PS均聚物及PS/PS-b-PEO共混物LB膜的形态结构

论文摘要

本文主要利用Langmuir膜天平技术和原子力显微镜（AFM）分别对聚苯乙烯（ h-PS ）及其与苯乙烯-氧化乙烯嵌段共聚物（ PS-b-PEO ,SEO19K）组成的共混物Langmuir单层的聚集行为和LB膜的形态结构进行了研究。对于h-PS体系,从π-A等温线,可以看出当铺展溶液体积一定时,随着溶液浓度的增大,表面崩溃压逐渐增大;铺展溶质质量一定时,溶液的浓度越大,等温线左移,溶液铺展的效果越差。LB膜的AFM高度图表明,一般情况下均聚物PS铺展在水面上本身就可以形成项链网络结构,随着溶液浓度以及沉积压力的增大,网络结构密度越大,胶束的粒径越大;但是当溶液浓度为0.1 mg/mL的时候,随着沉积压力的增大,LB膜形貌由面条状变成了孔状扁平薄膜。对于h-PS/SEO19K共混物体系,当铺展溶质质量一定时,随着h-PS含量的增大,表面胶束的数目增多,直径变小,其π-A等温线平台压力变低、平台区域变窄。当h-PS%的含量≥80 wt%时,平台消失,即随着h-PS含量的增大,该共混物单层等温线的形状越来越近似于h-PS的等温线;当h-PS含量一定时,随着溶液铺展体积的增大,等温线向左偏移,表面崩溃压逐渐增大。从AFM高度图可以看出:随着h-PS含量的增加,h-PS/SEO19K共混物的LB膜形态结构由散乱排列的圆形胶束向微相分离形态转变,当h-PS的含量为90%时,样品的LB膜呈现项链网络状结构。此外,共混方式对h-PS含量较低的样品单层的等温线影响不明显,而对h-PS含量高的样品单层等温线的影响比较明显;溶液的铺展顺序对LB膜的形态结构也具有一定的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 LB 膜技术概要
• 1.2 LB 膜的形成历史和发展背景
• 1.3 单分子膜的性质及聚集状态
• 1.3.1 单分子膜的性质
• 1.3.2 单分子膜的聚集状态
• 1.4 LB 膜的制备及表征
• 1.4.1 LB 膜沉积技术
• 1.4.2 LB 膜的表征技术
• 1.5 高分子LB 膜
• 1.5.1 均聚物LB 膜
• 1.5.2 嵌段共聚物LB 膜
• 1.5.3 共混高分子LB 膜
• 1.6 课题内容、目的及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 h-PS 的Langmuir 单层及其LB 膜的表征
• 2.2.1 溶液配制
• 2.2.2 h-PS 的 Langmuir 单层的表征
• 2.2.3 h-PS 的LB 膜制备及表征
• 2.3 h-PS/SE019K 的Langmuir 单层及其LB 膜的表征
• 2.3.1 溶液配制
• 2.3.2 h-PS/SE019K 的 Langmuir 单层性质及LB 膜的制备和表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 h-PS 的Langmuir 单层和LB 膜研究
• 3.1 滴加体积的影响
• 3.1.1 π-A 等温线
• 3.1.2 LB 膜形态结构
• 3.2 溶液浓度的影响
• 3.2.1 定体积研究
• 3.2.2 定质量研究
• 3.3 沉积压力对h-PS 的LB 膜表面形态的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 h-PS/SE019K 的Langmuir 单层和LB 膜研究
• 4.1 组成影响
• 4.1.1 π-A 等温线
• 4.1.2 滞后曲线
• 4.1.3 LB 膜的表面形态
• 4.2 滴加体积的影响
• 4.2.1 h-P540%/SE019K
• 4.2.2 h-PS80%/SE019K
• 4.3 共混方式的影响
• 4.3.1 π-A 等温线
• 4.3.2 滴加方式对h-PS80%/SE019K 的LB 膜形态结构的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢