MBA接枝聚丙烯微孔膜的亲水改性研究

运用表面吸附法使聚丙烯微孔膜表面覆盖上引发剂,然后浸入氮氮亚甲基双丙烯酰胺(MBA)水溶液在一定温度下进行接枝反应。研究了引发剂用量,单体浓度,反应时间与温度对接枝率的影响,并用红外、扫描电镜对聚丙烯膜接枝前后的微孔膜进行了表征。同时对膜的亲水性和水通量进行了测试,发现其亲水性能有了极大的提高,其中接枝改性后接触角与未接枝的相比降低了90°以上,吸水率最多提高了12%,但是水通量有所下降。还对改性微孔膜的抗污染性能进行了探究。     

PS-b-PAA嵌段共聚物修饰的智能表面的制备及其响应行为的研究

利用原子转移自由基聚合(ATRP), 再经水解后得到了嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA), 接枝到硅烷偶联剂γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷[γ-(2,3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane, GPS]修饰的Si表面得到了对溶剂具有响应性的智能表面, 并通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(¹H NMR)和原子力显微镜(AFM)等测试手段对产物进行了表征. 然后, 通过接触角测试研究了所得智能表面对不同溶剂的响应行为. 结果显示, PS-b-PAA接枝表面的润湿性与接枝共聚物的组成及表面处理的溶剂性质有关. 在相同的溶剂处理条件下, 共聚物中PS/PAA比值越小, 表面亲水性越大; 乙醇和碱性溶液处理后的表面呈亲水状态, 甲苯和酸性水溶液处理后的表面又切换到疏水状态, 同时其表面的酸碱响应行为具有非常稳定的可逆性.     

分子水平研究不同嵌段结构苯乙烯/丁二烯共聚物的表面结构

利用具有准单分子层灵敏度的和频振动光谱(SFG)、原子力显微镜(AFM)和接触角(CA)测定技术研究链结构和溶剂对苯乙烯(S)/丁二烯(B)嵌段共聚物表面准分子层化学结构形成的影响.结果表明,两嵌段共聚物SB比三嵌段共聚物SBS更有利于聚丁二烯(PB)组分在膜表面富集.利用PB的选择性溶剂环己烷做溶剂时,SB膜表面层完全由纯的PB组分组成,而SBS表面则是聚苯乙烯(PS)与PB二组分共存.利用PS的选择性溶剂甲苯做溶剂时,SB与SBS表面都是PS与PB二组分共存,其中SBS表面PS组分的含量更高.原因是由于溶剂影响嵌段共聚物分子在溶液中的构象从而影响溶剂挥发后聚合物表面结构的形成.     

聚丙烯微孔膜表面的等离子体接枝

通过氢气氛等离子体处理，在聚丙烯微孔膜表面接枝了聚丙烯酸，改善了膜表面的亲水性。接枝率与等离子体放电功率、放电时间和溶液浓度有关，微孔膜内外表面及不同位置接枝效率有差别。接枝后微也膜的表面孔径减少了。     

表面微图案化聚乳酸膜的制备及其细胞亲和性评价

利用溶剂-非溶剂法(SNS)制备表面具有微孔图案的聚乳酸(PLA)膜和聚苯乙烯(PS)膜,并以微孔PS膜为模板,构建表面具有微岛图案的PLA膜.以此为基础,对所制备的微图案表面对PLA膜亲/疏水性及成骨细胞粘附与增殖性能的影响进行研究.结果显示微图案的存在显著增强了PLA膜的表面疏水性(水接触角90°);成骨细胞在微图案表面具有良好的铺展性,其黏附数量明显高于光滑PLA膜,但细胞的生长曲线相对较平缓,显示微图案表面虽有利于细胞在PLA膜表面的粘附与铺展,但对促进细胞的增殖无贡献.     

表面接枝含氟苯乙烯共聚物的聚酯薄膜制备与表征

利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面接枝苯乙烯和4-氟苯乙烯的共聚物.研究不同反应时间和不同配比下接枝共聚物对聚酯薄膜表面组成、结构和性能的影响.通过傅利叶变换红外光谱仪(ATR/FTIR),X-射线光电子能谱仪(XPS),凝胶渗透色谱(GPC)和扫描电子显微镜(SEM)对接枝改性前后PET薄膜的表面组成,结构和形貌进行分析;利用接触角测试和表面能计算对比研究接枝改性前后PET薄膜的表面性能.结果表明反应时间和单体百分含量对接枝百分率及接触角有一定的影响,随着反应时间的增长,聚酯薄膜表面接枝百分率增大,接触角增加,表面自由能下降.     

热处理对超疏水性含氟丙烯酸酯共聚物膜表面性能的影响

以微乳液聚合法和溶液聚合法制备丙烯酸全氟烷基乙基酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物, 以1,1,2-三氟三氯乙烷为溶剂, 采用溶剂挥发成膜法直接制备出超疏水膜, 并研究120 ℃热处理对超疏水膜表面性能的影响. 对于用乳液聚合方法制备的超疏水膜, 随着热处理时间的延长, 滚动角表现出先逐渐增大直至完全不能滚动, 然后重新回复到极小滚动角的特殊变化过程, 而静态接触角只是略微减小, 完全不同于热处理对平滑的含氟聚合物表面接触角的影响. 扫描电镜结果显示, 聚合物膜表面形貌对应出现从微/纳复合粗糙结构到微孔粗化并重新形成微/纳复合多层粗糙结构的变化.     

聚酯薄膜表面接枝含硅氧烷共聚物及微生物黏附性研究

通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面接枝聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PET-g-PS-b-PDMS),制备具有强疏水性表面的聚酯薄膜.利用X-射线光电子能谱仪(XPS),傅里叶变换红外光谱仪(FTIR/ATR),场发射扫描电镜(FESEM)对改性前后聚酯薄膜的表面组成、结构和形貌进行分析与表征;利用接触角测试仪和微生物黏附实验对比研究接枝改性前后PET薄膜的润湿性和对微生物黏附性的影响.结果表明,随反应时间延长,聚酯薄膜表面接枝量增加,水接触角增大.当接枝聚合反应时间为12 h,接枝密度可达0.72 mg/cm2,接触角达到126°,薄膜表面细菌黏附量也随之降到最低.     

聚异丙基丙烯酰胺接枝聚丙烯膜表面接触角温敏性“黏滑”行为研究

固体表面尤其是温敏性表面的湿润行为对其实际应用具有重要的影响,本文报道了聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)接枝聚丙烯微孔膜表面水接触角的温敏性"黏滑"现象.扫描电镜被用于表征接枝膜表面的形貌变化,发现在PNIPAM的低临界共溶温度(LCST)以上膜表面接枝层突起较为明显.水接触角实验表明未改性聚丙烯膜表面的前进角和后退角行为正常,且随温度无明显变化,而PNIPAM接枝膜在LCST以上则出现了"黏滑"现象(stick-slip)."黏滑"行为产生的主要原因可能是在LCST以上PNIPAM链的收缩使得膜表面出现能垒,因而造成液滴三相线的"黏滑".     

超亲水聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备及性能

采用超声辅助接枝聚合技术, 将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面, 制备PVDF-g-GMA膜; 再利用氨基诱导环氧基团发生开环反应, 将苏氨酸(Thr)接枝到PVDF-g-GMA膜表面, 制备了具有两性离子结构表面的PVDF-g-GMA-Thr膜. 通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)、 接触角测试仪、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)和牛血清白蛋白(BSA)过滤实验等系统研究了改性前后PVDF膜表面的化学组成、 润湿性能、 表面形貌和抗污染性能. 研究结果表明, 随着PVDF-g-GMA接枝Thr反应时间的增加, PVDF-g-GMA-Thr膜的亲水性能明显提高, 接触角从90°降为0°, 呈现出超亲水性能. 同时PVDF-g-GMA-Thr膜的水通量明显提高, 当Thr诱导开环反应时间为12 h时, PVDF-g-GMA-Thr膜的水通量高达686 L/(m ²·h), 与PVDF原膜相比, 水通量提高了204.5%. 在BSA的过滤测试中, 与PVDF膜相比, PVDF-g-GMA-Thr膜呈现出良好的截留性能和抗污染性能, BSA截留率从42%提高到84%,水通量恢复率从53%提高到87%, 不可逆污染率从47%降到12%, 表明通过接枝Thr构筑两性离子结构表面可以有效减小膜污染.     

An amphiphilic graft copolymer as a surface-modifying additive for poly(methyl methacrylate)

An amphiphilic graft copolymer was prepared by transesterification of poly(2-ethylhexyl acrylate-co-methyl methacrylate) with poly(ethylene glycol) monomethyl ether (MPEG2000). The grafting reaction was performed in melt at 155°C. The purified graft copolymer was blended into poly(methyl methacrylate) in concentrations of 1.5-30 wt %, either by mixing in chloroform solution or by melt mixing by means of a twin-screw extruder or a Brabender blender. Films of the blends were prepared by solution casting onto glass plates or by hot pressing between polished Al plates. At concentrations up to 20% of the graft copolymer homogeneous blends were obtained. At higher concentrations the blends were heterogeneous, and side-chain crystallinity was detectable by DSC analysis. The surface properties of the films were studied by measurements of water contact angles. The surface accumulation of the graft copolymer was demonstrated as a large increase in the wetting angle hysteresis, and found to depend on the procedure for film preparation as well as the casting substrate. © 1995 John Wiley & Sons, Inc.     

EFFECTS OF SOLVENT TREATMENT ON SURFACE MORPHOLOGY AND COMPOSITION OF POLY(METHYL METHACRYLATE)-g-POLY(ETHYLENE OXIDE)

Surface morphology and composition of solution-cast films of poly(methyl methacrylate)-g-poly(ethylene oxide)(PMMA-g-PEO) were investigated by using XPS, DSC, SEM and contact angle measurement. The microphase separatedstructure of the copolymers was studied by TEM. Generally, for the same graft copolymer, the surface content of PEO orhydrophilicity can be as follows: Surface treated with petroleum ether or cyclohexane>surface untreated with solvent>surface treated with water or ethyl alcohol. Graft copolymer having longer PEO side chains and higher PEO content shows aseparated PEO phase with even a certain degree of crystallinity on the surface. PEO crystallinity was destroyed by water orethyl alcohol treatment, however, surface treatment with petroleum ether or cyclohexane favors the growth of PEO crystal.TEM shows that graft copolymers with longer PEO side chains (M_n of PEO, 3200) may readily undergo microphase separation and the shape and size of domains depend on the copolymer's composition.     

聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚氧乙烯共聚物溶液性质的研究

采用核磁共振 (NMR)、动态激光光散射 (DLS)、透射电子显微镜 (TEM )等方法研究了规整性聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚氧乙烯共聚物溶液性质 ,研究表明两亲接枝共聚物在选择性溶剂中可形成球状胶束 ,溶液的浓度、温度和聚合物结构等因素影响其胶束的大小、形态     

含氟丙烯酸酯共聚乳液及其膜表面特性的研究

以十二烷基硫酸钠 (SDS)和OP 10混合乳化剂 ,制备了甲基丙烯酸全氟辛基乙酯 (FMA8) 甲基丙烯酸丁酯 (BMA) 甲基丙烯酸 (MAA)共聚乳液 .通过DSC、FT IR、1 H NMR对共聚物的结构、组成进行了表征研究 .采用JZHY 180界面张力仪研究了共聚乳液膜表面的性质 ,结果表明 ,随着共聚物中全氟单体含量的增加 ,共聚物膜的表面能显著降低 ,当全氟单体的含量达到 2 5wt %时 ,其表面能降低到 19 74mJ m2 .X ray光电子能谱(XPS)对共聚物表面原子组成的分析结果表明 ,共聚物表面氟的含量远高于其平均含量 ,证明了含氟基团的趋表现象 .经退火处理 ,共聚物膜表面的氟含量增加 ,表面自由能降低     

聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性复合膜的制备及性能研究

以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、 4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,4,3',4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)为原料, 合成了聚酰胺酸硅氧烷嵌段共聚物. 将此嵌段共聚物和聚酰胺酸(s-BPDA/4,4'-ODA)共混, 通过控制制膜条件, 利用各组分在不同溶剂中的溶解度的差别, 使聚酰亚胺硅氧烷富集在膜的上表面. 因为两相在结构和性质上的相似性, 当聚酰胺酸硅氧烷和聚酰胺酸混合时, 具有很好的相容性, 消除了两相间的界面, 从而制备了优异的聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性的复合膜材料. 利用X射线光电子能谱(XPS)和水滴接触角对此复合膜进行了表征, 证明了此复合膜的两面异性, 并对此复合膜进行了热性能和机械性能研究, 发现此薄膜保持了聚酰亚胺优异的性能.     

Detection of free surface composition and molecular-level structural development of styrene(S)/butadiene(B) block copolymer films during a solution-to-film process

The surface chemical structure development in solution-cast styrene(S)/butadiene(B) block copolymer films as a function of solvent evaporation time was investigated using sum frequency generation vibrational spectroscopy(SFG).The surface structure formation of the styrene(S)/butadien(B) block copolymer(30 wt% PS) films during the solution-to-film process was found to be controlled mainly by dynamic factors,such as the mobility of the PB block in solution.For SB diblock copolymers,a pure PB surface layer was formed only when the film was cast by dilute toluene solution.With increasing concentration of casting solution,PB and PS components were found to coexist on the film surface,and the morphology of the PB component on the film surface changed from cylindrical rods to spheres.For SBS triblock copolymers,a small amount of PS component existed on the surface even if the film was cast by 1.0 wt% toluene solution.In addition,PS components at the outermost layer of the film increased and the length of PB cylindrical rods on the surface decreased with increasing concentration of casting solution.     

聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物的表面形态研究

采用原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)研究了聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PS-b-PDMS)薄膜的相形态.结果表明,当采用甲苯作为溶剂,旋转涂膜的薄膜样品呈现网络状的形态分布在表面,而样品所对应的透射电镜照片中,PDMS相作为球状分布在PS的连续相中.退火温度对共聚物表面形态有一定的影响,当退火温度高于PDMS的玻璃化温度,表面中PDMS相增多.PS-b-PDMS嵌段共聚物的表面形态随着所用溶剂的变化而有所不同,当采用甲苯作为溶剂时,样品的PS相形成凹坑分布在PDMS的相区之中,而采用环己烷作为溶剂时,PS相作为突起分布在PDMS相区之中.另外,基底对共聚物薄膜表面形态的有较大的影响,当采用硅晶片作为基底时,样品中的PDMS相和PS相呈现近似平行于表面的层状结构.     

聚苯乙烯大单体与丙烯酸酯接枝共聚物对聚苯乙烯表面的改性研究

研究了由大单体技术合成的侧链为聚苯乙烯、骨架由丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸羟乙酯/丙烯酸丁酯组成的接枝共聚物对聚苯乙烯的表面改性效果(试样浇注于玻璃纸上成膜)。发现仅添加0.5wt％的接枝共聚物就可完全改变聚苯乙烯膜两面的临界表面张力γ-c与表面能中的色散力部份γ_s~D,少量添加的接枝共聚物在改性聚苯乙烯膜的两面呈现出明显的表面富集现象。虽然两类接枝共聚物的极性有较大的差异,但改性聚苯乙烯成膜后的自由表面均显示出与聚丙烯酸丁酯相同的低表面能(γ_s~D=37×10~(-3)牛顿·米~(-1)),而添加三元接枝共聚物的改性膜与玻璃纸接触的表面却具有高于聚苯乙烯的表面能|(γ_s~D=54×10(-3)牛顿·米~(-1))。这种改性膜的两面具有不同的表面能是由于接枝共聚物中不同的组分在膜的两面富集所致,已通过ESCA的表面测试结果证实,并与按Gibbs吸附式的计算值相符。     

Wetting behavior of lightly sulfonated polystyrene ionomers on silica surfaces

The wetting/dewetting behavior of thin films of lightly sulfonated low molecular weight polystyrene (SPS) ionomers spin-coated onto silica surfaces were studied using atomic force microscopy (AFM), contact angle measurements, and electron microscopy. The effects of the sulfonation level, the choice of the cation, the solvent used to spin-coat the films, and the molecular weight of the ionomer were investigated. Small angle X-ray scattering was used to determine the bulk microstructure of the films. The addition of the sulfonate groups suppressed the dewetting behavior of the PS above its glass transition temperature, e.g. no dewetting occurred even after 240 h of annealing at 120 degrees C. Increasing the sulfonation level led to more homogeneous and smoother surfaces. The choice of the cation used affected the wetting properties, but not in a predictable manner. When tetrahydrofuran (THF) or a THF/methanol mixed solvent was used for spin-casting, a submicron-textured surface morphology was produced, which may be a consequence of spinodal decomposition of the film surface during casting. Upon annealing for long times, the particles coalesced into a coherent, nonwetted film.