摘要: 环境响应性嵌段共聚物在生物学、医学、光学和电子学等领域具有广泛的应用前景。相比于线性二嵌段共聚物，三嵌段共聚物因其在空气/水界面的聚集行为更加复杂而受到研究者们的关注。本文采用Langmuir膜天平技术，研究了亚相pH值、温度、离子强度和离子... 展开 环境响应性嵌段共聚物在生物学、医学、光学和电子学等领域具有广泛的应用前景。相比于线性二嵌段共聚物，三嵌段共聚物因其在空气/水界面的聚集行为更加复杂而受到研究者们的关注。本文采用Langmuir膜天平技术，研究了亚相pH值、温度、离子强度和离子特异性对聚丙烯酸正丁酯-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)-b-聚丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯（PnBA-b-PNIPAM-b-PDMAEA）三嵌段共聚物在空气/水界面的聚集行为的影响。利用原子力显微镜（AFM）观察了其Langmuir?Blodgett（LB）膜的表面形貌。本课题揭示了该三嵌段共聚物的两个亲水性嵌段在不同亚相条件下的构象，为线性三嵌段共聚物的界面特性带来新见解。 在无盐条件下，研究了亚相pH值和温度对三嵌段共聚物PnBA-b-PNIPAM-b-PDMAEA界面行为的影响。在空气/水界面，共聚物会自发聚集形成由疏水的PnBA核和亲水的PNIPAM-PDMAEA冠组成的圆形胶束。在酸性和碱性条件下，该共聚物单层的表面压?平均分子面积（π?A）等温线在中性条件下的右侧。这是由于在酸性条件下完全质子化的PDMAEA嵌段在水中产生静电排斥使得PNIPAM嵌段的界面伸展程度最大，而在碱性条件下非质子化的PNIPAM和PDMAEA嵌段在界面的伸展程度较大。在不同的亚相pH条件下，单层的滞后程度取决于两个亲水嵌段的初始形态。因此在酸性和碱性条件下单层的滞后程度大于中性条件下的滞后程度。在酸性条件下，随着温度的升高，共聚物单层的等温线向平均分子面积（MMA）减小的方向移动，这是由于PNIPAM嵌段在水中的溶解度增加所导致的。在中性条件下，PDMAEA嵌段部分质子化，共聚物单层在不同温度下的等温线接近。然而，在碱性条件下，我们发现PNIPAM嵌段表现出明显的低临界溶解温度（LCST）行为。 在酸性和碱性条件下分别研究了离子强度和离子特异性对三嵌段共聚物PnBA-b-PNIPAM-b-PDMAEA界面行为的影响。在酸性条件下，共聚物的PNIPAM嵌段很难质子化，而PDMAEA嵌段完全质子化。在低离子强度的NaCl亚相条件下，共聚物单层的等温线主要受PDMAEA嵌段的盐析效应的影响，而在中/高离子强度下，其等温线没有明显变化。随着Na2SO4溶液离子强度的增加，等温线沿着MMA增大的方向移动。在碱性条件下，亲水嵌段的伸展程度随着Na2SO4、NaSCN和NaNO3浓度的增加而增大，而NaCl浓度的变化对亲水嵌段的伸展程度影响不大。在所有的盐浓度下，盐的种类对亲水嵌段的伸展程度的影响不符合Hofmeister序列。在不同的亚相条件下，该三嵌段共聚物的LB膜均呈现出具有较小的PnBA核的孤立的圆形胶束结构。 收起