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基于分子间静电吸附作用的层层组装(LbL)技术用于制备平面多层薄膜以及在三维水平上制备中空微胶囊,提供了一条利用分子聚集体获取新型材料的简便有效的途径。本论文利用静电吸附层层组装技术,分别在平面基底表面和三维模板MF树脂粒子表面进行层层组装,制备了具有特殊功能性的平面薄膜和中空微胶囊,并利用多种技术手段对多层平面膜和微胶囊的物化性质及功能性进行了表征。
导电高分子聚吡咯(PPy)经有机酸掺杂后带有负电,并具有水溶性。与正电荷的聚丙烯氯化铵(PAH)作为离子对进行静电吸附组装,可以形成均一连续的多层导电薄膜;而且PPy/PAH多层膜具有良好的机械强度,在三维MF粒子表面多层吸附,去除模板后可以形成完好的中空微胶囊。实验测得PPy/PAH多层膜具有一定的导电性,其电导率约为0.007S/cm。PPy/PAH多层平面膜和微胶囊具有相同的电化学活性,在自然状态下保持很高的氧化态稳定性,更有利于器件化的制备。
具有可变色性能的聚联乙炔(PDA)囊泡因外表面具有电荷而被应用在LbL技术中。10,12-二十三烷基二炔酸(TRCDA)囊泡光聚合后,与正电的PAH通过静电吸附,在基底表面层层组装成多层薄膜;并进一步在MF模板表面进行组装,制备成微胶囊。聚(TRCDA)囊泡由于具有刚性的主链结构可在层层组装过程中保持自身的球形形貌,因此聚(TRCDA)/PAH多层薄膜的厚度远大于其它链状聚电解质薄膜。紫外光谱研究发现:聚(TRCDA)/PAH薄膜和微胶囊均具有颜色,且同样具有热致变色的能力。
利用LbL技术,用PAH对聚(TRCDA)囊泡进行表面修饰。PAH外层吸附后,聚(TRCDA)囊泡表面电性反转,且电荷密度大大增加,从而提高了囊泡的稳定性。而且,PAH的引入影响了聚(TRCDA)的变色能力,使囊泡对温度的比色响应值(CR)明显增加,大大提高了聚(TRCDA)对温度的响应灵敏度。