响应型聚合物薄膜的制备及其浸润性研究-分析化学专业论文.docx

兰州大学2008硕士学位论文·摘要浸润性是固体表面的一个重要特征，它是由物质表面的化学组成和微观几何结构所共同决定的。应用外部响应性刺激对物质表面的化学组成或微观结构进行调节，从而实现对表面浸润性的智能控制越来越受到研究者的广泛关注。本文中，将具pH响应性的聚甲基丙烯酸．N，N．二甲氨基乙酯(PDMAEMA)、温度响应性的聚异丙基丙烯酰胺PNIPAm通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)的方式引入到平滑和具有规则结构的粗糙硅片表面，研究外部刺激对聚合物薄膜表面浸润性的影响及控制。制备了具有pH响应性的PDMAEMA聚合物膜，得到一种新型的pH响应型浸润性聚合物薄膜，实现了低pH值高亲水和高pH值时高疏水的可逆转变。有效补充了以往对基于pH响应聚合物的固体表面浸润性研究的不足，使该类基于pH响应聚合物的表面材料更好的应用于各个方面，如：微流体设备、可控分离系统、生物工艺学及其他生物材料等。制备了温度响应型PNIPAm聚合物薄膜，研究了溶剂效应(乙醇水溶液、二甲基亚砜DMSO水溶液)对该聚合物薄膜浸润性的影响。实验结果说明溶剂处理和表面粗糙度的综合作用可以使热响应型的PNIPAm薄膜在常温下产生疏水的倾向，为其脱离应用时对温度的依赖性，提供了理论依据，使其用途更加广泛。兰州大学2008硕士学位论文‘AbstractWettabilityisanimportantpropertyofsolidsurfacesthatgovernedbybothchemicalcompositionandsurfacetopographicstructure．Stimuli·responsivesurfacescanrespondtotheexternalstimuli，andhavebeenrealizedbyvariousmethods，whichplayanimportantrole in industrial applicationincludingchemicalsensors，microfluidicdevices，andsoon．And，itisattractedgreatinterestsoncontrollingthe wettabilitybyadjustingthechemicalcompositionorsurfacetopographicstructurewithexternalstimuli．Inthispaper’wepreparedpH-responsive poly(dimethylaminoethylmethacrylate)PDMAEMAthinfdmandtemperature··responsivepoly(N·-isopropylacrylamide)PNIPAmthinfilmbothontheflat androughsiliconsubstratesbythesurface-initiatedatomtransferradicalpolymerization(SI-ATRP)，andstudiedtheeffectandcontrolofexternalstimulusto polymerthinfilm．AnovelprI-responsivePDMAEMAtllinfilm，whosewettabilityisswitchingbetweenhighhydrophilicityatlowpHandhydrophobicityathighpH，wasfabricated．SuchsurfaceeffectivelysupplementstheresearchonthewettabilityofsolidsurfacesbasedonthepH-responsivepolymers，andwouldhaveapplicationsinmicrofluidicdevices，controllableseparationsystems，biotechnology，andotherbiomaterialapplications．Solventeffect(ethanol-watersolution，DMSO-watersolution)onthewettabilityofthePNIPAmthinfilmwasstudied．TheexperimentalresultsindicatedthatthehydrophobidtyofthePNIPAmthinfilmatambienttemperatureisthecombinedeffectofthesolventandsurfaceroughness．Thatprovidetheoreticalbasisforshakingoffrestrain