基于改性氧化石墨烯/聚苯胺增强水性聚氨酯防腐涂层的制备及性能研究

为提高填料与水性聚氨酯（WPU）之间的相容性和增加防腐性能,利用聚多巴胺（PDA）修饰氧化石墨烯/聚苯胺（FGO/PANI）纳米填料,用于制备水性聚氨酯涂层。采用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见吸收光谱（UV-vis）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征纳米填料结构,并分析了涂层的力学性能和防腐性能。结果表明：填料PDA/FGO/PANI成功合成且PDA被成功包裹在FGO/PANI的表面,PDA的加入可以有效改善纳米填料与水性聚氨酯之间的相容性,从而增强其力学性能和防腐性能,并且PDA的加入不会破坏PANI的防腐机理。     

聚多巴胺-聚偏氟乙烯复合膜在304不锈钢上的制备及防腐性能

采用自组装的方法用多巴胺盐酸盐溶液在经过抛光处理的304不锈钢表面形成一层聚多巴胺(PDA)薄膜,然后采用刮涂法用聚偏氟乙烯(PVDF)溶液在经过聚多巴胺改性后的不锈钢表面形成涂层。通过纳米压痕法研究了PDA–PVDF复合涂层与不锈钢基底之间的相互作用,测量了复合涂层的水接触角。借助动电位极化曲线测量和电化学阻抗谱研究了复合涂层的抗腐蚀性能。结果表明,PDA薄膜改性后的304不锈钢样品表面与PVDF涂层的粘附性大大增强,复合涂层修饰过的304不锈钢表面疏水性增强,耐腐蚀性得到了提升。     

聚多巴胺在膜分离领域的研究及应用进展

介绍了聚多巴胺作为一种稳定的功能性纳米材料,可在各种材料表面形成多种多样的涂层的独特优势.另外分析了多巴胺的聚合机理、PDA涂层的制备、其物理化学性质及影响沉积因素.重点介绍其化学改性在有机膜与无机膜的应用领域现状,展望了聚多巴胺在膜与膜技术的研究发展方向,提出了聚多巴胺在膜分离领域工业化应用亟需解决的问题.     

聚多巴胺在膜分离领域的研究及应用进展

介绍了聚多巴胺作为一种稳定的功能性纳米材料,可在各种材料表面形成多种多样的涂层的独特优势。另外分析了多巴胺的聚合机理、PDA涂层的制备、其物理化学性质及影响沉积因素。重点介绍其化学改性在有机膜与无机膜的应用领域现状,展望了聚多巴胺在膜与膜技术的研究发展方向,提出了聚多巴胺在膜分离领域工业化应用亟需解决的问题。     

铜表面聚多巴胺辅助功能化防腐涂层的构建及性能

为了提高金属铜在中性盐环境中的耐腐蚀性,采用聚多巴胺（PDA）辅助共沉积法构建了高性能防腐涂层。通过引入聚乙烯亚胺（PEI）促进多巴胺单体（DA）的交联聚合,并利用 8-羟基喹啉（8-HQ）缓蚀剂强化涂层防腐稳定性。采用衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学测试系统探究了不同种类PDA基涂层及不同DA/PEI比例的 PDA/PEI/8-HQ复合涂层成分、形貌和耐腐蚀性,并剖析了涂层的防腐机理。结果表明：DA与 PEI浓度比为1∶1时,结构致密的 PDA/PEI/8-HQ涂层可充分发挥 PDA、PEI与 8-HQ缓蚀剂的协同作用,涂层体系自腐蚀电流密度低至 0. 48 μA/cm²,并可对铜提供稳定、优异的腐蚀防护作用。     

亲水聚多巴胺锌铵涂层的构建及其抗凝血性能研究

为了减少血液透析导管表面血栓的形成，并提高其抗凝血性能，使用多巴胺一锅法将多巴胺和锌铵混合溶液通过振荡的方式涂覆到聚氨酯膜表面，构建了一种亲水的多巴胺锌铵(PDA/Zn)涂层。结果表明，PDA/Zn涂层表面均匀，水接触角低于10°。亲水性能有效减少生物医学种植体与人体导管壁组织的摩擦，从而减轻水肿和感染，减轻患者痛苦。此外，PDA/Zn涂层由于具有亲水性和良好的抗凝性能，可有效减少血栓的形成。该研究为新型亲水性抗凝涂层材料提供了新策略。     

聚多巴胺/海藻酸钠在昆虫病毒制剂上的应用

为提高甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeNPV)抗紫外线和耐高温活性,采用雾化凝固法制备了包埋甜菜夜蛾核型多角体病毒的海藻酸钠(SA)微胶珠,通过聚多巴胺(PDA)覆膜对其进行功能化改性,制得包埋病毒的聚多巴胺/海藻酸钠微胶珠(PDA/SA-NPV)。采用FTIR、DSC、TGA、SEM、激光粒度分析仪对复合微胶珠进行表征。结果表明:制备的PDA/SA-NPV(P/S-N)微胶珠粒径(D_(50))为132μm,其能够减缓300℃以上高温条件下的分解速度;经紫外照射处理后复合微胶珠的杀虫活性高于病毒悬浮液,表明在海藻酸钠和聚多巴胺双重保护下,病毒的抗紫外线性能增强。     

金属表面PDA/PTFE超疏水涂层抑垢与耐腐蚀性能

超疏水涂层具有极广的应用前景，然而在金属表面制备稳定的超疏水涂层具有一定挑战。为提高涂层稳定性，本文通过简单浸泡法在不锈钢表面形成稳定的聚多巴胺（PDA）中间涂层，随后采用电泳沉积法在PDA修饰后的表面制备聚四氟乙烯（PTFE）超疏水涂层。测试中采用场发射扫描电镜、接触角测试仪及电化学测试仪进行PDA/PTFE涂层分析和表征。制备的PDA/PTFE涂层表面呈现凸起结构，提高电沉积制备时间与溶液中水含量，涂层表面水接触角呈现先增加后降低的变化趋势，制备涂层中最大水接触角为160.2°±1.3°，相应涂层的表面能为5.57mN/m。胶带剥离与砂纸磨损试验表明，PDA/PTFE涂层具有较好的稳定性。污垢沉积试验表明，浸泡在50℃、70℃与90℃碳酸钙过饱和溶液12h后，与不锈钢相比，涂层抑垢率分别为64.71%、72.22%与81.25%。电化学测试表明，PDA/PTFE超疏水涂层具有较好的耐腐蚀性能，与不锈钢相比，涂层缓蚀率为95.1%。     

管道内多巴胺超疏水涂层的制备

超疏水涂层在表面自清洁、流体减阻、防雾防冰冻和微流控等领域具有巨大的应用潜力,而工程应用中圆管内表面超疏水涂层微结构的调控具有一定的挑战性。利用电化学沉积法,在不同的剪切应力下将聚多巴胺 （PDA） 涂层制备到不锈钢圆筒内壁,并将正十二硫醇（NDM）修饰到PDA表面,进而制备出PDA/NDM超疏水涂层。采用场发射扫描电镜（SEM）、接触角测试仪（CA）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射测试仪（XRD）进行分析和表征。结果表明PDA沉积过程可分为两个阶段,第一阶段为溶液中的PDA颗粒在不锈钢基底上面团聚;第二阶段以PDA颗粒团聚体为基础,PDA进行原位生长,并且生长过程受到剪切应力的控制。不同剪切应力最终生长的形貌有所不同,当剪切应力为1.85 mPa时,涂层表面呈“珊瑚状”小球,粒径大小约15~24 μm;而当剪切应力为7.41 mPa时,涂层表面呈“片状”结构,粒径大小约1~4 μm。所制备出PDA/NDM涂层润湿角均大于150°,属于超疏水,且涂层具有良好的化学稳定性、耐热性、耐磨性以及耐腐蚀性。本工作对圆管内表面涂层的制备和表面纳微结构的调控具有一定的指导意义。     

聚乳酸/聚多巴胺复合材料的制备及性能研究

聚乳酸(PLA)被认为是一种无毒、生物相容性优异的生物可降解材料,但其降解周期长、缺乏功能性而限制了其更广的应用。为改善聚乳酸(PLA)的各项性能,选用聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)作为纳米填料,通过溶液浇铸的方法制备了聚乳酸/聚多巴胺(PLA/PDA NPs)复合材料。结果表明,所制备的PDA NPs呈规则、均一的球形结构,且可通过改变介质pH调控粒径在140～550 nm;PDA NPs的加入可降低复合材料的冷结晶温度(T_c)和结晶度(X_c);但却能显著提升复合材料的降解速率,且其降解速率先较平缓后明显加快,最终降解20 d后降解率达到95.3%,比纯PLA加快了1倍。此外,PLA/PDA NPs复合材料被发现还具有紫外屏蔽性能,复合材料对UVA和UVB的屏蔽率分别高达65.98%和71.49%,是纯PLA的紫外屏蔽性能的2倍。     

聚乳酸/聚多巴胺复合材料的制备及性能研究

聚乳酸(PLA)被认为是一种无毒、生物相容性优异的生物可降解材料,但其降解周期长、缺乏功能性而限制了其更广的应用。为改善聚乳酸(PLA)的各项性能,选用聚多巴胺纳米粒子(PDA NPs)作为纳米填料,通过溶液浇铸的方法制备了聚乳酸/聚多巴胺(PLA/PDA NPs)复合材料。结果表明,所制备的PDA NPs呈规则、均一的球形结构,且可通过改变介质pH调控粒径在140～550 nm;PDA NPs的加入可降低复合材料的冷结晶温度(T_c)和结晶度(X_c);但却能显著提升复合材料的降解速率,且其降解速率先较平缓后明显加快,最终降解20 d后降解率达到95.3%,比纯PLA加快了1倍。此外,PLA/PDA NPs复合材料被发现还具有紫外屏蔽性能,复合材料对UVA和UVB的屏蔽率分别高达65.98%和71.49%,是纯PLA的紫外屏蔽性能的2倍。     

抗紫外聚多巴胺香料纳米胶囊缓释体系的研究

利用多巴胺(DA)在碱性溶液中的自氧化和聚合,在香料乳液液滴表面涂覆聚多巴胺(PDA)层制备香料PDA纳米胶囊,比较了PDA对不同香料的包覆性能和缓释效果。结果发现苯乙醛和香茅醛因与多巴胺(DA)发生Maillard反应而不能被包覆,苯乙醇、香茅醇、乙酸苯乙酯和乙酸香茅酯则能被包覆在纳米胶囊内部,扫描电子显微镜(SEM)和动态激光光散射(DLS)结果显示:香料纳米胶囊基本呈球形,分布较均匀,香料种类对粒径影响大,可由88 nm(乙酸香茅酯)变化到556 nm(苯乙醇)。对香茅醇的包埋率最高,可达到19. 8%,在常温下保存50 d后香料保留率可保持69. 39%以上,具有良好的缓释性能,同时由于PDA对紫外及可见光有一定的吸收,因此可以为光敏性或光毒性香料的应用提供进一步的光屏蔽作用。     

化学交联法制备的妇科专用敷料抗菌止血性能研究

采用化学交联的方法制备了妇产科抢救用抗菌止血敷料用海藻酸钠/聚多巴胺晶胶（SA/PDA）,研究了多巴胺加入量对抗菌止血敷料用海藻酸钠/聚多巴胺晶胶微观结构、压缩性能、膨胀性能和凝血特性的影响。结果表明,不同多巴胺加入量的海藻酸钠/聚多巴胺晶胶都呈现多孔结构;随着多巴胺添加量的增大,抗菌止血敷料用晶胶的压缩强度先减小后增大,SA/PDA1的压缩强度最小,海藻酸钠/聚多巴胺晶胶的膨胀率逐渐增大,全血凝固时间整体表现为逐渐降低的趋势,SA/PDA3的全血凝固时间为170 s。具有快速止血、吸附量大等特点,有望在妇产科抢救用抗菌止血敷料中应用。     

多巴胺和Fe~(3+)动态配位的研究和应用进展

Fe~(3+)与多巴胺之间的配位作用与贻贝足丝高强度、高延展性性能有关。将多巴胺改性到聚合物分子链上,加入Fe~(3+)之后,通过改变pH值,可以形成各种特殊功能的聚合物材料。本文综述了多巴胺和Fe3+的配位作用在自修复、传感器、抗污损涂层和自组装等方面的应用。     

基于金属有机框架复合材料的荧光猝灭性能研究

本文提出了一种基于聚多巴胺(PDA)涂层锆系金属有机骨架(UiO-66)的新型生物传感器用于三磷酸腺苷(ATP)的检测技术。此技术是由PDA/UiO-66复合纳米材料、羟基荧光素(FAM)分子标记的ATP适配体(P)和脱氧核糖核酸酶I(DNase I)组成的酶辅助信号放大检测系统。PDA/UiO-66复合材料的强荧光猝灭性能使其成为一种高效率、高灵敏度的生物传感器,它的检测限为35 nM。该纳米复合材料的聚多巴胺层增强了此传感器的生物相容性和生物活性,使得其在未来对实际血清样本具有临床诊断的潜力。     

纳米二氧化碳/环氧化脱蛋白天然胶乳复合材料的制备及性能

以环氧度为25%的环氧化天然橡胶(ENR)为基质、聚多巴胺(PDA)改性的纳米TiO₂(PTiO₂)为填料，采用胶乳共混法制备了PTiO₂/ENR复合膜，并研究了填料PTiO₂的添加量对PTiO₂/ENR复合膜力学性能、热稳定性和抗紫外老化性能的影响。结果表明，PDA提高了纳米TiO₂在ENR基质中的分散性；随着填料PTiO₂的加入，PTiO₂/ENR复合膜的热稳定性逐渐提高；当PTiO₂添加量为5份(质量)时，PTiO₂/ENR复合膜的拉伸强度为8.15 MPa，与ENR相比提高了2.8倍，扯断伸长率为1 141%;PTiO₂/ENR复合膜经紫外线照射后力学性能保留率均超过97%，具有较好的抗紫外老化性能。     

钴离子掺杂聚多巴胺/聚苯乙烯复合材料

为实现多巴胺的高效聚合,将Co~(2+)引入多巴胺反应体系中,Co~(2+)的催化作用实现了多巴胺的快速聚合。在聚苯乙烯(PS)微球上黏附聚多巴胺(PDA),与不加金属离子的反应相比,当添加的CoCl_2·6H_2O对多巴胺的物质的量分数为40%时,得到相同PDA含量的复合微球的反应时间可以从16 h缩短至1 h,并且复合微球中PDA以及Co含量随着CoCl_2·6H_2O添加量的增加以及反应时间的延长而增加。复合微球粉末经过热压得到的复合材料具有三维网络结构,Co~(2+)的加入使得PDA与PS具有更好的相容性。PDA·Co/PS复合材料的热性能和力学性能比PDA/PS有更多的提升。     

多巴胺复合膜的研究现状与发展

聚多巴胺涂层是一种快速精确控制表面改性的方法,与海洋贻贝分泌的贻贝粘附蛋白相似,能够与各种基质相互作用形成粘合强较强的保护膜。聚多巴胺涂料已广泛应用于各种领域,表面附着的聚合物膜在几乎所有材料表面上。本文从多巴胺的发现、多巴胺结构及其黏附行为、聚多巴胺膜形成的机制、多巴胺在表面涂层中的应用等方面对聚多巴胺研究进展进行了综述,也综述多巴胺聚合膜存在的缺点。     

Janus型PVDF/石墨烯/聚多巴胺复合薄膜的制备及光热蒸发性能研究

通过聚多巴胺(PDA)和石墨烯修饰聚偏二氟乙烯(PVDF)膜不同表面,制备Janus型PVDF/石墨烯/PDA光热蒸发膜,并对光热蒸发膜的光吸收率、光热转换能力、蒸发速率、抗盐能力和水净化能力进行研究。结果表明:PVDF/石墨烯/PDA膜具有较高的光吸收率,通过太阳光能够加热至50.4℃。其光热蒸发速率达到1.89 kg/(m2·h)。在30%的NaCl水溶液中连续工作100 h,PVDF/石墨烯/PDA膜蒸发速率未发生明显变化,具有较好的抗盐能力。PVDF/石墨烯/PDA膜对海水和有机污水具有较好的净化能力。PVDF/石墨烯/PDA膜具有高效的光热蒸发速率及抗盐性能,可以有效用于淡水生产领域。     

含氟硅烷改性制备耐磨聚氨酯树脂及其性能研究

通过含氟硅烷改性制备耐磨聚氨酯树脂,引入氟元素,在保持聚氨酯耐磨性的基础上,可以很大程度上提高树脂的耐紫外老化性能和抗沾污性能。研究了氟含量对涂层耐磨性、耐紫外线性能以及抗沾污性能的影响,结果表明：当氟含量在总树脂体系中达到15%时,树脂涂层兼具良好的耐磨、耐紫外老化以及抗沾污性能,树脂的整体性能最优。