在空氣/水界面,兩親性嵌段共聚物通常形成由疏水嵌段核和親水嵌段殼組成的表面膠束。然而,雙親水性嵌段共聚物（DHBC）不包含疏水嵌段,其形成的表面膠束結構還有待探索。本文主要利用膜天平技術和原子力顯微鏡對DHBC型聚N-異丙基丙烯酰胺-b-聚丙烯酸寡聚乙二醇酯（PNIPAM-b-POEGA）在空氣/水界面的聚集行為及其Langmuir-Blodgett（LB）膜的表面形貌進行了相應的研究和表征。系統(tǒng)地研究了亞相pH值、溫度、離子強度、離子的種類及濃度等因素對PNIPAM-b-POEGA單層的表面壓-平均分子面積（π-A）等溫線、滯后曲線及其LB膜表面形貌的影響,揭示了雙親水性聚合物在不同亞相條件下的界面聚集行為。結果表明,隨著亞相pH值的增加,等溫線向平均分子面積（mma）增大的方向移動,這是由POEGA嵌段的伸展程度逐漸增加所引起的。在不同pH條件下,當溫度低于PNIPAM-b-POEGA的最低臨界溶解溫度（LCST）時,共聚物等溫線均向mma高的方向移動;但是當溫度高于其LCST時,共聚物等溫線向mma減小的方向移動。我們認為,PNIPAM-b-POEGA在空氣/水界面形成以PNIP... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

PNIPAM-b-POEGA樣品的化學結構

哈爾濱理工大學理學碩士學位論文-13-PNIPAM的剩余部分先后浸入水中的過程[37]。在PNIPAM-b-POEGA體系中，酸性條件下平臺的缺失，說明了POEGA瓣狀部分弱化了酰胺基殼層的質子化程度。此外，在酸性和中性條件下表面壓力為18mN/m處存在略微的轉折（見圖3-1插圖），這與上述PLA-b-PNIPAM體系在中性和堿性條件下的轉變相似，可歸因于PNIPAM嵌段中異丙基的構象變化[37]。在酸性、中性和堿性條件下，將等溫線中818mN/m的線性范圍外推到0mN/m可以得到壓縮等溫線的極限分子面積A0p分別為43、48和51nm2。圖3-120℃不同亞相pH值下PNIPAM-b-POEGA單層的πA等溫線，不同顏色的箭頭代表沉積位置Fig.3-1πAisothermsofthePNIPAM-b-POEGAmonolayersatdifferentsubphasepHand20oC.ThearrowsindifferentcolorsrepresenttheLBfilmsdepositedatdifferentpositionsorsurfacepressures.根據之前對該共聚物等溫線的分析并結合下文的AFM圖像我們給出了在20℃和不同亞相pH下PNIPAM-b-POEGA膠束結構的示意圖3-2。我們認為，圓形膠束是由PNIPAM骨架為核、酰胺基為殼和親水性POEGA鏈為瓣組成的核-殼-瓣結構。該結構與兩親性嵌段共聚物體系中由疏水嵌段核和親水嵌段殼組成的典型核-殼膠束結構不同[7-10]。在單層被壓縮之前，POEGA鏈自發(fā)的鋪展在界面上而沒有溶于亞相。在酸性條件下，POEGA鏈在空氣/水界面蜷縮導致膠

哈爾濱理工大學理學碩士學位論文-14-束間距離較小；而在堿性條件下，POEGA鏈在空氣/水界面伸展導致膠束間距離較大。圖3-2在20℃不同亞相pH下PNIPAM-b-POEGA葵花狀膠束結構的示意圖Fig.3-2SchematicdiagramofPNIPAM-b-POEGAmonolayersatdifferentsubphasepHand20oC為了進一步研究PNIPAM-b-POEGA單層的可壓縮性，利用公式E=Adπ/dA[50]，根據不同亞相條件下的等溫線計算得到其不同表面壓下的壓縮模量。圖3-3給出了在20℃不同亞相pH條件下的壓縮模量表面壓（Eπ）曲線。從圖3-3中可以看到，在不同亞相pH條件下的壓縮模量E均隨著PNIPAM-b-POEGA單層的壓縮而逐漸升高，這是因為POEGA嵌段之間存在空間排斥作用。此外，在酸性和中性條件下，在π=~18mN/m處存在極小值，對應于圖3-2中πA等溫線存在的略微轉折。在上述三種pH值條件下，E的最大值分別為27、30和31mN/m，它們都小于兩親性共聚物PS-b-PNIPAM體系（E值約為90mN/m）[36]。這意味著雙親水性共聚物單層具有較好的壓縮性。單層進一步壓縮，E值下降，在=~29mN/m時達到極小值，與πA等溫線中的轉折平臺相對應。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3410409