一种偶氮聚电解质在不同pH值条件下的静电逐层自组装研究

研究了一种光响应偶氮聚电解质(PEAPE)在不同pH值条件下的自组装,重点讨论了pH值对静电逐层自组装以及对光响应性能的影响.研究表明,在所研究的pH范围内,pH值越低,越有利于生成吸光度高的自组装膜,对应的自组装膜厚度也越大.红外光谱分析表明,偶氮聚电解质在不同pH溶液中存在不同的电离情况.pH值越低,用于自组装的溶液中的聚合物链上的电荷数越少,链构象越卷曲.解释了不同pH值条件下自组装膜吸光度和厚度差别的原因.     

端基结构对超支化聚合物静电吸附自组装行为的影响

研究了3种具有相同骨架结构、不同端基的超支化聚合物与线型聚阳离子(PDAC)的静电吸附自组装.结果表明,超支化聚合物的组装过程与线型弱酸聚合物相似,都受溶液pH值与无机盐浓度的影响,但影响程度随端基结构不同而变化.此外,对以超支化聚合物为最外层的不同自组装膜的表面形貌及接触角进行了表征,其表面形貌及亲水性随端基结构的不同而不同.     

新型侧链偶氮聚电解质的合成及性能研究

通过自由基聚合合成了一种侧链型偶氮聚电解质 ,聚丙烯酸 2 [4 (4′ 羧基苯基偶氮 )苯基 ]乙酯(PCAPEA) .详细研究了PCAPEA水溶液的pH值对其紫外 可见光谱和光响应性的影响 .研究发现 ,PCAPEA水溶液的紫外吸收光谱对pH值具有高度敏感性 ,并且在不同pH值条件下其光响应性有很大差别 .这种差别反映了PCAPEA分子中的偶氮苯基团在水溶液中聚集状态的变化 .本论文还研究了PCAPEA与聚二烯丙基二甲基氯化铵 (PDAC)在不同溶剂中的静电逐层自组装 .研究发现 ,PCAPEA的水和有机溶剂的混合溶液也可用来进行自组装 ,这一新方法可用于水溶性差的聚电解质的自组装     

聚电解质膜PDAC/PSS诱导CaCO3结晶的研究

以模拟软体动物珍珠层的周期性基质控制形成过程制备仿生层状复合材料．将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜,用于诱导过饱和溶液中CaCO3的结晶,详细研究了膜紫外吸收随组装层数增加的线性变化．扫描电镜和X射线衍射表征了晶体的形貌和结构,(PDAC/PSS)15PDAC膜诱导获得的CaCO3晶体为六面体结构,晶体尺寸为30～40μm;(PDAC/PSS)15膜诱导CaCO3结晶,可以在膜表面获得形貌与珍珠层非常相似的CaCO3晶体,结晶10h获得的晶片结构呈规则的六边形,片尺寸约为10～20μm,X射线衍射结果表明两种晶体的晶格结构与天然珍珠层差异明显,说明静电作用为晶体形貌的主控因素之一,但不是晶格结构的决定因素．复合材料断面电镜照片表明其为层状结构。     

酚羟基对木质素吸附层致密程度的影响

研究了酚羟基对木质素在固液界面上形成的吸附层致密程度的影响及作用机理.通过对碱木质素(AL)进行乙酰化处理制备了酚羟基含量显著减少的乙酰化木质素(ACAL).借助耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究了溶液环境中AL和ACAL所形成的单层吸附膜致密程度的差异,结合紫外-可见光光谱仪(UV)和原子力显微镜(AFM)研究了AL和ACAL分别与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDAC)交替自组装所形成的多层吸附膜的致密程度在干燥状态下的差异.结果都表明,酚羟基的存在会使木质素吸附层致密程度降低.分析认为,酚羟基的存在不利于木质素中的芳香环形成共面结构,酚羟基含量降低后会引起芳香环间的共面性增强,促进形成致密的π-π堆积,从而使得木质素吸附层致密程度增大.     

木质素系和萘系分散剂在煤水界面的吸附性能

研究了两种木质素类分散剂SL(木质素磺酸钠)和MSSL(改性磺化碱木质素钠盐)和一种萘系分散剂(FDN)在大同煤表面的吸附量和动力学, 结果表明, SL和MSSL在煤表面的吸附量远比FDN的大, 但是拟合所得的Langmuir平衡常数K和吸附速率常数ka都比FDN的小, 这表明SL和MSSL在煤表面的吸附能力比FDN略差, 吸附速率较慢. 采用IR和XPS研究了煤表面分散剂吸附层的结果表明, 吸附了SL和MSSL的煤表面具有明显的“红移”现象, 并且SL和MSSL在煤表面的吸附层厚度分别为7.22和4.61 nm, 而FDN的吸附层厚度较小, 为2.11 nm. 分析认为, SL和MSSL在煤表面的吸附以氢键力为主, 吸附量较大, 吸附层较厚, 在煤表面呈多点式吸附; FDN主要以π电子极化吸附在煤表面呈卧式吸附, 吸附强度较大, 吸附层较薄.     

聚苯乙烯重氮盐的单组分逐层自组装研究

利用聚苯乙烯重氮盐(PS-DAS),通过单组分逐层自组装,得到了厚度可控的超薄膜.采用紫外可见光谱,椭偏仪,原子力显微镜等对自组装膜的增长和表面形貌进行了表征,并对其交联前后的性质进行了研究.结果表明,利用逐层自组装步骤可以制备膜厚均匀增长的PS-DAS膜.组装过程中的吹干步骤对自组装膜的增长起重要作用.在加热条件下,超薄膜可以发生交联反应,得到疏水的表面。     

聚电解质膜PDAC/PSS诱导CaCO3结晶的研究

以模拟软体动物珍珠层的周期性基质控制形成过程制备仿生层状复合材料. 将聚苯乙烯磺酸钠(PSS)与聚二烯二甲基氯化铵(PDAC)用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜, 用于诱导过饱和溶液中CaCO₃的结晶, 详细研究了膜紫外吸收随组装层数增加的线性变化. 扫描电镜和X射线衍射表征了晶体的形貌和结构. (PDAC/PSS)₁₅PDAC膜诱导获得的CaCO₃晶体为六面体结构, 晶体尺寸为30～40 μm; (PDAC/PSS)₁₅膜诱导CaCO₃结晶, 可以在膜表面获得形貌与珍珠层非常相似的CaCO₃晶体, 结晶10 h获得的晶片结构呈规则的六边形, 片尺寸约为10～20 μm. X射线衍射结果表明两种晶体的晶格结构与天然珍珠层差异明显, 说明静电作用为晶体形貌的主控因素之一, 但不是晶格结构的决定因素. 复合材料断面电镜照片表明其为层状结构.     

层状二氧化锰和2,2'-联吡啶铁自组装膜的制备和光电性能研究

采用静电吸附层-层自组装方法制备了层状二氧化锰/2,2'-联吡啶铁自组装膜材料,借助扫描电镜(SEM),紫外可见光谱(UV-Vis)和电化学工作站等测试手段对自组装膜的结构与性能进行了表征.结果表明,该自组装膜具有均匀的表面和紧密的层状结构,在可见光照射条件下该自组装膜电极的氧化还原电流明显增加了.层状二氧化锰/2,2'-联吡啶铁自组装膜电极,在可见光照射条件下光电降解有机染料罗丹明B(1×10-5mol/L)反应80min降解率达到了57%.     

阻抗滴定法测定3-巯基丙酸自组装膜的表面酸度

利用交流阻抗和循环伏安法研究了巯基丙酸自组装膜的组装过程及表面羧基的解离性质.研究表明,由于巯基丙酸的链长较短,自组装膜的组装过程表现为快吸附,然后表现为缓慢组装的过程.利用阻抗值随溶液pH的变化绘制出阻抗滴定曲线,得出了自组装膜表面巯基丙酸的表面酸度,研究了饱和吸附与不饱和吸附对表面酸度的影响.利用氢键作用和静电相互作用对实验结果进行了解释.     

Effect of dipping solution pH values on electrostatic layer-by-layer self-assembly of side-chain azo polyelectrolyte

The effect of pH value on the electrostatic layer-by-layer self-assembly and the photo-responsive behavior of Poly{2-[4-(4-ethoxyphenylazo)phenoxy]ethyl acrylate-co-acrylic acid} (PEAPE) was studied. Results show that in the studied pH value range, the lower the pH value is, the higher is the UV-vis absorbance and the larger is the thickness of the multilayer films. FTIR studies indicate that the azo polyelectrolyte exhibits a different ionization degree in solutions with different pH values. The higher absorbance and the larger thickness of the layer-by-layer films can be attributed to the low ionization degree and the shrinkage conformation of PEAPE in the solution with low pH values. FTIR analysis also confirms that the driving force for layer-by-layer self-assembly of PEAPE and PDAC is the electrostatic interaction. __________ Translated from Acta Polymerica Sinica, 2007, 5: 440–445 [译自: 高 分子学报]     

在非水介质中制备聚电解质静电吸附自组装膜

静电吸附自组装是近年来得到广泛研究和应用的一种制备超薄膜的方法,具有操作简单,膜厚可控等很多优点,已经被广泛应用于制备各种功能薄膜材料[1~4].通常情况下,聚电解质的静电吸附自组装都是在水中进行的.一方面,聚电解质在水中可以很容易的实现电离;另一方面,以水做介质可以避免有机溶剂的污染,尤其对模仿各种生物环境非常有利.所以自1991年Decher首先报道该方法以来,绝大多数的聚电解质静电吸附自组装是以水为介质.但是,以水做介质也常常会遇到一些困难,尤其对于疏水性(包括非水溶性)聚电解质来说.在当前研究的许多热点领域中如导电、发…     

光响应性偶氮聚电解质自组装研究

将3种侧链带有不同偶氮生色团的聚电解质,用逐层浸渍的方法使其组装成多层膜.利用原子力显微镜(AFM)研究了自组装膜的表面形貌以及随着组装层数增加的变化.详细研究了在紫外光的照射下,薄膜内偶氮生色团由反式到顺式构型的光响应转变,以及在暗室中由顺式回复到反式构型的回复特性.与自组装膜的光响应性和相应的旋涂膜进行比较发现,其中的PNAPE/PDAC自组装膜没有明显的光色效应,而PEAPE/PDAC,PPAPE/PDAC具有明显的光色效应.在暗室中,随生色团的结构不同和在不同的凝集态中,由顺式回复到反式构型的速率明显不同.     

碳纳米管/超支化重氮盐自组装膜的制备及性能研究

利用静电吸附自组装技术将酸化处理后的单壁碳纳米管(SWNTs)与超支化重氮盐(DAS)组装成多层膜.利用紫外光谱、椭偏仪、原子力显微镜、扫描电镜、拉曼光谱等对自组装膜的生长过程、膜厚增长、自组装膜表面形貌以及纳米管在膜中的存在状态等进行了检测,并利用纳米压痕仪测试了自组装膜的硬度和弹性模量.研究结果表明,SWNTs与DAS不仅发生了静电吸附,而且还发生了化学交联.同时碳纳米管均匀分散在自组装膜中.这两种因素的共同作用使得自组装膜表现出良好的纳米力学性能,硬度达到2.0GPa左右,弹性模量达到10.0GPa左右,而且可以从基底上剥离下来成为独立支撑膜.     

在N,N-二甲基甲酰胺/水混合溶剂中制备偶氮聚电解质自组装膜

利用静电吸附逐层自组装方法在有机溶剂N,N二甲基甲酰胺(DMF)和H2O的混合介质中制备非水溶性偶氮聚电解质自组装多层膜.研究了DMF和H2O的配比对自组装膜生长、结构与表面形态的影响.结果表明,DMFH2O的混合溶剂是非水溶性偶氮聚电解质自组装的理想介质,二者之间的配比对自组装膜的生长速度,膜的结构以及表面形态均有显著影响.随着混合溶液中DMF含量的升高,自组装膜的生长速度逐渐下降但线形生长关系越来越好,所得自组装膜中偶氮生色团的H聚集程度逐渐下降,而且自组装膜的表面越来越平整.     

浸泡法和旋涂法对偶氮聚电解质静电吸附自组装膜结构及性能的影响

利用浸泡和旋涂静电吸附自组装技术制备了含有偶氮生色团的聚电解质薄膜,比较了两种方法在自组装膜生长机理、膜结构以及膜光学性能方面的差异.利用紫外光谱和椭偏仪检测自组装膜的生长情况,利用原子力显微镜对膜表面结构进行了表征,并用偏振激光在膜表面进行了写光栅实验.结果表明,采用浸泡法和旋涂法都可以制备出表面光滑均匀的含偶氮生色团的聚电解质自组装膜.但是浸泡法自组装膜的生长速度要比旋涂法快.在自组装膜厚度较小的情况下,旋涂法得到的自组装膜可以写出明显的光栅而浸泡法不可以.随着自组装膜厚度的增加,两种方法得到的自组装膜都可以写出明显的光栅.这些结果说明浸泡法自组装膜内部聚电解质分子的层间穿插比较严重,而旋涂法自组装膜内分子穿插要弱得多.     

重氮树脂与牛血清白蛋白共价结合自组装膜及其表面细胞培养

细胞支架作为组织工程的组成部分为细胞生长提供了最佳微环境 ,并对细胞生长与功能进行控制 .由于细胞对支架表面的生物识别是细胞附着、生长和增殖的基本前提 ,所以对材料表面的功能化是一个重要的课题 [1,2 ] . Shoichet等 [3 ] 通过化学反应或等离子体处理的方法 ,将蛋白质引入到材料表面而使其功能化 .基片在两种带有相反电荷的聚电解质溶液中交替吸附 ,其表面形成致密有序的超薄自组装膜 ,这种层 -层自组装技术不仅制备方法简单 ,无需特殊的设备 ,而且对膜组成和厚度能随意调控 ,以水为介质 ,对环境友好 [4～ 6] ,无疑是一项重要的表…     

层层静电自组装构筑壳聚糖/磷钨酸复合膜的研究

将正电荷的壳聚糖与负电荷的磷钨酸溶液通过静电作用交替沉积在基底上组装复合多层膜。使用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)等手段对复合膜进行了表征。UV-Vis结果显示多层膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大，呈良好的线性关系，表明多层膜是均匀组装的；XPS和FTIR结果证实了壳聚糖和磷钨酸被组装到膜上，AFM图形显示膜表面有一定的粗糙度，CV结果说明多层膜保留了磷钨酸的电化学性质。     

Assembly of multilayer films from polyelectrolytes containing weak and strong acid moieties

Multilayer films were assembled from a copolymer containing both weakly and strongly charged pendant groups, poly(4-styrenesulfonic acid-co-maleic acid) (PSSMA), deposited in alternation with poly(allylamine hydrochloride) (PAH). The strongly charged groups (styrene sulfonate, SS) are expected to form electrostatic linkages (to enhance film stability), while the weakly charged groups (maleic acid, MA) can alter multilayer film properties because they are responsive to external pH changes. In this study, we varied several assembly conditions such as pH, SS/MA ratio in PSSMA, and the ionic strength of the polyelectrolyte solutions. The multilayer films were also treated by immersion into pH 2 and 11 solutions after assembly. Quartz crystal microgravimetry and UV-visible spectrophotometry showed that the thickness of PSSMA/PAH multilayers decreases with increasing assembly pH regardless of whether salt was present in the polyelectrolyte solutions. When no salt was added, the multilayers are thinner, smoother, and grow less regularly. Atomic force microscopy images indicate that the presence of salt in polyelectrolyte solutions results in rougher surface morphologies, and this effect is especially significant in multilayers assembled at pH 2 and pH 11. When both polyelectrolytes are adsorbed at conditions where they are highly charged, salt was necessary to promote regular multilayer growth. Fourier transform infrared spectroscopy studies show that the carboxylic acids in the multilayers are essentially ionized when assembled from different pHs in 0.5 M sodium chloride solutions, whereas some carboxylic acids remain protonated in the multilayers assembled from solutions with no added salt. This resulted in different pH stability regimes when the multilayers were exposed to different pH solutions, post assembly.