聚苯乙烯有序多孔膜的多層次結(jié)構(gòu)調(diào)控與功能化.pdf

1、有序多孔材料廣泛應(yīng)用于光子晶體、化學(xué)傳感器、生物芯片、微透鏡陣列等功能器件的制備,是新材料領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。在構(gòu)建這類材料的眾多方法中,基于自組裝原理的水滴模板法以其工藝簡(jiǎn)單、高效、成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)引起了研究者的廣泛關(guān)注。本論文針對(duì)目前水滴模板法研究中存在的問題,圍繞有序多孔膜的形貌調(diào)控及機(jī)理探討、有序多孔膜的定向功能化、貫通型有序多孔膜的制備及過濾性能等三個(gè)方面分別展開研究,以期推動(dòng)水滴模板法的進(jìn)一步發(fā)展。具體研究?jī)?nèi)容如下:

2、
　　 分別以聚苯乙烯/親水聚合物(包括聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮)的共混體系和不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的糖基化共聚物(無規(guī)、嵌段和梳狀)為成膜材料,采用水滴模板法制備有序多孔膜,考察了聚合物結(jié)構(gòu)及組成、成膜條件如溶液濃度、空氣濕度、氣體流速等對(duì)有序多孔膜形貌的影響規(guī)律,組合水滴形狀模擬和理論分析,探討了聚合物穩(wěn)定水滴的機(jī)理。
　　 采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法可控合成了苯乙烯/甲基丙烯酸羥乙酯嵌段

3、共聚物(PS-b-PHEMA),制備了表面含有羥基的有序多孔膜。通過熒光素與羥基反應(yīng)染色的方法證實(shí)了羥基在膜孔內(nèi)的富集現(xiàn)象。采用表面引發(fā)ATRP實(shí)現(xiàn)了糖烯單體在PS-b-PHEMA有序多孔膜表面的接枝,XPS、SEM、AFM和水接觸角等實(shí)驗(yàn)證實(shí)接枝聚合主要發(fā)生在膜孔內(nèi)部。由此建立了一種有序多孔膜表面的定向接枝功能化方法,所構(gòu)建的糖基化微陣列在糖-蛋白質(zhì)相互作用研究等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。
　　 基于苯乙烯/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段

4、共聚物(PS-b-PDMAEMA)制備了一種表面荷正電的有序多孔膜,通過SEM、AFM、QCM和水接觸角等手段研究了海藻酸鈉/殼聚糖聚電解質(zhì)體系在其表面的靜電層層自組裝行為,發(fā)現(xiàn)了Cassie-Wenzel浸潤(rùn)性轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。通過調(diào)控有序多孔膜的浸潤(rùn)狀態(tài)和表面荷電性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米粒子和聚電解質(zhì)在有序多孔膜表面的組裝區(qū)域的精確調(diào)控,為多層次有序表面的構(gòu)建提供了新途徑。
　　 首次采用冰面作為成膜基材,通過水滴模板法制備了貫通型的有序多