溶脹引起的氫鍵層層自組裝膜表面褶皺現(xiàn)象和自愈合現(xiàn)象的研究.pdf

1、水凝膠生物材料在生產(chǎn)和生活各領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，部分凝膠材料的應(yīng)用需要基底的支撐和支持。粘附在基底上的水凝膠薄膜只能在垂直于基底的方向上發(fā)生溶脹，從而在水凝膠上產(chǎn)生了壓應(yīng)力。當(dāng)壓應(yīng)力足夠大，超過(guò)了形成褶皺的臨界壓應(yīng)力時(shí)，水凝膠薄膜平滑的表面就會(huì)發(fā)生形變，產(chǎn)生各種類型的褶皺。褶皺的形成對(duì)于一些材料的應(yīng)用和使用壽命會(huì)產(chǎn)生不利的影響。近些年來(lái)氫鍵層層自組裝的方法受到了廣泛的關(guān)注，很多薄膜可以通過(guò)該方法制備。這些自組裝薄膜被應(yīng)用在生產(chǎn)生活的

2、很多領(lǐng)域，例如:鹽分離、藥物負(fù)載、生物傳感器等。氫鍵層層自組裝薄膜也是一種水凝膠。在應(yīng)用的過(guò)程中，氫鍵層層自組裝薄膜經(jīng)常會(huì)粘附在硬質(zhì)基底上，若發(fā)生很大程度的溶脹，也會(huì)形成褶皺，影響到薄膜的性能和使用壽命。因此對(duì)氫鍵層層自組裝薄膜的褶皺產(chǎn)生和消除研究有著重要的意義。
　　本論文利用氫鍵層層自組裝的方法制備了PVPON(聚乙烯基吡咯烷酮)/PAA(聚丙烯酸)薄膜，并以之為模型研究了氫鍵層層自組裝薄膜的褶皺形成和消除機(jī)理。
　　像

3、其他被基底限制的水凝膠膜一樣，將PVPON/PAA薄膜浸沒(méi)在水乙醇混合溶劑中當(dāng)溶脹率足夠大時(shí)，薄膜也會(huì)發(fā)生形變，產(chǎn)生褶皺。本研究發(fā)現(xiàn)混合溶劑中乙醇的含量、溶劑的pH均會(huì)影響薄膜的溶脹率。開(kāi)始隨著混合溶劑中乙醇組分的增加，薄膜的溶脹率隨之增加;當(dāng)乙醇含量增至60％時(shí)，薄膜的溶脹率達(dá)到最大值;當(dāng)繼續(xù)增加溶劑中乙醇含量時(shí)，薄膜的溶脹率隨乙醇的增加開(kāi)始降低?？刂迫軇┲幸掖嫉暮亢愣ㄖ桓淖?nèi)軇┑膒H，薄膜的溶脹率會(huì)隨著混合溶劑pH的增加而增大。因

4、此可以通過(guò)控制混合溶劑的pH或乙醇組分的含量，來(lái)控制褶皺的形成。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)PVPON/PAA薄膜褶皺的形成是一個(gè)成核-生長(zhǎng)的過(guò)程。與其他水凝膠薄膜不同的是，本體系中PVPON/PAA薄膜產(chǎn)生褶皺所需的臨界溶脹率會(huì)隨著膜厚的增加而增大。更重要的是在PVPON/PAA薄膜表面形成的褶皺能夠隨著時(shí)間的推移無(wú)需額外處理而自行愈合。PVPON/PAA薄膜是通過(guò)氫鍵動(dòng)態(tài)交聯(lián)的高分子網(wǎng)絡(luò)，所以它可以通過(guò)鏈段的運(yùn)動(dòng)將溶脹引起的壓應(yīng)力釋放掉。本工作