杨曙光:层层组装纤维素醚和聚丙烯酸氢键薄膜的生长特性、pH响应性和吸湿性
发布人:张妮  发布时间:2019-05-30   

水溶性纤维素醚(CEs),如甲基纤维素(MC),羟乙基纤维素(HEC)和羟丙基纤维素(HPC),因其天然的,丰富的和可再生的来源,被广泛用于食品,化妆品,药品和医药。多项研究表明水溶性CE可与聚(羧酸)通过层层自组装(LbL)形成氢键聚合物薄膜,但不同CE的LbL膜组装过程的差异仍然是未知的,对其进行研究可以更好地理解LbL组装的潜在机制和聚合物的络合行为。在该项工作中,我们选用了具有三种不同侧链的纤维素醚(CE),即HEC,HPC和MC,分别与聚丙烯酸(PAA)层层组装制得氢键薄膜。用FT-IR表征膜的氢键络合,证明了取代基对氢键复合物络合的影响,其中以HPC/PAA间的氢键作用最强,MC/PAA居中,而HEC/PAA最弱。通过原位石英晶体微量天平(QCM)和光谱干涉仪监测氢键薄膜的生长行为。结果显示不同体系具有不同的生长速率,且体系对组装溶液的pH值的依赖性也有不同。具有最高氢键结合度的HPC/PAA体系显示出最快的生长速率,在前几个循环中薄膜呈指数生长,随后呈线性增长,而被认为具有最低的氢键结合度的HEC/PAA薄膜在整个制备过程中只显示出线性生长模式。 CE/PAA薄膜的生长对溶液pH表现出强烈的依赖性。当溶液pH高于其临界点值时,膜不能生长。由于CE和PAA的氢键能力不同,观察到膜形成和溶解的pH差异。此外,通过热处理可以提高膜的稳定性。一旦形成交联结构,即使将膜浸没在pH高于其溶解pH的溶液中也不溶解。交联后的CE/PAA薄膜还表现出良好的环境吸水能力,结合其pH 响应行为,此类氢键结合的CE/PAA薄膜在生物医学、环境监测和传感器方面展现出良好的应用前景。


论文全文链接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0144861719303388