聚乳酸膜仿生超疏水表面的构建及粘附力调控
文献类型：期刊论文
| 作者 | 高爱林 |
| 刊名 | 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
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| 出版日期 | 2017 |
| 页码 | 117 |
| 关键词 | Pla超疏水膜 立构复合晶 多级微纳结构 粘附力调控 相转化 |
| 产权排序 | 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) |
| 英文摘要 | 超疏水膜,因其表面对水超强的抗浸润性,近年来在自清洁、微流体系统和膜蒸馏、油/水分离等特殊分离过程等方面发挥独特作用。相较于其它制备方法,相分离法制备超疏水膜具有结构可控,重复性好,可大规模制备以及成本可控等优势。目前超疏水膜表面的构造多基于膜表面化学组成以及膜表面微纳结构两大因素。对于聚乳酸膜,在相转化过程中的膜表面结晶演变行为对于膜表面微纳结构、表面化学组成以及表面的疏水性具有重要影响。本论文以偏亲水性的聚乳酸(PLA)作为膜材料,系统研究了相转化过程中,聚乳酸的结晶对膜表面化学组成、微纳结构及形貌、疏水性、粘附力以及分离性能的影响规律。具体研究内容和结果如下:(1)基于立构复合晶构建具有“花瓣效应”的聚乳酸膜表面。研究了PLLA/PDLA的立构复合晶在相转化过程中的结构演变对膜表面微结构的影响。PLLA/PDLA立构复合晶从溶剂中沉析出时形成微球结构,所得膜的底表面生长出与玫瑰花瓣表面类似的微观结构,即微米级的球形结构,微球表面布满纳米级的褶皱或凹槽。这种具备多级微纳结构的粗糙表面表现出准超疏水性,且对水滴的粘附力极高。通过调整初生膜的厚度,可以改变微球结构的密度和间隙,对水滴粘附力在132μN~74μN之间。(2)含氟烯烃原位聚合调控聚乳酸膜表面形貌与粘附力。结果表明,将全氟癸烯(PFD)在PLLA/PDLA溶液中原位聚合,固化成膜时聚合后的PFD参与到相转化过程中,对同质晶和立构复合晶均起到一定程度的抑制作用,这使得膜表面的微纳结构从花蕾状的紧致微球演变为盛开的花朵状的疏松微球。膜的孔隙率、比表面积、平均粗糙度、接触角、滚动角和表面粘附力均随着PFD添加量的改变而变化。所得到的超疏水、低粘附力的聚乳酸膜可用于油溶性药物的缓释过程。(3)多臂聚乳酸协同构建表面孔洞结构的超疏水聚乳酸膜。为进一步理解添加剂对PLLA/PDLA结晶行为和膜微观形貌的作用规律,首先通过多元醇引发丙交酯开环聚合合成平均臂长分别为20、30、50的三臂和五臂聚乳酸,然后将不同臂数与臂长的六种多臂聚乳酸作为添加剂与PLLA/PDLA溶液混合。结果表明,多臂聚乳酸会抑制立构复合晶的结晶行为,促进α晶的生成率。α晶的晶粒结构为堆叠的片层,并集中在膜的下皮层端。堆叠的片层结构与支撑层连接稳定性差,易于被撕裂,使得支撑层指状孔暴露出来,最终得到表面分布有孔洞结构的超疏水聚乳酸膜。多臂聚乳酸的臂数和臂长会影响表面孔洞结构的大小和密度。(4)异丙醇协同相分离构建左旋聚乳酸膜超疏水表面。以非良溶剂异丙醇作为添加剂,与PLLA溶液共混。异丙醇易于挥发,破坏了铸膜液的相态平衡,导致部分PLLA先固化并成为晶核,固化过程中促进了PLLA分子链的结晶行为,固化后膜底表面布满微球结构,微球表面为纳米级针状结构,针状结构的顶部还有纳米级微球结构。这种结构与海胆的外观极为相似,所得PLLA膜表面表现出超疏水、超低粘附力的自清洁性能。通过以上四部分研究内容,提出了一系列可简便高效地制备超疏水聚乳酸膜的新方法,并对相转化过程中如何控制微纳结构形貌进而实现膜表面粘附力调控进行了系统研究。 |
| 公开日期 | 2018-12-04 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/16691]  |
| 专题 | 2017专题 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高爱林. 聚乳酸膜仿生超疏水表面的构建及粘附力调控[J]. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所),2017:117. |
| APA | 高爱林.(2017).聚乳酸膜仿生超疏水表面的构建及粘附力调控.中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所),117. |
| MLA | 高爱林."聚乳酸膜仿生超疏水表面的构建及粘附力调控".中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所) (2017):117. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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