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静态法制备高度有序耐溶剂的Honeycomb薄膜

邓宇飞  
【摘要】:微米级多孔结构由于其特殊的结构特点,在生物学、传感器、催化剂以及光学元件等许多方面有着广泛的应用,受到人们越来越多的关注。Honeycomb薄膜作为一种微米级多孔结构薄膜,其制备方法具有快速、高效、廉价、简单等特点,因而受到研究者们的青睐。其形成过程属于动态非平衡过程,因此很多实验参数会影响最后的结果,例如有机溶剂的种类、聚合物的种类、聚合物溶液的浓度、环境湿度等。为了得到高度规整的多孔结构,两亲性嵌段聚合物是最常用来制备Honeycomb薄膜的聚合物种类,由于末端极性基团的存在,它能自发的在油水界面处聚集从而降低界面能,起到稳定水珠的作用。但嵌段聚合物中亲/疏水链段的比例对孔形态的影响往往受到人们的忽视。本文通过ATRP的方法合成了一系列亲/疏水链段比例不同的两亲性聚合物,并以这些聚合物作为基材讨论其在不同湿度、浓度、以及聚合物量下对孔形态的影响。最后通过在适当的时间点对薄膜进行光照交联制备具有耐溶剂的Honeycomb薄膜。本文通过场发射扫描电镜对所得到的Honeycomb薄膜进行表征,结果表明有机溶剂的选择对于成孔与否起到关键性的作用,而合适的湿度、聚合物溶液浓度、聚合物溶液量以及亲/疏水链段比是形成规整孔结构必要条件。湿度越大、聚合物溶液浓度越低、聚合物溶液量越多、聚合物亲水链段越长形成的规整多孔结构孔径越大。


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