研究人员开发了使用二嵌段共聚物在表面获得聚合物刷的新策略

聚合物材料的表面涂层在各种应用中具有重要的意义，以产生有用的表面欧洲杯足球竞彩功能，如低摩擦、生物相容性和润湿性。接枝方法通常用于用聚合物修饰表面，以便在聚合物和表面之间形成化学键。

接枝方法的种类会影响聚合物涂层的有序度和性能。例如，聚合物刷是垂直于下表面的聚合物，它们可以表现出与随机方向的相应聚合物相当不同的特性。这些聚合物刷通常是由表面聚合过程产生的。

一组研究人员名古屋大学开发了一种创新的方法，通过使用含有两种单元的二嵌段共聚物形成分离结构，在表面上获得聚合物刷。

聚合物刷的形成是由我们的共聚物分离和自组装的能力，在一个基础聚合物表面加热适当。

长野修作，名古屋大学

首先，研究人员生产了含聚偶氮苯(PAz)和聚苯乙烯(PS)基单元的二嵌段共聚物。这些PAz和PS单元具有不同的能量和柔韧性等性能，这使得共聚物在比PS玻璃化转变温度更高的温度下退火时在PS基板表面分离成不同的嵌段。

通过透射电子显微镜、x射线光电子能谱和接触角测量证实了分离。研究小组发现，PAz单元在PS表面形成了一层“皮肤”。PAz表皮层的厚度取决于共聚物中两个聚合物单元的比例。

主要的PAz链被高度膨胀，在皮肤层中产生聚合物刷结构。聚合物的刷状结构主要归因于PAz中存在较大的偶氮苯单元。

紫外可见吸收测试表明，在退火过程中，PS衬底阻止了二嵌段共聚物的聚集。PAz主链在共聚物膜中呈水平取向。相反，底层PS表面触发主PAz链相对于该表面垂直方向。

这是因为二嵌段共聚物的PS单元与底层PS层一起作用，形成垂直方向的PAz单元表层，密集排列成聚合物刷。这种结构的形成主要是由于PAz单元比PS单元的表面张力低，以及PAz单元的自组装能力。

该方法的优点包括通过修改二嵌段共聚物单元的类型和/或数量，聚合物刷的结构和厚度易于控制，以及在柔性基材上合成聚合物刷的能力。

这些有组织的聚合物表面在空气中是稳定的，应该能够抵抗破坏。由于聚苯乙烯锚定单元的横向流动性，损坏的表面应该能够通过简单的退火进行自我修复。

向井浩二，名古屋大学

此外，PAz刷的光敏偶氮苯单元可以通过曝光光辐照进一步对齐。这种方法也可以扩展到使用自组装和分离的二嵌段共聚物到各种其他聚合物体系的有效表面涂层。