不良溶剂辅助相分离法构建多尺度的聚L-乳酸超疏水表面

发布时间：2017-11-09 23:27

  本文关键词：不良溶剂辅助相分离法构建多尺度的聚L-乳酸超疏水表面

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【摘要】：天然的玫瑰花瓣和壁虎脚表面呈现高粘附性的超疏水性,是由于其表面的微米-纳米分级结构决定的。为了实现简易而又经济的超疏水表面制备方法,获得具生物可降解的高粘附性的超疏水表面,本课题以生物可降解的左旋聚乳酸(PLLA)为基体,以和PLLA有着相近溶解度参数的氯仿或二氯甲烷为良溶剂,溶解度参数与PLLA相差较大的无水乙醇、正丁醇、乙酸乙酯和乙酸丁酯为不良溶剂,利用单一、二种和多种不良溶剂辅助的相分离方法,成功构建了具微米-纳米二阶结构PLLA表面,制备出了具高粘性的生物可降解聚乳酸基的超疏水表面,并对其结构和形态进行了表征,探讨了相分离工艺-表面结构-疏水性之间的关系。当使用单一不良溶剂时,制备出了两面具有强疏水性甚至是超疏水性的PLLA薄膜。薄膜的强疏水性和超疏水性源于相分离法在薄膜表面构造的微米-纳米二阶结构。以醇类为不良溶剂时,表面多为球形形貌；以酯类为不良溶剂时,表面多为花束形形貌。薄膜表面的特殊形貌源于相分离过程溶剂与不良溶剂的相互影响,且与PLLA的结晶有关。所得PLLA薄膜结晶度(Xc)越高,薄膜形貌越复杂,薄膜的接触角(CA)也就越高。当以醇类为不良溶剂时,不同CA薄膜的晶体完善；以酯类为不良溶剂时,不同CA薄膜存在结晶不完善的晶体。当使用二种混合不良溶剂时,制备出了两面具有强疏水性甚至是超疏水性的PLLA薄膜,且薄膜单面的CA高达158.25±1.8°,最大粘附力为184μN。薄膜的成膜特性得到了显著改善,可以在基质上得到表面质量均一的薄膜。薄膜的强疏水性和超疏水性源于相分离法在薄膜表面构造的微米-纳米二阶结构。在该超疏水表面,将薄膜以任意角度倾斜甚至倒置,水滴也不会从表面轻易滑落。精细的纳米尺度结构和微米级结构与水滴接触时产生的范德华力和毛细力是薄膜产生高粘性的主要原因。薄膜表面的特殊形貌与结晶有关,所得PLLA薄膜Xc越高,薄膜形貌越复杂,薄膜的CA越高。且当不良溶剂中含酯类时,所得薄膜存在结晶不完善的晶体；当不良溶剂为醇类时,不会发生结晶不完善的现象。当使用多种混合不良溶剂时,制备出了在较宽不良溶剂范围内实现超疏水性的PLLA薄膜。薄膜的成膜特性得到了进一步提高,可以得到从基底上剥离的完整的PLLA薄膜。且不同粘性PLLA超疏水薄膜相互配合可以用于微液滴的定向无损耗转移。薄膜的强疏水性和超疏水性源于相分离法在薄膜表面构造的微米-纳米二阶结构。纳米尺度结构和粗糙的微米级结构与水滴接触时产生的范德华力和毛细力是薄膜产生高粘性的主要原因。同样PLLA薄膜表面的特殊形貌与结晶有关,所得PLLA薄膜Xc越高,薄膜形貌越复杂,薄膜的CA越高。当不良溶剂中含有酯类时,不仅所得的薄膜在结晶时易存在结晶不完善的晶体,所得薄膜的Xc也会得到相当程度的提高。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317;TB383.2

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本文编号：1164084