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层层自组装(layer-by-layer self assembly,LBL)是一种能够精确控制厚度及组成的简单有效的薄膜制备技术,可以将不同种类和功能的构筑单元进行组合。然而,目前层层自组装材料研究中存在材料力学强度差、厚度增长慢及应用研究较少的问题。Laponite是一种人工合成的锂藻土,结构与天然蒙脱石相似,为2:1层状硅酸盐结构。实验表明,在聚合物中掺入一定含量的锂藻土可以显著提高材料的力学和热学性能。本文针对上述问题采用异氰酸酯交联、氨基硅烷改性以及引入功能化组分的方式将锂藻土与聚合物复合,并研究其对层层自组装薄膜热性能、机械性能等性能的影响,并赋予其刺激响应性。主要研究内容如下:(1)分别以水性多异氰酸酯、Laponite及聚乙烯醇为膜组分进行层层自组装,利用异氰酸根的活泼性使其在室温下和锂藻土、聚乙烯醇中的羟基进行化学反应达到化学交联的目的,最终制备了通过化学键连接的层层自组装膜。紫外测试和力学测试表明多异氰酸酯的引入提高增加了锂藻土的复合量,多层膜的透明度从85.5%增加到93.6%,断裂强度从4.9 MPa增加到11.9 MPa。(2)分别以硅烷改性的锂藻土和聚丙烯酸为膜组分进行层层自组装成膜。预先用多氨基硅烷偶联剂改性锂藻土,实现锂藻土纳米片的氨基化,将羧酸根和氨基间的静电作用及其和硅烷间的化学作用作为多层膜成膜的驱动力。厚度监测发现薄膜厚度呈指数增长,10个单层即可达到10μm。力学测试表明多层膜具有湿度响应特点,相对湿度为55%时,断裂强度为79.6 MPa,湿度为81%时,该值降为27.1 MPa。(3)分别以聚乙烯醇-聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)和锂藻土为膜组份层层组装得到温度刺激响应性的纳米复合多层膜。合成的聚(N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸)即具有温度敏感性又可以通过氢键和聚乙烯醇及锂藻土进行结合。实现了向层层自组装膜中引入温敏性聚合物的目的,得到了低临界相转变温度(LCST)在30~40oC区间的薄膜,同时薄膜的断裂强度高达101 MPa,透明度在82%以上。