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嵌段共聚物在表面的吸附
中文名称: 嵌段共聚物在表面的吸附
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论文编号: 3767773收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Adsorption of Block Copolymers on a Surface
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 物理化学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 嵌段共聚物 表面吸附 RAFT聚合 三嵌段共聚物 吸附过程 巯基 胶束
简介目录: 点击此处 免费索取本论文简介和目录>>
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论文简介:在本论文中,我们首先用RAFT聚合的方法合成了聚 (苯乙烯-嵌段-N-异丙基丙烯酰胺) (PS-b-PNIPAM)。依照 PS 和 PNIPAM 的嵌段比的不同,PS-b-PNIPAM 可以在水溶液中形成胶束或者囊泡。另一方面,我们用硼氢化钠(NaBH<,4>) 将聚集体外层的二硫代苯甲酸酯还原成巯基,进而获得了外端带巯基的胶束和囊泡。在此基础上,利用具有耗散检测功能的石英晶体微天平(QCM-D)和原子力显微镜 (AFM) 等手段,主要研究了外层有巯基和没有巯基的胶束和囊泡在金表面的吸附动力学及吸附过程中聚集体在表面上的结构变化。 QCM-D 的频率变化 (△f) 和耗散变化 (△D) 表明,不含巯基的聚集体在金表面吸附时,基本上是以完整的胶束或囊泡的形式沉积在表面,仅发生一定的变形。在动力学上,只表现较简单的吸附过程。另一方面,由于巯基与金有比较强的相互作用,PNIPAM 末端带巯基的聚集体在金表面吸附时,会形成PS在中间、上下两层为 PNIPAM 的“三明治”结构。原子力显微镜 (AFM) 实验中吸附层厚度和表面粗糙度的分析进一步证实了这种结构的转变。 我们还研究了 PEO-PPO-PEO 在疏水表面吸附。选用的三嵌段共聚物PE10100,PE10300 和 PE10500 的PPO长度相同 (M<,w,ppo>=3250),而 PEO 含量分别为 10 wt%,30 wt%和 50 wt%。QCM-D 和 SPR 研究发现,在实验的浓度范围内,PEO较长的 PE10300 和 PE10500 在表面的吸附过程都比较简单,主要是一个快速形成单层膜的过程。 对于PEO段较短的PE10100,当浓度低于CMC时,其吸附过程与 PE10300和PE10500在表面的吸附类似。当浓度高于CMC时,吸附量会急剧增加并在表面形成多层结构。吸附动力学上明显表现出三个阶段:开始的快速吸附,受限的慢吸附和再吸附。这主要是由于 PE10100 的 PEO 段较短,对吸附层屏蔽效应不及 PEO 长的样品,需要吸附更多的聚合物链才能形成疏水-亲水平衡的结构。另外,浓度较高时,PE10100 形成胶束。随着聚合物链不断从胶束中释出而吸附在表面,胶束会变得不稳定甚至分裂,从而导致犬量的聚合物吸附在表面并形成多层结构。
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