多重环境刺激响应表面的构建及其性能研究

基本信息
批准号:21774035
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:洪良智
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨宗鹏,徐州,肖美娜
关键词:
表面接枝嵌段交联
结项摘要

Environmentally responsive surfaces, also known as “intelligent” surfaces, have attracted substantial research interest because of their great range of applications, such as sensor, anti-fouling and separation. However, there are still significant challenges to develop surfaces with long-term stability and multi-stimuli responsiveness. In this project, a new approach has been developed to fabricate multi-stimuli responsive surfaces with long-term stability based on ABC miktoarm star terpolymers consisting of polydimethylsiloxane, poly(N,N-dimethylaminoethyl methacrylate) and poly[(3-triisopropyloxysilyl)propyl methacrylate] (μ-PDMS-b-PDMAEMA-b-PIPSMA). PIPSMA block serving as anchoring block can be used to graft the ABC miktoarm star terpolymers onto silica nanoparticles or cotton fabrics by sol-gel reactions. One perceived advantage of the PIPSMA block is that the sol-gelling block would form a thicker and more cross-linked layer than the traditional one of the triethoxysilane group. We will try to clarify the correlation between the switchable wettability of the multi-stimuli responsive hairy silica nanoparticles to the emulsion type and stability. We will also investigate the application of multi-stimuli responsive cotton fabrics in demulsification and oil-water separation.

具有环境刺激响应的表面,又被称为智能表面是最近研究的热点。此类功能表面在传感器、生物污损和分离等领域内有广泛的应用前景。目前由聚合物刷制备的响应性表面的挑战是稳定性和多重响应体系的构建。本项目的研究思路是合成多功能性的ABC杂臂星型三嵌段共聚物,其中一个嵌段为反应性的聚甲基丙烯酸3-三异丙氧基硅烷基丙酯(PIPSMA),另两个嵌段为响应性聚合物。通过PIPSMA嵌段与纳米二氧化硅粒子或棉织布表面的羟基发生溶胶-凝胶(sol-gel)反应,将两种响应性嵌段一步接枝到基底表面;从而制备具有多重环境刺激响应的表面。与传统的单个偶联基团相比,PIPSMA嵌段在基底表面形成致密的交联层,可赋予多重刺激响应的涂层长期稳定性。我们将系统地探索功能化纳米二氧化硅粒子表面浸润性变换与所稳定乳液类型及乳液稳定性的内在关联;探讨具有环境刺激响应表面的棉织物在破乳及油水分离中的应用。

项目摘要

具有环境刺激响应的表面,又被称为智能表面是最近研究的热点。此类功能表面在传感器、生物污损和分离等领域内有广泛的应用前景。目前由聚合物刷制备的响应性表面的挑战是稳定性和多重响应体系的构建。目前,我们建立了合成多功能性的ABC杂臂星型三嵌段共聚物的方法,在共聚物中引入反应性嵌段聚甲基丙烯酸3-三异丙氧基硅烷基丙酯(PIPSMA)。通过PIPSMA嵌段与纳米二氧化硅粒子或棉织布表面的羟基发生溶胶-凝胶(sol-gel)反应,将两种响应性嵌段一步接枝到基底表面,从而制备具有多重环境刺激响应的表面。我们研究了具有环境刺激响应表面的棉织物在破乳及油水分离中的应用;探讨了末端含有疏水活性基团的嵌段共聚物,在持久抗菌方面的应用;构建了表面浸润性可调的纳米粒子,并探讨了其与乳液类型及乳液稳定性的关联。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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