Hinchazón de los cepillos de polielectrolito y polizwitterión por los vapores húmedos

Área de la Ciencia:

• La ciencia de los polímeros es la ciencia de los polímeros.
• Química de las superficies.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Comprender la hinchazón del pincel de polímero es crucial para las aplicaciones en recubrimientos, sensores y dispositivos biomédicos.
• El metacrilato de poli (poly) 2- (dimethylamino) etil (PDMAEMA) y sus derivados ofrecen propiedades sintonizables basadas en la química de la cadena lateral.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el comportamiento de hinchazón de los cepillos de polielectrolito y polizwitterión en el vapor de agua a través de varios niveles de humedad relativa (RH).
• Para dilucidar la influencia de la química de la cadena lateral y la densidad de injerto en la hidratación y estructura del cepillo de polímero.

Principales métodos:

• Uso combinado de neutrón y técnicas de reflectividad de rayos X para sondear la estructura del cepillo y la hinchazón.
• Ellipsometría espectroscópica empleada para medir las propiedades ópticas y el contenido de agua.
• Investigación a través de una amplia gama de niveles de humedad relativa (RH).

Principales resultados:

• La extensión de la hinchazón depende en gran medida de la química específica de la cadena lateral de los cepillos de polímero.
• Los cepillos PDMAEMA exhiben enriquecimiento de vapor de agua en la interfaz polímero / aire.
• Los cepillos polizwitteriónicos muestran una mayor hinchazón que los cepillos cuaternizados, pero disminuyen la absorción de agua por encima del 70% RH debido a la formación compleja.

Conclusiones:

• No se observaron efectos de repulsión de carga en los cepillos de polielectrolito a pesar de la hinchazón significativa.
• La disminución en la absorción de agua en cepillos polizwitteriónicos a alta RH se atribuye a la formación de complejos zwitteriónicos inter e intramoleculares.
• Los gradientes de densidad de injerto proporcionan evidencia del mecanismo detrás del comportamiento de hinchazón observado en polyzwitterions.