摘要
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一种以碳?碳（C?C）链为主链、酯羰基为侧链的线型高分子，由德国化学家O.R?hm于1902年首次合成。PMMA优良的亲水性和生物相容性使其广泛应用于医疗领域，然而其与水分子的具体作用机制仍不清楚。本文利用基于原子力显微镜（AFM）的单分子力谱技术（SMFS）研究了PMMA与水分子之间的作用机制。分子量是聚合物的重要参数。然而，目前测量某些聚合物分子量（如聚电解质）的方法均存在一定的局限性。本文以窄分布的PMMA和聚苯乙烯磺酸钠（PSSNa）为研究对象，利用SMFS技术研究了其分子链长度。通过SMFS实验得到了PMMA在癸烷中、PSSNa在高真空和水环境中的分子链长度，并采用蒙特卡洛方法（MonteCarlo）对实验过程进行模拟，提出一种基于SMFS的测定聚合物分子量（链长）的方法。最后分析基底疏水性对PMMA吸附力的影响。基于以上研究，本论文得到以下几个主要结论： （1）PMMA在癸烷、二甲基亚砜（DMSO）/水混合溶剂和正丙醇环境中表现的单链弹性与C?C骨架高分子的本征弹性一致；而在水环境中则表现出不同的单链弹性。通过进一步的实验及理论模型验证，表明PMMA在水环境中会形成水桥结构。 （2）本文选取PMMA与PSSNa为目标分子，对2种分子分别进行SMFS实验。采用MonteCarlo方法对实验进行模拟。本文研究结果表明对于较为刚性的聚合物，当其构象较为伸展时（如PSSNa在稀溶液中），通过SMFS方法可估算其分子链平均长度。 （3）研究基底疏水性对PMMA吸附力的影响。选取去离子水作为SMFS实验环境，并选取玻璃片作为基底。分别对玻璃片采用2种不同的修饰方式：基底羟基化和氨基化处理。通过对PMMA在2种基底上得到的解吸附力进行统计，表明PMMA在氨基化玻璃片上的吸附力高于其在羟基化玻璃片上的吸附力。PMMA在基底上的吸附力会随着基底疏水性增强而增加。
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