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高分子学报 2022年第12期53卷 1445-1458页

作者：陶永鑫陈蕾蕾刘一寰胡欣朱宁郭凯南京工业大学生物与制药工程学院材料化学工程国家重点实验室南京211800 南京工业大学材料科学与工程学院南京211800

嵌段共聚物的合成及其应用是高分子科学领域的研究热点.近年来,国内外学者设计了一系列新型含硅嵌段共聚物,具有较高的Flory-Huggins相互作用参数,在自组装制备亚5 nm特征图案方面取得了重大突破,有望应用于下一代半导体制造.本文总结... 详细信息

嵌段共聚物的合成及其应用是高分子科学领域的研究热点.近年来,国内外学者设计了一系列新型含硅嵌段共聚物,具有较高的Flory-Huggins相互作用参数,在自组装制备亚5 nm特征图案方面取得了重大突破,有望应用于下一代半导体制造.本文总结了聚二甲基硅氧烷基、聚含硅苯乙烯基和聚倍半硅氧烷基3种类型含硅嵌段共聚物的合成,讨论了在本体和薄膜自组装纳米图案化方面的研究进展,对相关领域存在的挑战与机遇进行了展望.

关键词：含硅嵌段共聚物自组装纳米光刻亚5nm Flory-Huggins 相互作用参数

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基于含硅嵌段共聚物的抗淤积纳米复合涂层的制备及性能研究

基于含硅嵌段共聚物的抗淤积纳米复合涂层的制备及性能研究

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中国化学会2017全国高分子学术论文报告会

作者：董丽杰冯锐陆志伟陈顺武汉理工大学

本文采用活性阴离子聚合合成了低表面能的具有微相分离结构的聚苯乙烯-b-聚(二甲基硅氧烷-stat-甲基乙烯基硅氧烷)(PSDV)嵌段共聚物,以此嵌段共聚物为基体与不同类型的纳米材料复合制备了一系列纳米复合涂层,研究了各涂层的微观结构及... 详细信息

本文采用活性阴离子聚合合成了低表面能的具有微相分离结构的聚苯乙烯-b-聚(二甲基硅氧烷-stat-甲基乙烯基硅氧烷)(PSDV)嵌段共聚物,以此嵌段共聚物为基体与不同类型的纳米材料复合制备了一系列纳米复合涂层,研究了各涂层的微观结构及抗淤积性能。研究发现,PSDV与吸附有辣椒素的钴铁氧体/明胶(FeCap)纳米微球复合制备的涂层能够有效抑制舟形藻的粘附,使舟形藻附着量低至18.4 cells/mm;当PSDV中添加有四氧化三铁载银(FeO@Ag)纳米粒子或者聚乙烯醇包覆的铁酸铜(CuFeO/PVA)纳米粒子时,复合涂层具有优异的抗蛋白吸附性能,在24小时的抗蛋白吸附效果分别为87.5%和82.4%,三次重复使用后各涂层的抗蛋白效果保持率分别为87.9%和92%。这种基于含硅嵌段共聚物与磁性纳米粒子的复合涂层在海洋防污以及抗细菌粘附等领域具有广阔的应用前景。

关键词：含硅嵌段共聚物抗淤积复合涂层纳米材料

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基于蒸汽诱导相分离调控纤维表面糙化及涤纶织物浸润性研究

基于蒸汽诱导相分离调控纤维表面糙化及涤纶织物浸润性研究

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作者：赵漫漫苏州大学

学位级别：硕士

纺织品由于具有柔软、舒适、透气以及对人体皮肤无刺激等性能,自古以来便与人类生活密不可分。随着生活水平的提高,具有多功能、高附加值的纺织品日益受到消费者们青睐,其中多功能超疏水纺织品便是一个典型。在众多的纺织品原材料中,具... 详细信息

纺织品由于具有柔软、舒适、透气以及对人体皮肤无刺激等性能,自古以来便与人类生活密不可分。随着生活水平的提高,具有多功能、高附加值的纺织品日益受到消费者们青睐,其中多功能超疏水纺织品便是一个典型。在众多的纺织品原材料中,具有优异的初始弹性模量、抗皱性、尺寸稳定性、吸湿快干性以及耐洗性的涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET)被广泛用作为超疏水整理基底。目前,对涤纶织物的超疏水整理已经取得了一定的进展,但仍然存在许多亟待解决的问题,比如整理耐久性差、原料成本高、制备工艺复杂以及功能单一等。本研究合成无氟有机硅嵌段共聚物并对涤纶织物进行超疏水整理,使用简单、快速、环保的蒸汽诱导相分离方法,由嵌段共聚物在纤维表面形成微物理结构,由聚合物低表面能与表面粗糙结构共同提供超疏水功能。本研究丰富了蒸汽诱导相分离工艺在纺织品整理领域的应用理论和实践基础,为改善超疏水涤纶织物耐久性差的问题提供了新思路。主要研究内容包括以下三个方面:(1)利用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)法合成了三种不同含PDMS的嵌段共聚物(PS-b-PDMS)并用于整理织物:通过FT-IR和1H-NMR确定了目标产物的化学结构;通过GPC表征了不同端羧基聚苯乙烯的分子量及分子量分布,进一步证明了聚合的成功以及可控性。随后,将PS-b-PDMS通过蒸汽诱导相分离工艺(VIPS)整理到四种不同织构的涤纶上。分别使用水蒸汽和乙醇蒸汽作为气氛变量,研究了在溶剂(THF和CS2)、含PDMS以及织物织构条件变量下,涤纶表面形貌和疏水性的变化。研究表明,在水蒸汽气氛中,涤纶表面有形成微孔结构的倾向,但分布量极少;在乙醇蒸汽气氛中则形成了较多的微球结构,但主要分布在纤维沟壑内。此外,微球结构表面更有利于涤纶疏水性的提高,其静态水接触角最高可达166.9±0.2°,然而其机械稳定性有待提高。(2)多巴胺预处理织物提高PS-b-PDMS涂层耐久性及涂层结构性能关系研究:为了提高涂层与涤纶纤维基底间的结合牢度,使用粘附性较强的多巴胺对涤纶进行预处理。随后研究了在蒸汽诱导相分离工艺下,蒸汽类型(水和乙醇)、嵌段共聚物含PDMS、溶剂(THF和CS2)以及织物织构对涤纶表面形貌和疏水性的影响。在水蒸汽气氛中,整理后的涤纶疏水效果一般。当溶剂为CS2时,只有涤塔夫表面可以形成少量多孔涂层,其余均形成颗粒状涂层。当溶剂为THF时,涤纶表面均形成块状膜。与之相比,涤纶在乙醇蒸汽气氛中涂层整理后,疏水效果普遍较高,最高可达167.3±0.3°。当溶剂为CS2时,涤纶表面涂层形貌杂乱、成球形状不规则。当溶剂为THF时,涤纶表面产生了更多的球状形貌。值得注意的是,在THF中,当含PDMS为60%时,精梳涤纶表面生成的涂层中微球均嵌入纤维,大大改善了耐久性。得益于多巴胺的引入,该涂层在36次耐胶粘测试和9次耐水洗测试后仍可维持超疏水状态并且具有良好的抗紫外性能。(3)基于多巴胺预处理纤维表面供体一涂层聚合物受体关系的涤纶表面粗糙化形貌与织物多功能性研究:为了进一步提高涂层与基底的结合牢度并且开发多功能织物,在涤纶的整理液中引入了添加剂(PS-b-P4VP),其与纤维表面的聚多巴胺形成了质子受供体关系(氢键)。其中,PS-b-P4VP由可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)合成,将其按照不同比例与PS-WPDMS共混得到聚合物溶液,通过蒸汽诱导相分离将其整理至多巴胺处理后的织物表面。研究了蒸汽类型(水和乙醇)、含PDMS、溶剂(THF和CS2)、织物织构以及添加剂的用量对涤纶表面形貌和疏水性的影响。研究表明,无论是在何种气氛和溶剂中,当含PDMS为60%时,涤纶表面涂层都倾向于成膜;而当含PDMS降至50%时则有利于双层孔(水蒸汽气氛)、微-纳复合球(乙醇蒸汽气氛)的形成。测试表明,微-纳复合球状涂层更有利于涤纶疏水性能的提高,且具有微-纳复合球状涂层的涤纶表现出更好的机械稳定性,在经历60次胶粘和20次耐水洗后仍然表现出超疏水性。对乙醇蒸汽气氛中整理得到的涤纶进行了自清洁、吸油、抗紫外以及抗结冰应用测试。结果表明,整理后的涤纶自清洁能力和吸油效果良好;UPF可达86.96,UVA和UVB值分别低至1.41%和1.09%。此外,整理涤纶表现出较好的抗结冰能力,在-10℃的环境中经历2400 s表面未有结冰现象,在-20℃的环境中结冰时间延缓至280 s后。

关键词：含硅嵌段共聚物蒸汽诱导相分离超疏水防结冰 PET

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