[发明专利]一种实时监控表面引发的高分子膜生长的方法及装置

摘要

本发明涉及一种实时监控表面引发的高分子膜生长的方法及装置，其为利用石英晶体微天平在液体环境下实时监控表面引发的高分子膜的生长。该方法是将表面生长有引发剂的QCM芯片放入QCM传感器腔室中，通入不完全反应液达到稳定的起始基线，然后通入完全反应液并记录QCM监测到的频率F以及完全反应液切换前后的频率变化ΔF；同时使用椭圆偏振仪测量分析反应后芯片上生成的高分子膜厚，作出频率变化ΔF－膜厚线性对应的曲线。这种方法可以准确、简便地控制表面引发的高分子反应，从而控制最终得到的表面修饰膜的厚度精确到10^－10米。

主权项

1. 一种实时监控表面引发的高分子膜生长的方法，包括如下的步骤：1)在石英晶体微天平芯片的表面通过共价键固定可以在表面引发生长高分子膜的引发剂，然后将该表面生长有引发剂的石英晶体微天平芯片放入石英晶体微天平的传感器腔室中，通入氮气保护；2)通入不完全反应液0到10分钟，达到稳定的起始基线；所述的不完全反应液只含溶液和单体，不含催化剂；3)然后以50-90mL h-1速度通入完全反应液至其进入完全后，将完全反应液的流速降到1-10mL h-1，在25℃反应，将完全反应液切换为不完全反应液，终止反应，并达到稳定的终止基线；在此过程中记录石英晶体微天平监测到的频率F以及切换前后的频率变化ΔF；同时使用椭圆偏振仪测量分析反应后芯片上生成的高分子膜厚；所述的完全反应液是在步骤2)所述的不完全反应液中加入了催化剂；4)重复步骤1)-步骤3)，步骤3)中完全反应液通入的反应时间从10-1440分钟不等，至少4次后，根据所得到的ΔF和膜厚的实验值，作出频率变化ΔF-膜厚线性对应的曲线，并确定下式中的k值；$\mathrm{Thickness}=k\times \frac{-\mathrm{\Delta F}}{n}$n＝35)当进行实时监控表面引发的高分子膜生长时，重复步骤1)-3)，根据步骤4)得到频率变化ΔF-膜厚线性对应的曲线的k值，计算出欲得到的膜厚所对应的频率变化ΔF，在石英晶体微天平传感器腔室中观测到的该ΔF时将完全反应液切换为不完全反应液，终止反应，即可得到表面修饰膜的厚度在50nm以内的、精确到10-10米的表面引发的高分子膜。