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手性聚电解质逐层组装多层膜

作　者: 徐昆伦
导　师: 江秀明
学　校: 河南工业大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 逐层自组装聚(乙烯-alt-马来酸酐) R-1-4-甲氧基苯乙胺旋光多层膜
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

聚电解质层层自组装技术(layer-by-layer self-assembly,LbL SA),由于制备方法简单、成膜物质丰富、成膜不受基材大小、形状和种类的限制,且具有良好的稳定性、膜厚度和结构纳米范围内可控等优点,在药物缓释、传感器、固态基电池、微光电器件和膜分离等领域具有广泛的应用。本文以具有光学活性的聚电解质聚(乙烯-alt-马来酸)的R-1-4-甲氧基苯乙胺衍生物(PEMA-PMEA)和聚烯丙基胺盐酸盐(PAH)为材料,构筑具有光学活性的多层膜,研究组装条件对多层膜组装量的影响,并且对其增长模式进行探讨。该功能性多层膜的开发,对聚电解质多层膜的应用研究具有指导作用。本文首先利用聚(乙烯-alt-马来酸酐)与手性化物R-1-4-甲氧基苯乙胺间的酰胺化反应,合成具有光学活性的聚电解质聚(乙烯-alt-马来酸)的R-1-4-甲氧基苯乙胺衍生物( PEMA-PMEA)。通过控制反应条件,制备具有不同取代度的旋光聚电解质,利用紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱、荧光和圆二色光谱仪表征产物结构和性质。其次,通过PEMA-PMEA与PAH间的静电相互作用,利用逐层组装技术,在光学石英片上构筑聚电解质多层膜,利用UV-Vis、荧光和圆二色光谱仪跟踪测定多层膜组装量的变化,通过原子力显微镜(AFM)观察多层膜表面结构。同时考察组装条件对聚电解质多层膜组装量和性能的影响。最后,探讨聚电解质多层膜组装量增长的不同模式,并引入多层膜组装量变化的统一的数学方程式,用于说明多层膜生长模式差异的基本物理化学原因,利用模型参数q和m分析组装条件对膜组装量的影响,其中q和m分别代表指数和线性增长阶段多层膜生长速度。聚电解质浓度较低时(0.1mmol/L,0.2mmol/L,0.5mmol/L),PAH/PEMA-PMEA多层膜在225nm的吸光值与双层数之间成线性关系。聚电解质浓度较大时(1mmol/L,2mmol/L,5mmol/L,10mmol/L),PAH/PEMA-PMEA组装多层膜前几个双层在225nm的吸光值与双层数之间呈指数增长,随后转变成线性增长。参数q和m都随聚电解质的浓度增加而增加。在一定浓度范围内,随着组装溶液中添加NaCl浓度的增大,多层膜紫外吸收增强,参数q和m都随盐浓度增加而增大,表明盐浓度越高,膜的增长速度越快。组装溶液pH值在PAH的pKa附近时,多层膜回归参数参数q和m与随pH值增大而增大,表明组装溶液pH值对多层膜增长有一定影响。

手性聚电解质逐层组装多层膜

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