溶脹誘導層層自組裝多層膜的可逆性皺紋形貌.pdf

1、近年來,表面起皺引起了人們極大的研究興趣。通過表面皺紋的演變來揭示應力場與表面起皺的內在關系是當前研究的一個重點。本論文利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)彈性體和其表面構筑的高分子自組裝多層膜所形成的軟硬復合體系,首次研究了該體系在溶劑溶脹誘導下的皺紋演變。
　　首先,通過層層自組裝技術,利用聚丙烯酸(PAA)和聚乙二醇(PEG)二者的氫鍵驅動力的作用,在PDMS上形成氫鍵多層膜來構筑(PAA/PEG)n/PDMS雙層復合體系。加熱該

2、復合體系引起自組裝多層膜發(fā)生熱交聯,膜穩(wěn)定性得以提高。與此同時,熱誘導復合體系表面產生迷宮狀皺紋。其周期與自組裝膜厚呈線性關系。
　　隨后,考察熱處理后的復合體系在去離子水或酸溶液溶脹時的表面形貌變化。結果表明:隨著溶脹度的增加,其表面發(fā)生了一系列皺紋演變:從最初加熱形成的迷宮狀(a)演變到皺紋消失(b),然后到中間階段的六方點狀皺紋(c)和最后階段的垂直分段狀皺紋(d)。該溶劑誘導的皺紋也與組裝膜厚呈線性關系。重新加熱溶脹體系,

3、在去溶脹過程中,發(fā)現皺紋又發(fā)生d→b或d→b→a,或c→b→a或c→b的演變。在上述過程中,具體發(fā)生哪種演變是由重新加熱的溫度和重新加熱前的皺紋形貌決定。此處,系統(tǒng)探索了影響皺紋可逆性演變的因素,包括氫鍵膜膜厚、PDMS基底厚度、溶劑的pH值和氫鍵膜的附加層,并就其演變機理從體系溶脹/去溶脹引起的應力場角度進行了詳細的分析。所得結果表明:結合層層自組裝技術,在氫鍵膜上再引入一層附加功能層,來制備具有可自由調控的皺紋形貌微結構、性能及應用