近些年来,超亲水表面由于其广阔的应用前景,吸引了大量科研工作者的密切关注。就目前而言,文献中报道的关于构建超亲水表面的主要方法,一般遵循两种设计思路:一是在亲水性表面构建粗糙结构;二是在粗糙结构表面修饰上高表面能物质。由于这些微米纳米级别粗糙结构的引入使得材料的制备过程显得更加地复杂以及耗时耗能,同时对于材料的稳定性也提出了更高的要求。因此,建立不引入粗糙结构而构建的超亲水表面就显得更加具有实际应用的价值,这也就成为了材料表面科学领域科研工作者们所需要解决的重要问题之一。两性离子聚合物因其极强的水化能力,将其接枝在基底表面时,理论上是可以直接得到超亲水的表面。但是由于其自身存在的正负电荷的相互作用,会使其表现出与典型聚电解质不一样的“反聚电解质效应”,这样使与水分子的作用降低,亲水性变差。基于此,本论文通过调控影响其体系中正负电荷的相互作用,即薄膜的厚度以及外界离子强度等因素,来得到超亲水表面。首先利用“Graft from”的方法制备了两性离子聚合物刷表面,通过薄膜厚度的调节,获得了超亲水的表面,作为抗冰涂层使用。接着合成了酚羟基作为端基的两性离子聚合物,将其与多巴胺通过“Graft to”的方式在表面共沉积,通过离子强度的调节,得到超亲水表面,并探究了其在抗污以及油水分离等领域的应用。之后,借助于两性离子聚合物在纯水和离子强度下采取不同构象的特点,以及AgNPs的杀菌作用,制备了复合的两性离子聚合物刷涂层,同时起到杀菌和释菌的双重作用。具体工作如下:1.将合成的引发剂分子固定在基底表面,再采用SI-ATRP的方式在表面制备了两性离子聚合刷的薄膜。通过厚度的调节,来调控体系内正负电荷间的相互作用,从而得到了超亲水的表面,接下来探究了该薄膜对于冰的粘附力的影响。同时发现其相对于典型的聚阳离子刷与聚阴离子刷薄膜而言,由于其可以在低温下形成更稳定的不凝固的水化层,故能够更有效地降低冰与表面粘附力。2.合成了端基为酚羟基的两性离子聚合物,并将其与多巴胺通过“Graft to”的方式在表面共沉积,通过控制外界离子的强度使分子链达到完全水化的状态,从而直接赋予多种基底表面超亲水的特性。将沉积之后的分离膜用于油水分离和乳液分离时,可以取得良好的分离效果。同时由于其极强的水化能力,可以使其有效地抵抗油污或者生物蛋白质的污染,提高了分离膜的稳定性。3.先合成具有强“反聚电解质效应”的两性离子单体,再利用多巴胺的特点,还原AgNPs并固定在基底之上。接着利用表面残余的氨基或者羟基来固定引发剂并接枝两性离子聚合物刷。借助于其对盐和纯水的可逆响应性以及AgNPs杀菌的性能,起到杀菌和释菌的双重功能。基于两性离子聚合物体系中正负电荷相互作用调节的研究,发现这种相互作用对于其性质具有十分显著的影响。故考虑利用两性离子单体制得的水凝胶,体系中正负电荷间的静电相互作用也会对材料的性质有着很大的影响。基于这样的思路我们就做了如下的相关工作。4.利用两性离子单体和羟基丙烯酸单体以及纳米粒子制备了纳米复合水凝胶涂层。实验中发现通过改变两种单体投料的比例,可以调节静电和氢键相互作用在体系中所占的比例,从而可以制备出兼具优良机械性能以及自愈性能的水凝胶涂层。除此之后,因该涂层具有极强的水化能力,使其在抗雾,抗冰及抗污等领域都具有很好地应用前景。