基于saw用功能膜材料sxfa的合成及表征方法研究

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1、掣㈣大津大学上程硕士学位论文SAW用功能膜材料SXFA的合成及表征方法研究SynthesisandCharacterizationofFunctionalizedCoatingMaterialSXFAforSAW学科专业：化学工艺研究生：张红艳指导教师：李复生研究员魏东炜副研究员天津大学化工学院二零零八年六月摘要声表面波化学传感器(SAWchemicalsensor)是．．种用于现场实时检测的气敏传感器，可用于化学战剂、爆炸物的检测。涂敷在SAW化学传感器上的敏感膜涂层与被测气体之间能发生可逆吸附作用，当敏感膜与被测气体发生作用时，将导致SAW传感器的相传播速度等性质发生改变，从而转换成频

2、率变化并实现定量分析。用六氟丙酮与烯丙基甲基聚硅氧烷进行反应，生成了聚[甲基(4一羟基．4，4一双．三氟代甲基)．丁．1．烯基]-硅氧烷(SXFA)，由于取代基团的特殊性，使反应产物具有氢键酸性，而传统的爆炸物如：DNT，n汀等化学结构中都有氢键碱性存在，这就使SXFA与它们进行化学吸附成为可能。本文首先通过阴离子开环聚合的方法合成了不同分子量的烯丙基甲基聚硅氧烷，用红外光谱、GPC等方法进行了表征。然后将烯丙基甲基聚硅氧烷与六氟丙酮气体在不同条件下进行了反应，得到目标产物SXFA，并进行了红外、氟元素、羟基含量的表征。用溶剂蒸发法和旋涂法将聚合物涂敷在SAW基片表面。装配配气系统，用爆炸

3、物二硝基甲苯(2，4．DNT)进行检测，精确测试在一定气体含量下SAW化学传感器对模拟气体的响应值。在合成SXFA过程中，考察了溶剂、反应时间、温度对产物的影响，根据表征结果对工艺条件进行筛选，确定了最佳反应条件。在吸附性检测中，讨论了溶液浓度及涂膜方法对响应值的影响。关键词：化学传感器声表面波敏感膜材料烯丙基甲基聚硅氧烷六氟丙酮二硝基甲苯爆炸物ABSTRACTAsurfaceacousticwave(SAW)chemicalsensoriSakindofvaporsensorwhichhasbeenutilizedtodetectandmonitortoxicorhazardousgas

4、essuchaschemicalweaponagentsorexplosivesinreal-time．ReversiblesorptioncarlhappenbetweensensingfilmonSAWsensorandtheanalyte．SomecharactersofSAWsensorsuchasspreadingspeedbetweendifferentphaseswillbechangedforthesorption．Inresultoftheaforementionedchanges，acorrespondingalterationwillhappentotheffeque

5、nc5SOthequantitativeanalysisCanbecarriedout．AdsorbentmaterialPoly(methyl(4一hydroxy-4，4-bis(trifluoromethyl)but-1。y1)siloxane)(SXFA)wassynthesizedbyreactionofpolyallylmethylsiloxaneandhexafluoroacetone(HFA)．Becauseofhydroxylonthesubstitutegrouponpolyallylmethylsiloxane，SXFAexhibithydrogen-bondacidi

6、ty．Sometraditionalexplosives，suchasDNT，TNT，havehydrogen—bondbasicity．ItispossiblethatSXFAcanbeutilizedtodetectingthesewarfareexplosives．Polyallylmethylsiloxanewithdifferentmolecularweightsissynthesizedbyanionicring．openingpolymerization，characterizedbyinfraredspectrumandGPCinthispapeLTheSXFAwassyn

7、thesizedfromPolyallylmethylsiloxaneandhexafluoroaceton(HFA)andcharacterizedbyinfraredspectrum，ionchromatographandhydroxylanalysis．Thepolymerwascoatedonthepiezocrystalbytwomethodsofsolventevaporationandspincoating