聚多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积中间层增强薄膜复合正渗透膜性能

以聚多巴胺/聚乙烯亚胺(PDA/PEI)共沉积于三醋酸纤维素(CTA)多孔支撑膜表面形成中间层,再结合界面聚合法获得聚酰胺薄膜,构建了PDA/PEI共沉积中间层改性薄膜复合(TFC)正渗透(FO)膜.通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱法、扫描电子显微镜、原子力显微镜、溶质截留法、水接触角仪等研究了PDA/PEI共沉积中间层对CTA膜和TFC膜的表面结构和性质的影响.研究结果表明,PDA/PEI共沉积使得CTA膜表面变得更为平滑,表面孔径减小至(30.0±4.1) nm,且表面孔径分布趋于均一.同时,在PDA/PEI共沉积改性CTA膜表面界面聚合得到的聚酰胺层呈现出更均匀的叶片状结构和优异的亲水性.基于此,具有PDA/PEI共沉积中间层的TFC正渗透膜显著提高了水通量(FO模式:(7.1±2.3) L/(m^2·h)),较空白TFC膜提升了57.6%.同时,中间层改性TFC膜具有更低的反向盐通量(FO模式:1.4±0.1 g/(m^2·h))和"净盐通量"(FO模式:(0.2±0.06) g/L),与空白TFC膜相比分别下降了83.9%和90.6%.说明PDA/PEI共沉积中间层不仅能有效提升TFC正渗透膜的水渗透性,而且大幅提升了膜的截盐性和渗透选择性.     

静电纺丝复合反渗透膜的改性制备与脱盐性能

利用静电纺丝技术在无纺布上制备PET纳米纤维膜, 并用交联壳聚糖对其进行改性得到壳聚糖改性纳米纤维复合膜. 以间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为单体, 采用界面聚合法在壳聚糖改性纳米纤维复合膜的表面制备聚酰胺分离层, 得到新型静电纺丝纳米纤维基复合反渗透膜. 新型复合反渗透膜具有典型的聚酰胺复合反渗透膜的表面脊-谷结构. 从膜的表面形貌、 亲水性、 分离性能等3个方面对水相MPD溶液中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的含量对膜结构和性能的影响进行了系统研究. 结果表明, SDBS的含量对膜形态结构的均匀性和亲水性有一定影响, 且随着SDBS含量的增加, 膜的脱盐率先增大后减小, 而通量小幅度上升后, 先减小后增大, 呈现规律性变化.     

交联型聚乙烯亚胺智能基因载体的制备及PEG化影响

使用胱胺双丙烯酰胺(CBA)对低分子量聚乙烯亚胺(PEI)进行交联反应制备智能降解型聚阳离子基因载体.通过与聚乙二醇(PEG)反应得到不同程度PEG化的聚阳离子载体.利用核磁、黏度测试、粒度仪、zeta电位仪和凝胶电泳对聚阳离子载体及其与DNA的复合物进行了表征.研究表明随着PEG含量的增加,聚阳离子载体/DNA复合物颗粒粒径变小、表面正电荷降低,PEG具有明显的屏蔽作用,但过多的PEG也使载体与DNA复合能力下降.通过MTT细胞毒性测试和荧光素酶质粒转染实验得出,含二硫键的交联型阳离子聚合物在测试范围内显示了非常低的细胞毒性,最佳转染效率是PEI25k的4倍,PEG化后其细胞毒性得到进一步改善,转染效率却明显降低.     

聚乙烯亚胺表面改性硅藻土及其对苯酚吸附特性的研究

使用紫外吸收光度法研究了硅藻土对聚乙烯亚胺(PEI)的等温吸附;采用浸渍法,用PEI对硅藻土进行了表面改性;使用4-氨基安替比林光度法研究了经PEI表面改性的硅藻土对苯酚的捕集行为.研究结果表明,凭借强烈的静电相互作用,表面带负电荷的硅藻土粉体对阳离子性大分子PEI具有很强的吸附能力,等温吸附满足Freundlich吸附方程;经PEI表面改性后,硅藻土粉体表面的电性发生了根本性改变,且等电点由pH=2.0移至pH=10.5;在中性溶液中,改性粉体通过氢键作用与静电相互作用的协同,对水溶液中的苯酚会产生很强的捕集作用,饱和吸附量可达92 mg/g;在酸性溶液中改性粉体通过氢键相互作用,对水溶液中的苯酚产生一定的吸附作用,但由于PEI分子链高度的质子化,氮原子对苯酚的氢键相互作用很弱,吸附量很低.     

pH响应性表面对蛋白质吸附的调控

通过表面引发原子转移自由基聚合在固定了引发剂的硅表面接枝了聚甲基丙烯酸叔丁酯(PtBMA),而后通过水解得到聚甲基丙烯酸(PMAA)聚合物刷.通过X射线光电子能谱、椭圆偏振仪和水接触角测试证明了接枝改性的成功.研究发现PMAA改性表面的浸润性和对蛋白质的吸附行为都具有一定的pH响应性.在较低pH值时改性表面相对疏水,随...     

氧化石墨烯/聚电解质层层自组装制备单价离子选择性膜

采用层层自组装法在改性聚丙烯腈(PAN)膜表面交替沉积聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸-氧化石墨烯(PAA-GO)混合液,制得了单价离子选择性复合膜。X射线衍射(XRD)测试结果表明成功合成了氧化石墨烯(GO)并在复合膜中均匀分散。扫描电镜(SEM)观察结果证实了多层聚电解质PEI/PAA-GO成功地组装在基膜上,并用紫外-可见(UV-Vis)光谱进一步证实了组装过程的均匀性和连续性。接触角和性能测试表明加入GO后,复合膜的亲水性和单价阳离子的选择性明显增大。这种高通量、高选择性的防污复合膜在分离和水的软化方面有很好的应用前景。     

PEI/PAA/APP三组分膨胀组装涂层阻燃改性苎麻织物

利用聚乙烯亚胺(PEI)的正电荷性及聚磷酸铵(APP)和聚丙烯酸(PAA)的负电荷性,通过层层组装技术在柔顺多孔的苎麻织物表面交替构筑了(PEI/PAA/PEI/APP)n膨胀型阻燃涂层,并对处理前后的苎麻织物的热稳定性和阻燃性等性质进行了表征.热失重分析(TGA)、微型量热仪(MCC)以及垂直燃烧测试(VFT)结果表明,阻燃处理后织物的热稳定性和阻燃性显著提高.同时与(PEI/APP)n试样相比,引入不同浓度的第3组分PAA在组装层数较少时通过增加PEI的电荷密度等作用可有效增加吸附量从而使上述性能有所提高,层数较高时由于APP和PAA的同性电荷紊乱,阻燃性的提升受到限制.     

有机硅改性硼酚醛树脂的研制

通过Williamson醚合成、Claisen重排及硅氢化反应得到邻羟基苯丙基硅油(Si-phenol),将其与苯酚混合,采用硼酸酯法合成有机硅改性硼酚醛树脂(SBPF).利用1H NMR和FTIR技术对其结构进行分析,采用热重分析(TGA)、剪切测试、拉伸测试以及冲击测试等手段对其耐热能和力学性能进行表征.考察了Si-phenol的含量对树脂各项性能的影响,并研究其作用机理.结果表明,合成的有机硅改性硼酚醛树脂具有良好的耐热性,适量硅氧烷链段的引入可以改善树脂的黏接性能,提高其力学强度.     

基于NaA分子筛的聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜改性研究

将多元胺N,N-二甲基间苯二胺(DMMPD)与4-甲基间苯二胺(MMPD)进行组合,通过二次界面聚合法与多元酰氯5-氧甲酰氯异酞酰氯(CFIC)反应得到一种耐氧化的聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜(MMPD-CFIC@CFIC-DMMPD),该膜具有较好的耐氧化性能.之后,在有机相中掺杂NaA分子筛,制得改性的聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜(MMPD-CFIC/NaA@CFIC-DMMPD).采用傅立叶衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析了膜活性分离层的化学组成和结构,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及透射电镜(TEM)观察膜的表面、断面形貌,同时分析了膜的分离性能、耐氯性能与抗有机污染性能.结果表明,NaA分子筛的引入使聚酰亚胺-氨酯反渗透膜的水通量提升,且抗有机污染能力增强,但对膜的耐氧化性能影响不大.     

四磺化酞菁氧钒自组装膜的三阶非线性光学性能研究

为提高金属酞菁膜的三阶非线性光学性质,采用静电自组装技术制备出了包含阴离子四磺化酞菁氧钒(VOTsPc)和阳离子聚乙烯亚胺(PEI)交替层的复合薄膜.通过紫外-可见光谱仪表征了VOTsPc/PEI交替多层组装体的组装过程,结果表明组装过程为有规律的连续吸收过程.利用原子力显微镜技术研究了VOTsPc/PEI薄膜的表面形貌,结果表明膜表面是光滑的、均匀的;膜表面紧密堆积了纳米级颗粒,平均粒径为75 nm,平均表面粗糙度为4.406 nm.使用调Q倍频ns/ps Nd∶YAG脉冲激光系统,在输出激光波长为532 nm,脉冲宽度为4 ns条件下,通过Z-扫描测试研究了组装膜的三阶非线性光学性质.通过对实验数据的模拟和计算,30-双层VOTsPc/PEI膜的非线性极化率n2和非线性吸收系数β值分别为4.87×10-6esu和1.2×10-5m/W,三阶非线性极化率χ(3)值为1.57×10-6esu.VOTsPc/PEI膜显示出较强的非线性反饱和吸收性能,具有广阔的应用前景.     

PEI基因载体靶向遮蔽体系的制备和表征

将RGD短肽接枝到聚谷氨酸(PGA)上,制备了一种靶向性的基因载体遮蔽材料PGA-RGD.通过凝胶电泳实验及体外转染实验证明得出RGD的引入增加了载体材料与细胞表面受体的特异性作用,在载体表面正电荷得到遮蔽的同时,转染效率还得到了一定程度的增加.同时,对转染了48h的三元复合物进行MTT细胞毒性测试表明,PGA遮蔽的基因载体体系(PGA/PEI/DNA)和PGA-RGD遮蔽的基因载体体系(PGA-RGD/PEI/DNA)的细胞毒性均低于PEI/DNA复合物体系.本文开发的基因载体改性方法不仅可以对复合物颗粒表面的正电荷进行遮蔽,从而降低复合物体系对非目标组织的非特性异作用;同时引入的RGD靶向短肽还可以提高载体的靶向性,这一改性策略对推动阳离子聚合物基因载体在体内的应用具有重要意义.     

新型抑菌Cu2+固载超滤膜的制备及性能表征

将聚乙烯亚胺(PEI)通过静电作用自组装于聚丙烯腈(PAN)多孔基膜表面,形成高分子聚电解质层;进一步通过浸泡法和动态电沉积法,将Cu2+固载于高分子聚电解质层上,制备出新型Cu2+固载超滤膜.研究结果表明,Cu2+固载超滤膜的PEI层和Cu2+均具有较高稳定性;该分离膜对腐植酸的截留率高达99.0%,且具有优良的抑菌性能,抑菌率高达85.7%.此外,相对于静态浸泡法,动态电沉积法是一种更有效的Cu2+固载手段,不仅大幅缩短了固载时间,还显著提高了Cu2+固载率.     

邻苯二酚-四乙烯五胺改性超高分子量聚乙烯纤维

应用Cat-TEPA改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,在难黏附的纤维表面形成均匀涂层.采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、示差扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和静态接触角测试等手段对其结构和性能进行了表征,并通过单丝拔出实验研究改性前后纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度(IFSS),探索了反应物配比、反应时间对表面性能的影响,并确定最佳改性条件.结果表明Cat-TEPA共沉积改性未影响纤维的结晶和热稳定性,改性后纤维表面浸润性得到改善,且适当增加反应时间和TEPA含量能够提高纤维和树脂之间的IFSS,当Cat-TEPA摩尔比为1:4,反应时间为24 h时效果最佳,与未改性纤维相比,界面剪切强度提升约44%.     

铝合金表面原位自组装超疏水膜层的制备及耐蚀性能

采用阳极氧化法在铝合金表面原位构造粗糙结构, 经表面自组装硅氧烷后得到超疏水自清洁表面, 与水滴的接触角最大可达157.5°±2.0°, 接触角滞后小于3°. 通过傅立叶变换红外(FT-IR)光谱分析仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)和接触角测试对阳极氧化电流密度、硅氧烷溶液中水的含量和自组装时间等参数进行了分析, 并得到制备超疏水自清洁表面的最优工艺参数. FE-SEM及AFM的测试结果表明, 由自组装硅氧烷膜层的无序性形成的纳米结构和阳极氧化构造的微米级粗糙结构与硅氧烷膜层的低表面能的协同作用构成了稳定的超疏水表面. 电化学测试(动电位极化)的结果表明, 原位自组装超疏水膜层极大地提高了铝合金的耐蚀性.     

Fe_3O_4/PEI/GO复合材料的制备及其吸附效果研究

以氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺(PEI)为反应物,采用共混法制备PEI/GO,然后将Fe_3O_4纳米颗粒分散沉积到PEI/GO表面,得到了复合材料Fe_3O_4/PEI/GO。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对该材料进行表征,并研究了其对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明,PEI与GO的羧基反应生成了酰胺键,Fe_3O_4成功沉积在GO表面,GO层状结构的规整性被破坏。Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型能更好地拟合Cu~(2+)在Fe_3O_4/PEI/GO表面的吸附过程,说明该吸附主要受化学作用控制,可能是Fe_3O_4/PEI/GO表面的胺基、羧基、羟基等活性基团与Cu~(2+)发生了离子交换或络合反应所致。     

基因载体材料聚乙烯亚胺与磷脂酰胆碱脂质体的相互作用对膜结构的影响

采用动态光散射、荧光光谱、zeta电位测定和等温滴定量热技术分析了分子量分别为25000,10000和1800的聚乙烯亚胺(PEI)与二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)脂质体的相互作用及其对脂质体膜内环境极性和膜通透性的影响.结果表明,PEI通过氨基与DOPC的磷脂基团和胆碱基团产生氢键或范德华作用,从而与脂质体结合形成复合物;低浓度PEI(0.075 mg/mL)导致DOPC脂质体的聚集和表面电位的增加,但未引起脂质体膜融合和表面电位反转;进一步增加PEI的浓度对脂质体表面电位的影响很小,而结合在表面的PEI分子链之间的排斥作用阻碍了脂质体聚集.PEI分子与DOPC脂质体的结合降低了脂质分子碳氢链的堆积密度和脂质体膜内环境的疏水性,从而增强了钙黄绿素和槲皮素在脂质体膜中的通透性.PEI与DOPC脂质体的相互作用具有明显的分子尺寸效应,增大PEI的分子量可以增强与脂质体的相互作用及对脂质体膜结构的影响.     

十六烷基膦酸表面修饰纳米镍粉及其复合材料的制备和性能

以十六烷基膦酸作为修饰剂, 对纳米镍粉进行表面改性处理, 通过溶液共混的方法制备改性镍粉与聚丙烯的聚合物基复合材料. 利用X射线光电子能谱(XPS)、 X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)等测试手段研究改性镍粉的表面形态; 利用扫描电子显微镜(SEM)研究复合材料断面形貌; 利用介电频谱分析系统对复合材料的介电常数和介电损耗等进行了测试. 结果表明, 纳米镍粉表面形成厚度为2~4 nm的十六烷基膦酸包覆层, 使纳米镍粉由亲水性变为亲油性; 聚丙烯基复合材料中, 改性镍粉均匀分散; 复合材料的介电常数在镍填充量为40%时, 可以达到纯聚丙烯的近10倍.     

表面化学接枝改性阻燃棉织物的制备与性能

采用高碘酸钠对棉织物表面进行选择性氧化生成醛基,选取乙二胺与醛基反应,通过膦氢化加成反应将阻燃剂亚磷酸二甲酯接枝到棉织物表面,最后通过三羟甲基三聚氰胺对棉织物表面进行接枝改性,制备了含三羟甲基三聚氰胺/乙二胺/亚磷酸二甲酯阻燃棉织物.通过傅里叶红外光谱（FTIR）对改性后棉织物的结构进行了表征,通过极限氧指数（LOI）测试研究了其阻燃性能,通过锥形量热测试研究了其燃烧行为,通过在40℃皂水中洗涤10次考察了其耐水性能,通过扫描电子显微镜测试了其表面及燃烧后炭层的形貌.研究结果表明,经表面改性后,棉织物的LOI值由（19.5±1.0）%提高到了（43.1±1.0）%,经耐水洗测试后,LOI值仅下降至（42.6±1.0）%,保持了非常好的阻燃性能,表明通过表面接枝方法制备的三羟甲基三聚氰胺/乙二胺/亚磷酸二甲酯阻燃棉织物具有非常好的耐水洗性能.表面阻燃改性提高了棉织物在燃烧过程中的成炭性能,形成的连续膨胀的炭层较好地保护了内部织物,抑制了织物的降解和燃烧,从而提高了棉织物的阻燃性能.     

聚苯丙氨酸修饰低分子量聚乙烯亚胺制备高效基因载体

分别制备了以支化小分子量聚乙烯亚胺(PEI-1.8k)为引发剂,引发苯丙氨酸-NCA开环聚合得到聚乙烯亚胺-聚苯丙氨酸(PEI1.8k-g-PPhe)以及聚乙烯亚胺接枝苯丙氨酸单体(PEI1.8k-g-Phe)的系列基因载体材料.利用核磁、粒度、zeta电位仪、荧光光度计、流式细胞仪以及激光共聚焦显微镜对PEI1.8k-g-PPhe,PEI1.8k-g-Phe以及PEI1.8k-g-PPhe/DNA和PEI1.8k-g-Phe/DNA复合物颗粒进行了系统的表征.研究结果表明,最佳转染条件下,PEI1.8k-g-PPhe10/DNA复合物颗粒的粒径约为150 nm,表面电位约为16 m V.在人源宫颈癌(He La)和人源乳腺癌(MCF-7)2种细胞系中均具有较高的基因转染效率,且最佳转染效率可达到PEI-25k的12倍.MTT细胞毒性实验分别比较了PEI1.8k-g-PPhe和PEI1.8k-g-Phe对He La细胞毒性的大小.从实验结果可见,苯丙氨酸引入的方式及数量决定着其细胞毒性的大小.PEI1.8k-g-PPhe和PEI1.8k-g-Phe都具有较低的细胞毒性(材料在较高浓度1 mg/m L时的细胞存活率大于70%).内吞实验结果表明,PEI1.8k-g-PPhe由于接入了具有规则聚合链的聚苯丙氨酸,而易于被He La细胞内吞.PEI1.8k-g-PPhe10/DNA复合物颗粒相比于PEI-25k/DNA,PEI-1.8k/DNA和PEI1.8k-g-PPhe/DNA具有更高的细胞内吞效率.     

改性可膨胀石墨的制备及在硬质聚氨酯泡沫中的阻燃性能

采用表面接枝硅烷偶联剂法将硼酸负载在可膨胀石墨(EG)表面制得了改性EG(MEG), 并考察了MEG在硬质聚氨酯泡沫(RPUF)中的阻燃性能. 利用扫描电子显微镜、 X射线光电子能谱、 傅里叶变换红外光谱、 膨胀试验及热失重分析对MEG进行了形貌、 元素组成及结构性能表征, 通过热失重分析、 极限氧指数(LOI)及锥形量热仪考察了RPUF/MEG的热稳定性及燃烧性能. 结果表明, 硼硅化合物作为硅硼陶瓷前驱体已负载在EG表面; MEG及RPUF/MEG体系膨胀炭层更为致密, 800 ℃时的残余量分别较EG和RPUF/EG提高了8.7%和3.7%; RPUF/MEG体系的LOI较RPUF/EG有所提高, 热释放速率峰值降低了10%, 产烟速率及CO生成速率均显著降低. RPUF/MEG阻燃性能的提高与MEG负载的硅硼陶瓷前驱体促进了阻燃RPUF各组分间的相互作用及增强了炭层的阻隔性有关.