【摘 要】
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光热高分子因其在软执行器、自愈合材料、仿生研究等领域的重大应用价值,因此,构筑新型光热材料具有重要的意义。在本论文中,我们利用双氰基二苯乙烯(DCS)构筑了新型光热高分子,并深入研究该高分子的化学结构与其光物理特性的内在联系,并基于其优异的光热效应,探究了其在响应智能窗领域的应用。具体内容如下:1.设计并合成了以双氰基二苯乙烯(DCS)为刚性核心的单体M0,并通过简单的自由基聚合得到了对应的侧链型
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光热高分子因其在软执行器、自愈合材料、仿生研究等领域的重大应用价值,因此,构筑新型光热材料具有重要的意义。在本论文中,我们利用双氰基二苯乙烯(DCS)构筑了新型光热高分子,并深入研究该高分子的化学结构与其光物理特性的内在联系,并基于其优异的光热效应,探究了其在响应智能窗领域的应用。具体内容如下:1.设计并合成了以双氰基二苯乙烯(DCS)为刚性核心的单体M0,并通过简单的自由基聚合得到了对应的侧链型聚合物P0。通过相关测试对所合成的单体M0及聚合物P0的化学结构进行了表征,采用凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物P0的分子量和分布宽度,通过热失重分析(TGA)考察其热稳定性进行了,使用偏光显微镜(POM)、示差扫描量热仪(DSC)、X射线小角散射(SAXS)对其相结构进行了深入研究,结果表明M0和P0均具有良好的热稳定性,M0和P0在偏光下均有双折射现象且能形成柱状相液晶结构。对其光物理性质的研究是通过紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)测试实现的,结果表明单体跟聚合物都具有聚集诱导增强效应(AIEE)。对M0粉末跟P0粉末的光热研究表明,两者都具备优异的光热效应。2.设计并合成了以M0跟甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体的无规共聚物M0-co-GMA。通过DSC、POM对无规共聚物的相结构进行了研究,结果表明,少量GMA的掺入可以调节液晶相区间,但是不影响其液晶相结构的发育。由于GMA的存在,无规共聚物M0-co-GMA可以经热交联与基底形成稳定的聚合物刷,在合适的浓度范围内可以诱导手性液晶混合物垂直排列。基于双氰基二苯乙烯在UV光照射下表现出的光热效应,进一步构筑了响应型聚合物稳定液晶(PSLC)智能窗。智能窗的透明度可以由聚合物刷的浓度调节,通过聚合物刷诱导PSLC在Sm A*相的垂直排列实现智能窗的透明态;通过UV光照射或者加热可以实现不透明态(焦锥态)。改变无规共聚物M0-co-GMA的浓度以及UV光强度可以调控PSLC智能窗的响应时间。
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