剂挥发诱导粒子自组装的方法构筑聚4-乙烯基苄基乙酸酯乳胶粒子规则排列的图案。通过实验参数的调节系统地研究溶剂挥发的温度、基底和乳胶粒子浓度等因数对该乳胶粒子图案化过程的影响。 (3)图案化乳胶粒子的碳化研究:合成几种高交联度的乳胶粒子,采用同样的方法构筑高交联度乳胶粒子图案并对其进行高温碳化处理,对碳化后的产物进行表征。


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