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,簡稱SAW)化學傳感器是一種可用于現(xiàn)場原位實時監(jiān)測的氣敏傳感器,具有信號響應(yīng)快、體積小等特點,被廣泛應(yīng)用于爆炸物氣體或化學戰(zhàn)劑的檢測。SAW化學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SAW化學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進行了研究。
　　 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。并用紅外光譜法對其進行了定性表征。
　　 然后,用本實驗室合成出來的環(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、沉析等方法對產(chǎn)品進行純化分離。用紅外光譜法對產(chǎn)品進行了定性表征。用凝膠滲透色譜法(GPC)測定了聚

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。用烏氏粘度計法測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嵌段共聚物粘均分子量的影響,同時考察了引發(fā)劑用量對聚合物粘均分子量的影響情況,并總結(jié)出當[單體]／[引發(fā)劑]=25時,分子量達到最大值。
　　 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。用紅外光譜法對產(chǎn)品進行了定性表征。用離子色譜法和分光光度計法分別測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)時間為10h。
　　 將制備好的敏感膜材料用旋涂法在SAW化學傳感器上覆膜,以2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)模擬爆炸物氣體。用不同實驗條件下合成出來的HFIP功能化聚合物成膜并進行吸附性能測試,得出結(jié)論:聚合物薄膜