超薄水溶性聚合物薄膜中厚度依赖的密度研究

利用X射线反射率技术研究了聚丙烯酰胺超薄膜的密度。使用两种来源（一种粉末和一种水溶液）的聚丙烯酰胺在硅基底上制备旋涂薄膜。光散射测量表明，由粉末制备的浓溶液（4 mg/ml）和稀溶液（2 mg/ml）中的聚合物链均未缠结，而通过稀释溶液源制备的溶液（4 mg/ml）则显示出缠结链形态。使用这三种溶液在硅基底上通过旋涂制备了三组不同厚度的薄膜。对制备态和干燥态薄膜的X射线反射率数据进行比较发现，薄膜的收缩率随厚度增加而减小。薄膜的平均电子密度呈现出较薄薄膜密度更高的趋势，与体材料相比最大增加约12%。所有薄膜的密度，无论其来源的缠结性质和浓度如何，均随旋涂速度增加而增加，并在较高速度下达到饱和。收缩率与密度数据之间缺乏相关性，以及所有薄膜的密度（无论其来源）均遵循一条主曲线这一事实表明，薄膜的较高密度源于链的更高取向，这是拉伸和更强极性吸引相互作用之间相互作用的结果。