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基于大振幅振荡剪切流变学的高分子-锂藻土凝胶化体系结构研究
结题报告
批准号:
21074040
项目类别:
面上项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
童真
依托单位:
学科分类:
B0406.生命与公共安全分析
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
戴琳、王涛、胡小波、孙尉翔、刘丹、林泽敏、杨燕瑞
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中文摘要
高分子-锂藻土纳米复合水凝胶具有优异的力学性能和灵敏的环境响应,成为智能材料的研究重点。但这类凝胶至今只能用丙烯酰胺类单体在锂藻土悬浮液中原位聚合得到,单体-锂藻土悬浮液及高分子-锂藻土体系的相互作用与结构不明,无法进行分子设计与结构设计。本项目发挥大振幅振荡剪切(LOAS)流变方法在复杂流体结构研究方面的特长,在修正Fourier变换法、Lissajous曲线法和引入参数的基础上,以锂藻土悬浮液为对象,建立适用的LAOS方法;结合荧光、zeta电位、DLS、AFM等手段,研究聚合前功能性单体-锂藻土悬浮液体系中存在的相互作用和特定尺度的结构,以及高分子-锂藻土凝胶化体系的吸附、动态桥联结构与变化。通过导入LAOS方法和筛选功能性单体-锂藻土悬浮液,在研究手段和模型体系方面取得突破和创新。目标是认识这类凝胶优异力学性能的来源,为设计、制备高性能环境响应型高分子-锂藻土凝胶智能材料提供理论。
英文摘要
本课题基本按计划完成,取得了如下6点主要进展:1. 提出了描述非线性粘弹性的大幅振荡剪切(LAOS)新参数NE、NV,解决了原有LAOS参数在应用于锂藻土水分散液体系时产生的问题,从而建立了适用于该体系的LAOS表征方法,可以更明显地表征出样品结构的差异,发现Laponite分散液凝胶化屈服流动时的非线性粘弹性大小同凝胶网络的完善程度有关,凝胶网络越完善,屈服流动时的非线性粘弹性越强。2. 获得不同NaCl浓度和聚乙二醇(PEG)浓度的锂藻土分散液凝胶化过程的叠合曲线,说明动力学路径具有普适性,采用反应置限聚集(RLCA)模型,从粒子相互作用能出发定量解释了影响因子的变化趋势。3. 通过时间分辨粘弹谱技术获得了聚乙二醇--锂藻土凝胶化过程不同演变时间的动态结构,发现其具有时间自相似性,建立了聚乙二醇--锂藻土凝胶化的动力学时间和动态松弛时间两个尺度之上的三维演变图谱。4. 将LAOS流变学方法用于乳液和微凝胶两种交体体系,表征了乳滴弹性对非线性粘弹性的贡献,又了微凝胶在应变去拥堵(unjamming)状态的非线性粘弹性,为胶体物理的拥堵(jamming)图像补充了重要的实验事实,进一步说明了LAOS方法在研究复杂流体结构变化上的独特优势。6. 将LAOS研究明胶体系,获得了明胶对应变振幅和频率的Pipking指纹图谱,首次区分了周期内(intracycle)和周期间(intercycle)两种应变硬化行为,突出说明了LAOS方法在更全面表征凝胶的非线性力学行为时的必要性。在学术刊物上发表研究论文13篇,其中影响因子大于3的刊物论文5篇。出席国内学术会议6次,国际学术会议7次,其中8次为邀请报告。毕业博士生5人,硕士生6人,其中1人获2012年广东省优秀博士学位论文奖。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Robust and Thermo-response Graphene-PNIPAm Hybride Hydrogels Reinforced by Hectorite Clay
锂蒙脱石粘土增强的鲁棒性热响应石墨烯-PNIPAm 混合水凝胶
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Carbon
影响因子:10.9
作者:Lian, Cuixia;Sun, Weixiang;Liu, Xinxing;Tong, Zhen
通讯作者:Tong, Zhen
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Macromolecules
影响因子:5.5
作者:Wang, Tao;Sun, Weixiang;Liu, Xinxing;Tong, Zhen
通讯作者:Tong, Zhen
DOI:10.1039/c1sm06484c
发表时间:2012
期刊:Soft Matter
影响因子:3.4
作者:Tao Wang;Danjie Liu;Cuixia Lian;Shudian Zheng;Xinxing Liu;Zhen Tong
通讯作者:Tao Wang;Danjie Liu;Cuixia Lian;Shudian Zheng;Xinxing Liu;Zhen Tong
DOI:--
发表时间:2012
期刊:高等学校化学学报
影响因子:--
作者:杨燕瑞;孙尉翔;黄丽浈;疏瑞文;童真
通讯作者:童真
DOI:10.1021/ma300874n
发表时间:2012-09-11
期刊:MACROMOLECULES
影响因子:5.5
作者:Lian, Cuixia;Lin, Zemin;Tong, Zhen
通讯作者:Tong, Zhen
第三届高聚物分子表征高峰论坛
  • 批准号:
    21344403
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    2.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
高韧性聚合物-锂藻土纳米复合水凝胶超拉伸大形变的可恢复性及其微观机制
  • 批准号:
    51173052
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
超拉伸高韧性环境响应聚合物-粘土纳米复合水凝胶
  • 批准号:
    50773024
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    33.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
高聚物分子表征学术会
  • 批准号:
    B0624005
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    2.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
高分子物理凝胶化过程、临界现象与物理凝胶结构的再探索
  • 批准号:
    20534020
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    160.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
离子交联诱导高分子溶胶-凝胶转变临界行为研究
  • 批准号:
    90303019
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
生物相容天然聚电解质自组装纳米胶囊制备技术
  • 批准号:
    90206010
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
恒比共聚磺酸基凝胶静电相互作用与溶胀平衡
  • 批准号:
    29474158
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    7.0万元
  • 批准年份:
    1994
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
共聚高分子凝胶体积相变的研究
  • 批准号:
    59003464
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    4.0万元
  • 批准年份:
    1990
  • 负责人:
    童真
  • 依托单位:
国内基金
海外基金