《室溫高分子熔體在固體表面的動態浸潤性質》是依託武漢大學，由劉傳軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：室溫高分子熔體在固體表面的動態浸潤性質
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉傳軍
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高分子的界面鋪展是高分子界面物理化學的經典科學問題。本項目擬利用光學顯微鏡，接觸角測量儀，橢圓偏振儀及原子力顯微鏡等方法，研究常溫下互溶的高分子熔體混合物及其嵌段高分子在不同固體界面的鋪展動力學。通過改變嵌段高分子中某一鏈段長度，調節嵌段高分子在界面的浸潤性和其從部分浸潤到完全浸潤的轉變。通過對嵌段高分子及相同比例的高分子熔體混合物在固體表面的浸潤性和動力學比較研究，闡述共價連線對於其界面浸潤的影響。另外研究固體表面親疏水性，及膜層有序度對其表面液體浸潤性質的影響規律。系統研究分子量和鏈段特性對浸潤過程前驅膜移動速率的影響，其結果將為認識動態浸潤過程中三相接觸線的移動機制提供幫助。這些問題的解決，對發展高分子界面物理化學有重要的學術意義。
結題摘要
高分子的界面鋪展是高分子界面物理化學的經典科學問題。在本項目中，研究了研究了高分子聚二甲基矽氧烷(PDMS)與聚異丁烯(PIB)及嵌段聚合物熔體(PIB-b-PMDS)在親水表面的鋪展行為，研究界面浸潤動力學。PDMS在親水表面完全鋪展，其鋪展過程能用Tanner定律描述。而疏水的PIB在親水表面部分潤濕，其鋪展較慢速率較慢。這主要有兩方面的原因：首先PIB粘度比PDMS大，這導致鋪展過程的阻力變大；另外PDMS具有較小的表面張力，因此具有較大的鋪展動力。對於嵌段高分子PIB-b-PMDS，PDMS嵌段的引入對於嵌段高分子界面浸潤性的影響較小，這與嵌段高分子熔體中不同嵌段形成了較為複雜的聚集態結構有關。 蛋白質吸附和細菌黏附所導致的生物污染是生物醫學材料領域面臨的一大挑戰，研究和製備抗蛋白吸附和抗菌材料以減少材料表面的生物污染是該領域的重要課題。如何選擇和設計適宜的材料，製備具有持久、高效抗黏附與抗菌性能的表面是抗生物污染材料研究和套用的關鍵問題。在本項目中，我們通過在材料表面修飾刷型聚合物層，將抗生物黏附性和殺菌性相結合，製備持久高效的抗菌材料。具體開展了以下工作：(1)以丙烯醯胺和2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯為單體，通過表面引發原子轉移自由基聚合在矽表面進行接枝。調節聚合時兩種單體的比例，製備了一系列兩親性聚合物刷修飾的表面。用BCA法分別測定了牛血清白蛋白和纖維蛋白在修飾表面的吸附量，證實在親水表面引入少量含氟鏈，能夠有效地提高表面的抗黏附性。(2)僅通過抗細菌黏附的高分子塗層修飾很難完全阻止細菌的粘附，而對於醫用植入材料，即使極少量細菌的黏附也可能會導致非常嚴重的後果。通過先聚合再修飾的方法,將親水性聚羥乙基丙烯醯胺高分子刷(PHEAA)和廣譜抗菌劑三氯生相結合，製備了兼有抗細菌黏附性和殺菌活性的修飾表面。相比於鈦表面，黏附在Ti-PHEAA表面上的變異鏈球菌和內氏放線菌分別降低了89%和82%，黏附在表面上的兩種菌所對應的活菌和死菌的比例分別10/1和8/1。而在Ti-PHEAA表面經過三氯生修飾之後，兩種菌黏附在其表面上的量都降低了97%，所對應的活菌和死菌的比例，變異鏈球菌和內氏放線菌分別降低至1/8和1/11。這證實Ti-PHEAA-TCS不僅保留了表面的抗細菌黏附性能，且具有很好的殺菌活性，極大地提高了表面的抗菌性能。
