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文档简介

2.9聚合物与聚合物膜

胶体化学与高分子化学的创造性交叉已经为膜模拟体系和先进材料的发展作出日益递增的贡献。一方面，高分子方法的应用和（或）加入聚合物有益地改变了胶体体系的性质。另一方面，在聚合过程之前、之中或聚合后引入表面活性剂和表面活性剂组合体会得到迥然不同的聚合物。

把可聚合成分结合到表面活性剂或其对离子上可以形成聚合化的或聚合物覆盖的单层膜、LB膜、BLMs和表面活性剂泡囊。由预聚合的表面活性剂也已制备出聚合单层、泡囊和双层铸膜。

聚合化的膜模拟比其对应的非聚合体系更稳定。合适的单聚体和聚合物也已被用于稳定和破坏表面活性剂的聚合。

胶体化学与聚合物化学之间的内在联系在胶态聚合物颗粒上得到了圆满体现。由聚丙烯酸模板诱导聚合形成直径为50nm，长为100～200nm的聚苯胺原纤维与聚合的SUV制备的那些原纤维有着多方面类似，提供了聚合物胶体的一个近例。用聚苯乙烯磺酸作为模板产生球形聚苯胺颗粒，其形态与由常规化学合成的聚苯胺颇有差异。

胶体化学特性的许多方面在聚合物凝胶中也有体现。一些具有适当的三维网结构的聚合物会像胶体一样吸收溶剂分子，其尺寸会增加数倍。这样的胶体的溶胀态称为“溶胶”，其密实态称为“凝胶”。在所谓的“极限凝胶点”处“凝胶”转变为“溶胶”。如果溶胶是有机的，则凝胶称为“有机凝胶”。在反胶束体系人们研究了“有机凝胶”的形成。聚合物水凝胶的一个有用的特性是：通过加入溶剂和电解质、施加声或机械应力、改变温度和pH，其极限凝胶点会漂移（如图）。对pH和温度敏感的聚合物和水凝胶的相变行为对环境敏感的水凝胶的一个特别有趣的特性是其把化学能转换为机械能的能力。由弱交联聚（2-丙烯胺-2-甲基丙烷）磺酸制备一个1mm厚、20mm长的水凝胶带被两个塑性钩悬挂在含3.0×10—2molL-1磺酸钠的1.0×10-2氯化正二十二烷基吡啶水溶液中。在溶液中聚合物水溶胶可溶胀到45倍。实验表明，横过水凝胶施加一个20v的振荡电场（两秒钟改变极性）会诱导产生一种蠕虫式运动，类似肌肉弯曲（如图）。a~d拉伸过程聚合物胶在力作用下随时间变化聚合物胶在力作用下随时间变化e,f弯曲过程

聚合物本身、它所铸成的膜、所形成的空心纤维、压成的薄片、或挤压成选择的形状和结构，以被广泛用作制备和稳定金属、催化、半导体和磁性颗粒的载体。

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