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聚甲基丙烯酸缩水甘油酯光交联honeycomb膜的制备

郑凯敬  
【摘要】:Honeycomb膜是一种具有蜂窝状结构的微米尺寸均孔膜,以高湿度环境中沉积到挥发性聚合物溶液表面并规整排列的水滴作为模板制备得到。尽管成孔过程简单,但传统制备honeycomb膜的聚合物合成过程繁琐,所得到的honeycomb膜也存在耐溶剂性、耐热性差等问题,限制了其在苛刻环境中的应用。将多孔膜交联可以有效解决这一缺陷,光化学交联具有高效、易操作、污染小等优势近年来逐渐得到研究者关注。本文首次以甲基丙烯酸缩水甘油酯的均聚物(PGMA),利用静态呼吸图案法,制备出高度规整的honeycomb膜,并通过阳离子光固化对多孔膜实现了交联。1.通过热自由基溶液聚合制备了不同分子量的线性PGMA,利用静态呼吸图案法,通过调控成孔过程中多种实验参数,制备出高度规整的honeycomb膜,利用SEM和激光直射实验手段对所得多孔膜形貌及性质进行表征。结果表明,溶剂的种类对能否成孔起关键作用,在本实验中,以CH2Cl_2和CHCl_3按照70:30 (体积比)互混作溶剂可以制备规整多孔膜;分子量为15K,45K,100K左右的聚合物,在合适的溶液浓度范围内能有效稳定水滴而得到规整孔结构;在一定范围内,孔径随环境湿度增加而线性增长。2.上述制备的honeycomb膜表面带有大量可交联的环氧基团,通过阳离子引发剂溶液浸泡光照对多孔膜实现快速交联。通过SEM、AFM等对交联后多孔膜进行表征。结果表明,与未交联膜相比,交联后孔的结构保存完好,可以耐受CH2Cl2, CHCl3, THF,丙酮等有机溶剂长达一周,其耐热性提高了 125℃。3.交联后的多孔膜提供二氧化硅在表面生长的化学位点,将其作为模板,通过化学气相沉积法,得到孔径和壁厚可调的可独立支撑的无机二氧化硅的honeycomb膜,在光电领域有潜在应用。同时,分别以剥离前后的聚合物多孔膜作为模板,选择性制备了二氧化硅的微米碗和微米盘,在细胞培养及载体领域有潜在的应用价值。


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