聚烯丙基胺的合成、性能和層層自組裝研究.pdf

1、層層（LbL）自組裝技術(shù)是基于聚電解質(zhì)陰陽離子所帶正負(fù)電荷間相互作用的一種自組裝超分子技術(shù)。聚烯丙基胺和聚對胺基苯乙烯（PPAS）都是聚電解質(zhì)，分子鏈上帶有胺基，容易與聚丙烯酸（PAA）分子鏈上的羧基反應(yīng)生成酰胺鍵，聚烯丙基胺、PPAS分別與PAA 以形成酰胺鍵為推動力進(jìn)行層層自組裝。本論文主要工作如下：
　　 1、聚烯丙基胺鹽酸鹽（PAH）的合成。采用兩種方法合成了PAH，第一種方法：
　　 以烯丙基胺鹽酸鹽（AH）為

2、單體，NH4S2O8/NaHSO3為氧化還原引發(fā)體系，采用水溶液聚合法制備PAH；第二種方法：以烯丙基胺磷酸鹽（AP）為單體，偶氮雙脒基丙烷二鹽酸鹽（AAP·HCl）為引發(fā)劑合成了聚烯丙基胺磷酸鹽（PAP），PAP與濃HCl 反應(yīng)生成PAH。
　　 用傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）、核磁共振波譜儀（NMR）、熱重分析儀（TGA）、差示掃描量熱儀（DSC）和X 射線衍射儀（XRD）對聚合物的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究，并研究了引發(fā)劑濃

3、度和單體濃度對單體轉(zhuǎn)化率的影響。結(jié)果表明：紅外光譜圖中997 cm-1處C=C 鍵的變形振動特征吸收峰的消失，1H-NMR 譜圖中三個峰的峰面積和化學(xué)位移與PAH分子式中三種氫原子一致，均說明由單體成功制備了PAH。PAH分兩個階段熱失重。
　　 PAH的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）隨引發(fā)劑用量減少而增大。增大單體濃度和引發(fā)劑濃度，單體轉(zhuǎn)化率均提高。
　　 2、PAH和PAA LbL 自組裝研究。采用LbL 方法對PAH和PA

4、A 進(jìn)行自組裝研究。PAH和PAA在乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺鹽酸鹽（EDC·HCl）和N-羥基硫代琥珀酰亞胺（Sulfo-NHS）的共同作用下以形成酰胺鍵為推動力進(jìn)行了自組裝。利用FTIR、紫外可見分光光度計（UV-Vis）和原子力顯微鏡（AFM）對LbL 膜進(jìn)行了表征。組裝膜的傅立葉變換紅外光譜中在1650cm-1左右出現(xiàn)酰胺基中C=O 鍵伸縮振動特征吸收峰，表明在組裝過程中胺基和羧基反應(yīng)生成了酰胺鍵。由UV-Vis 譜圖

5、中可見隨組裝時間的增加，196 nm 處的吸光度呈現(xiàn)增大趨勢。隨著PAA和PAH 摩爾濃度的增大，組裝膜的吸光度增大。原子力顯微鏡表征多層組裝膜的形貌顯示在硅片表面形成了聚合物膜的結(jié)構(gòu)。
　　 3、PPAS的制備及與PAA LbL 自組裝研究。采用溶液聚合制備了聚苯乙烯（PS），以濃HNO3/濃H2SO4為硝化劑對PS 進(jìn)行硝化，制備了聚對硝基苯乙烯（PPNS），用SnCl2和濃HCl作為還原劑將PPNS 還原成PPAS。通過對

6、PPAS和PAA 層層自組裝制備了以共價鍵結(jié)合的、穩(wěn)定的多層組裝膜。通過UV-Vis 跟蹤檢測了組裝過程：組裝膜中苯基的吸光度隨組裝層數(shù)增加均勻上升并呈線性關(guān)系，表明PPAS和PAA 交替組裝順利進(jìn)行，PPAS和PAA是一層一層的依靠形成共價鍵組裝成膜的。由UV-Vis 譜圖中可見隨組裝時間的增加，240nm 處的吸光度呈現(xiàn)增大趨勢。隨著PAA和PPAS 摩爾濃度的增大，組裝膜的吸光度增大。組裝膜的傅立葉變換紅外光譜中在1650cm-1