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·222· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

附上一层 PVAm-g-PBA 后，PS 微球表面的电势发 由图 7 可知，在酸性环境下，组装了 PVAm-g-
生了较大的变化，显示了较强的正电性，说明聚苯 PBA/PVA 的硅片表面粗糙度基本维持在 0.5 nm。然
乙烯微球表面已经被 PVAm-g-PBA 严密包裹。随后， 而，随着组装溶液 pH 的升高，硅板表面的粗糙度
当改性聚乙烯胺表面的苯硼酸官能团与非离子型聚 逐步增加。当 pH 为 12 时，表面组装两层 PVAm-g-
乙烯醇通过硼酸缩合形成弱共价键后，PS 微球正电 PBA/PVA 高分子薄膜的硅晶片的表面粗糙度逐渐
荷迁移率有所下降。这可能是因为非离子型聚合物 达到 0.87 nm，说明 pH 对改性聚乙烯胺上苯硼酸官
层将带电微粒表面的滑动面移除了 [16] 。这一现象与 能团与 PVA 间的相互作用存在影响。从整体上看，
已知的 pH 可控的硼酸多醇缩合反应一致 [15] 。同理， 自组装薄膜的粗糙度比较均匀。Yang H 等人曾报
在第 4 步，PVAm-g-PBA 再次通过硼酸多醇相互作 道，在预处理后的 SiO 2 表面接枝聚苯乙烯链后，表
用吸附在 PVA 表面，PS 微球表面的正电荷密度再 面粗糙度从 0.2 nm 增加到 1.5 nm [17] 。该报道与本文
次增强并基本回到原有强度。由于 PVAm-g-PBA 与 中自组装高分子薄膜显示的粗糙度很相近。此外，
PVA 在 pH=7.8 下可以通过硼酸多醇相互作用而反 从硅晶片表面组装了一对 PVAm-g-PBA/PVA 高分
复组装，因此，PS 微球表面电泳呈现出如图 6 所示 子薄膜前、后的三维表面轮廓图（如图 7 中插图所
的有规律多边形线性变化。 示）可以更直观地发现，未处理的硅晶片表面非常

光滑（平均粗糙度仅为 0.24 nm），而高 pH 下处理
后的硅晶片表面相对粗糙。
2.6 pH 对自组装纤维素膜机械性能的影响
自组装膜层数量及 pH 对再生纤维素膜机械性
能的影响如图 8 所示。可以发现，纤维素膜的抗张

图 6 吸附过程中 PS 微球表面电泳迁移率的变化
Fig. 6 Electrophoretic mobility of PS microspheres as a
function of absorption steps

2.5 pH 对硅板表面自组装膜层粗糙度的影响
硅晶片表面组装上两层 PVAm-g-PBA/PVA 高
分子薄膜后的表面粗糙度通过光学轮廓仪进行检
测，结果如图 7 所示。

图 7 不同 pH 下表面组装有一对高分子的硅晶片表面粗
糙度（内嵌图为 pH=10 下，自组装前、后硅晶片
表面粗糙度轮廓图，扫描尺寸为 121 μm×92 μm）
Fig. 7 Surface roughness of the silicon wafer after bilayer
absorption as a function of pH (Inset shows the
surface roughness of silicon wafer before and after
bilayer self-assembly at pH=10. The scanning area
of the images is 121 μm×92 μm.)