選擇性溶劑蒸氣誘導(dǎo)PS-b-PMMA樣品LB膜的溶脹及去潤濕行為.pdf

1、利用嵌段共聚物自組裝成納米微區(qū)的方法可以制備高度有序的LB膜，通過溶劑蒸氣后處理可以進一步調(diào)節(jié)LB膜的表面結(jié)構(gòu)，因此，研究溶劑蒸氣誘導(dǎo)LB膜的溶脹及去潤濕行為具有重要意義。本文主要利用原子力顯微鏡（AFM）研究了兩種不同分子量的苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯二嵌段共聚物（PS-b-PMMA，分別記為:SMMA34K和SMMA51K）LB膜在丙酮、四氫呋喃和二硫化碳三種選擇性不同的溶劑蒸氣處理下薄膜表面形貌的演變。考察了沉積壓力、沉積層數(shù)以及溶劑

2、用量對LB膜去潤濕行為的影響。此外，利用X-射線光電子能譜（XPS）和液滴形狀分析儀對薄膜表面性能進行了表征。
　　表面壓較大時，SMMA34K和SMMA51K的單層LB膜的表面形貌分別為圓形膠束及棒狀聚集體組成的混合結(jié)構(gòu)和孤立的圓形膠束結(jié)構(gòu)，這是由于后者中較長的PMMA嵌段阻礙了上層PS嵌段相互接觸造成的。SMMA34K的多層LB膜的形貌與單層薄膜相似，隨著LB膜層數(shù)的增加，薄膜表面的缺陷增大。表面壓較小時，SMMA34K的單層

3、LB膜的表面形貌與較大表面壓時相似，說明低壓力時表面壓的變化對薄膜表面形貌的影響不大。
　　丙酮蒸氣處理下的SMMA34K和SMMA51K的單層LB膜都經(jīng)歷了聚集體的溶脹和融合、雙連續(xù)結(jié)構(gòu)的形成、液滴的形成以及液滴直徑周期性地增大和減小四個階段。其中，雙連續(xù)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)表明去潤濕是以旋節(jié)去潤濕機理進行的，而最后一個階段的現(xiàn)象是我們首次觀察到的，這與在旋涂薄膜中觀察到的液滴單一地增大和減小的現(xiàn)象不同。液滴直徑的變化是由于PS具有較低的

4、表面能及丙酮對PMMA嵌段的優(yōu)先選擇性造成的。與SMMA34K相比，SMMA51K的LB膜中液滴的尺寸較小，這是由于后者較長的PMMA嵌段與親水性基底間存在較大的相互作用，導(dǎo)致其LB膜的溶脹度較小。隨著溶劑用量的增大，薄膜發(fā)生去潤濕越快，所形成液滴的直徑越大。此外，SMMA34K的LB膜的XPS和接觸角實驗結(jié)果表明，隨著丙酮蒸氣處理時間的增加，液滴表面的PMMA的含量逐漸增加。另外，丙酮蒸氣處理下的SMMA34K的多層LB膜的去潤濕過程