溶脹引起的氫鍵層層自組裝膜表面褶皺現(xiàn)象和自愈合現(xiàn)象的研究.pdf

1、水凝膠生物材料在生產(chǎn)和生活各領域中都有著廣泛的應用，部分凝膠材料的應用需要基底的支撐和支持。粘附在基底上的水凝膠薄膜只能在垂直于基底的方向上發(fā)生溶脹，從而在水凝膠上產(chǎn)生了壓應力。當壓應力足夠大，超過了形成褶皺的臨界壓應力時，水凝膠薄膜平滑的表面就會發(fā)生形變，產(chǎn)生各種類型的褶皺。褶皺的形成對于一些材料的應用和使用壽命會產(chǎn)生不利的影響。近些年來氫鍵層層自組裝的方法受到了廣泛的關注，很多薄膜可以通過該方法制備。這些自組裝薄膜被應用在生產(chǎn)生活的

2、很多領域，例如:鹽分離、藥物負載、生物傳感器等。氫鍵層層自組裝薄膜也是一種水凝膠。在應用的過程中，氫鍵層層自組裝薄膜經(jīng)常會粘附在硬質(zhì)基底上，若發(fā)生很大程度的溶脹，也會形成褶皺，影響到薄膜的性能和使用壽命。因此對氫鍵層層自組裝薄膜的褶皺產(chǎn)生和消除研究有著重要的意義。
　　本論文利用氫鍵層層自組裝的方法制備了PVPON(聚乙烯基吡咯烷酮)/PAA(聚丙烯酸)薄膜，并以之為模型研究了氫鍵層層自組裝薄膜的褶皺形成和消除機理。
　　像

3、其他被基底限制的水凝膠膜一樣，將PVPON/PAA薄膜浸沒在水乙醇混合溶劑中當溶脹率足夠大時，薄膜也會發(fā)生形變，產(chǎn)生褶皺。本研究發(fā)現(xiàn)混合溶劑中乙醇的含量、溶劑的pH均會影響薄膜的溶脹率。開始隨著混合溶劑中乙醇組分的增加，薄膜的溶脹率隨之增加;當乙醇含量增至60％時，薄膜的溶脹率達到最大值;當繼續(xù)增加溶劑中乙醇含量時，薄膜的溶脹率隨乙醇的增加開始降低?？刂迫軇┲幸掖嫉暮亢愣ㄖ桓淖?nèi)軇┑膒H，薄膜的溶脹率會隨著混合溶劑pH的增加而增大。因

4、此可以通過控制混合溶劑的pH或乙醇組分的含量，來控制褶皺的形成。進一步的研究發(fā)現(xiàn)PVPON/PAA薄膜褶皺的形成是一個成核-生長的過程。與其他水凝膠薄膜不同的是，本體系中PVPON/PAA薄膜產(chǎn)生褶皺所需的臨界溶脹率會隨著膜厚的增加而增大。更重要的是在PVPON/PAA薄膜表面形成的褶皺能夠隨著時間的推移無需額外處理而自行愈合。PVPON/PAA薄膜是通過氫鍵動態(tài)交聯(lián)的高分子網(wǎng)絡，所以它可以通過鏈段的運動將溶脹引起的壓應力釋放掉。本工作