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摘 要

本课题拟通过二氧化钒功能粒子与形状记忆聚合物基体进行复合，制备含有光热粒子的复合材料，研究它们在不同太阳光强度下的生热。同时，二氧化钒是一种具有相变性质的金属氧化物，其相变温度为68℃，二氧化钒在相变温度前后的光学性能有明显变化。利用二氧化钒的相变性能，在研究复合材料体系生热的同时，研究其光学性能。

本文选用VOSO₄为原料，使用水热反应法制备VO₂粉体，采用溶胶凝胶法对VO₂粉体与形状记忆聚合物进行复合，制备了VO₂/形状记忆聚合物的薄膜。通过XRD、SEM、UVPC等测试方法对制备的样品进行表征，通过测量复合薄膜在太阳光模拟器下的生热情况，初步探寻VO₂的光学性能。

结果表明，使用水热反应法制备得到的VO₂功能粒子，具有纯度高，粒径小，相变前后，光学性能变化明显的优点。VO₂功能粒子与形状记忆聚合物能良好的复合，复合VO₂的量越多，该复合材料的生热效果越好。

关键词：二氧化钒功能粒子 光学性能 水热反应法 复合材料

Preparation and structural properties of VO2 / functionalized polymer composites

ABSTRACT

This topic plans through function of vanadium dioxide particles and the shape memory polymer matrix composite, comprising the preparation of composite particles of light and heat, study their heat at different intensities of sunlight. Meanwhile, the vanadium dioxide is a kind of phase transition property of metal oxide, the phase transition temperature is 68 ℃, the optical properties of vanadium dioxide in the phase transition temperature before and after significant changes. The use of phase change properties of vanadium dioxide in the composite material system heat while study optical properties.

This selection VOSO₄ as raw material, prepared by hydrothermal reaction VO₂ Powder Method, using the sol-gel method, and VO₂ powder shape memory polymer composite prepared film VO₂ / shape memory polymer. By XRD, SEM, UVPC other testing methods for sample preparation was characterized by measuring the composite film in the heat of the sun simulator, the initial search for the optical properties of VO₂.

The results show that the hydrothermal reaction was prepared VO₂ function particles with high purity, small particle size, phase transition, changes in the optical properties of the obvious advantages. VO₂ functional particles can be a good shape memory polymer composite, the amount of compound VO₂, the more heat the better the effect of the composite material.

Key words:vanadium dioxide particles function；optical properties；

hydrothermal reaction；composites material

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 6

1.1研究背景与意义 6

1.1.1 形状记忆聚合物及二氧化钒的研究背景与意义 6

1.2 形状记忆聚合物的作用机理、应用及种类 6

1.2.1 形状记忆聚合物的应用 6

1.3形状记忆聚合物的种类 6

1.3.1 热致形状记忆聚合物 6

1.3.2光致型形状记忆聚合物 7

1.3.3电致型形状记忆聚合物 7

1.3.4化感型形状记忆聚合物 8

1.4 二氧化钒的制备方法 8

1.4.1 水解法制备二氧化钒 8

1.4.2 草酸氧钒热分解法制备二氧化钒 8

1.4.3 水热法制备二氧化钒 8

1.4.4 热解(NH₄)₅[(VO)₆(CO₃)₄(OH)₉]·10H₂O法制备二氧化钒 9

1.4.5 甲醛还原法制备二氧化钒 9

1.5 本课题研究的主要内容 9

第二章 实验部分 10

2.1 试剂与药品 10

2.2 实验仪器与设备 10

2.3 样品的制备 11

2.3.1 VO₂的制备 11

2.3.2 二氧化钒/聚合物薄膜的制备 14

2.3.3二氧化钒粉体与有机硅树脂复合 14

2.4 实验测试方法 15

第三章 结果与讨论 17

3.1 不同的pH值体系对水热法制备VO₂的影响 17

3.1.1物相及形貌分析 17

3.2 不同光照强度对VO₂/复合材料生热的影响 22

3.3 VO₂功能粒子相变前后对红外透过的影响 23

第四章 结论与展望 24

4.1 结论 24

4.2 存在的问题及展望 24

参考文献 26

致谢 28

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