POSS基聚合物超疏水杂化纤维的制备与表征的开题报告

POSS基聚合物超疏水杂化纤维的制备与表征的开题报告开题报告一、题目：POSS基聚合物超疏水杂化纤维的制备与表征二、研究背景和意义：超疏水材料具有极强的防污染能力和自清洁能力，在许多应用中有着广泛的应用前景，如汽车涂层、防污涂层、船舶涂层等。目前，超疏水材料主要分为两类：一类是纳米结构表面的超疏水材料，如纳米线、纳米颗粒、纳米棒等，这类材料的制备成本较高；另一类是采用化学修饰和功能体系组装导致分子级别的超疏水材料，自然在制备上也更具优势。近年来，以聚合物为基底的超疏水材料越来越受到研究者的关注，但目前市场上大多数聚合物超疏水材料主要是采用表面处理等方法改变疏水性，难以得到可控制的超疏水材料。POSS（聚异丁烯磷酸叔丁酯）是一种富含小分子的二十面体封装体，它具有良好的疏水性、热稳定性和耐化学性等优势。与传统聚合物不同的是，POSS可以与聚合物基质相容，可以制备出具有超疏水特性的杂化聚合物材料，且其制备成本相对较低。因此，本研究旨在通过POSS的引入，制备具有可控制的超疏水性杂化纤维，探索在各个领域中杂化纤维的应用前景。三、研究内容：1.利用化学还原法制备POSS基聚合物杂化纤维，并对其进行表征；2.研究POSS含量对杂化纤维超疏水性能的影响，并探究最佳含量；3.基于上述结果，对POSS基聚合物杂化纤维在涂层和防污染领域中的应用进行探索。四、计划进度：第一年：研究POSS基聚合物杂化纤维的制备方法、表征方法和疏水性能测试方法，进行初步研究。第二年：通过改变POSS含量，系统地考察POSS对杂化纤维超疏水性能的影响，探究最佳含量条件。第三年：实验室中开展POSS基聚合物杂化纤维在防污染、涂层等方面的应用研究。五、研究方法：1.化学还原法制备POSS基聚合物杂化纤维，优化杂化纤维的制备工艺；2.通过接触角测试、X射线光电子能谱（XPS）等表征手段探究POSS含量对杂化纤维超疏水性能的影响；3.通过成像技术（如SEM等）观察杂化纤维的表面形貌。六、预期研究结果：预期得到POSS基聚合物杂化纤维的制备方法、POSS含量对杂化纤维超疏水性能的影响规律及其在涂层领域、防污染领域的应用方式。七、研究难点：1.确定POSS的最佳含量，以达到杂化纤维的最佳超疏水性能，并进行可靠性测试，以确定杂化纤维的实用性。2.在涂层、防污染领域进行充分测试，以确定POSS基聚合物杂化纤维的应用前景。八、参考文献：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