聚4十五烷基苯酚的氢键超分子梳形聚合物的电纺性

　　Polymer：基于聚（4-乙烯基吡啶）和3-十五烷基苯酚的氢键超分子梳形聚合物的电纺性
　　来源： 易丝帮
　　DOI:10.1016/j.polymer.2020.122594
　　本文报告了由聚（4-乙烯基吡啶）（P4VP）与两亲性表面活性剂3-十五烷基苯酚（PDP）通过氢键络合形成的超分子梳形聚合物的电纺性。结果表明，溶剂的选择对这种超分子梳形聚合物的流变特性有着深远的影响，因此决定了其电纺性。溶液粘度在溶剂体系中增加，但对P4VP与PDP之间氢键的形成没有显著的影响。P4VP/PDP超分子梳形聚合物溶液粘度的增加可能是由于在表面活性剂尾部之间的非极性相互作用驱动下，P4VP链之间形成了物理交联。然而，在屏蔽了聚合物与两亲物之间氢键的溶剂体系中，未观察到溶液粘度的增加。此外，溶液粘度的增加不像先前报道的离子键超分子梳形聚合物那么明显（ACS Omega 2018；3：15666-78）。这可能是由于溶液中氢键的时间性质所致，因此所形成的物理网络的弛豫时间比离子键超分子系统的弛豫时间短得多。此外，与纯P4VP相比，溶液粘度的增加导致超分子梳形聚合物的电纺性提高。这些超分子梳形聚合物在电纺纳米纤维中进一步展示了其典型的介晶结构，并通过SAXS和DSC对其进行了表征。而且，可以从电纺纳米纤维中选择性地除去PDP，从而形成多孔纳米纤维。本研究进一步揭示了超分子相互作用在电纺性中的作用，也为制备多孔纳米纤维提供了一种有趣的方法。
　　图1.（聚-4-乙烯基吡啶）P4VP和（3-十五烷基苯酚）PDP之间的氢键键合。
　　图2.（a）P4VP浓度为1％时NM-DMF中P4VP（PDP）x的电导率，（b）P4VP浓度为10％时NM-DMF中P4VP（PDP）x的表面张力，与含16％纯P4VP的NM/DMF 60/40进行比较，其中x=0.00、0.10、0.50和1.00。
　　图3.不同P4VP浓度（即4、8、10、12、16、20、25、30％（w/v））的P4VP（PDP）0.5/DMF溶液制备的电纺纤维的SEM图像。
　　图4.比粘度随P4VP浓度变化的对数曲线图：（a）DMF中的纯P4VP和P4VP（PDP）0.5；（b）DMF和NM-DMF中的纯P4VP；（c）DMF中的纯P4VP和P4VP（PDP）x，其中x=0.10、0.50和1.00。
　　图5.（a）DMF对PDP分子附着于P4VP的屏蔽效应。（b）共溶剂法规避DMF分子的屏蔽效应。
　　图6.由不同P4VP浓度（即4、8、10、12、16、20、25、30％（w/v））的P4VP/NM-DMF溶液制备的电纺纤维的SEM图像。
　　图7.由不同P4VP浓度（即4、8、10、12、16、20、25、30％（w/v））的P4VP（PDP）0.10/NM-DMF溶液制备的电纺纤维的SEM图像。
　　图8.由不同P4VP浓度（即4、8、10、12、16、20、25、30％（w/v））的P4VP（PDP）0.50/NM-DMF溶液制备的电纺纤维的SEM图像。
　　图9.由不同P4VP浓度（即4、8、10、12、16、20、25、30％（w/v））的P4VP（PDP）1.00/NM-DMF溶液制备的电纺纤维的SEM图像。
　　图10.NM/DMF中P4VP（PDP）0.5、P4VP（DDO）0.5和P4VP（DDA）0.5复合溶液的零剪切粘度与P4VP浓度的关系。
　　图11.由P4VP（PDP）x复合物制备的电纺纤维直径与（a）PDP/4VP摩尔比、（b）P4VP浓度和（c）零剪切粘度的关系。
　　图12.纯3-PDP和P4VP（PDP）x纳米纤维（a）冷却循环、（b）加热循环的DSC热分析图，（c）这种梳形超分子组件中热转变的示意图。
　　图13.P4VP（PDP）x复合电纺纤维的SAXS，其中x=0.10、0.50和1.00。
　　图14.（a）使用环己烷选择性去除PDP两亲物的示意图，（b）清洗PDP之前和之后P4VP（PDP）0.5纳米纤维的DSC加热曲线，（c）纯P4VP以及未清洗和清洗的P4VP（PDP）0.5复合纤维的FTIR谱带。