硬脂酸与PS-b-PMMA共混物LB膜的结构形态

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本文主要利用Langmuir膜天平技术和原子力显微镜(Atomic forcemicroscopy,AFM)对小分子硬脂酸(SA)分别与两种苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PS-b-PMMA,SMMA)组成的共混物在空气/水界面的聚集行为及其LB膜的表面结构形态进行了研究。具体考察了共混物组成、共聚物组成、溶液浓度、铺展体积以及滴加方式等因素对SA/SMMA共混体系Langmuir单层的π-A等温线和滞后曲线及其LB膜的表面形态的影响。当铺展溶液的浓度和体积一定时,随着SA含量的增大,共混物Langmuir单层的π-A等温线逐渐向右平移,液-固相变点基本不变,崩溃压下降。当SA含量一定时,随着共聚物中PMMA嵌段的增长,共混物Langmuir单层的π-A等温线逐渐向右平移。从原子力高度图可以看出,当沉积压力一定时,随着SA含量的增大,对于PMMA嵌段较短的SA/SMMA共混物LB膜的表面形态由圆形和棒状混合胶束到圆形胶束最后到局部网络结构;而对于PMMA嵌段较长的SA/SMMA共混物LB膜的表面形态均为圆形胶束结构且胶束粒径逐渐减小。当SA含量一定时,随着沉积压力的升高,共混物LB膜的相应结构致密程度增大。对于PMMA嵌段较长的SA/SMMA共混物,当铺展体积相同时,随着溶液浓度的增大,共混物Langmuir单层的π-A等温线逐渐向左平移,崩溃压逐渐增大,LB膜的圆形胶束的密度和粒径逐渐增大。当溶液浓度相同时,随着铺展体积的增大,共混物Langmuir单层的π-A等温线逐渐向右平移,崩溃压逐渐增大,LB膜的圆形胶束的粒径和高度均增大。此外,滴加方式对该共混物LB膜的表面形态影响很大,预共混时,呈现尺寸均匀的圆形胶束结构;当先滴加SA时,呈现尺寸不均匀的圆形胶束结构;当先滴加SMMA时,呈现蠕虫状结构。
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