DOI: 10.1021/acsapm.0c00615
在這項工作中，通過一種簡單實用的方法，制備了具有分層結構的環保型超疏水聚己內酯（PCL）膜，可有效進行油/水分離。首先，通過雙頭大分子引發劑CTA-PDMS-CTA引發的全氟甲基丙烯酸酯的可逆加成-斷裂鏈轉移（RAFT）聚合，合成了一系列高度氟化的ABA三嵌段共聚物，即聚（全氟甲基丙烯酸酯）-嵌段-聚（二甲基硅氧烷）-嵌段-聚（甲基丙烯酸甲酯）（PFMA-PDMS-PFMA）。有趣的是，中心非晶態PDMS嵌段側有兩條長的氟化PFMA結晶鏈，這使得三嵌段共聚物具有典型的液晶特征，其d間距為3.14～3.08nm。當PFMA-PDMS-PFMA共聚物與可生物降解的PCL混合，通過靜電紡絲形成雜化納米纖維膜時，低表面能趨于使共聚物分離并遷移到雜化納米纖維膜的表面，為高效油/水分離提供了一種理想的超疏水表面化學結構。軟PDMS鏈還通過與PCL的相互作用提供了牢固的錨固位點，并進一步穩定了PFMA表面層，從而延長了使用壽命。所開發的PFMA-PDMS-PFMA/PCL雜化納米纖維膜具有出色的機械性能，是分離油水混合物的環保替代品。
圖1.CDCl3中的OH-PDMS-OH（a）和CTA-PDMS-CTA（b）以及CF3COOD中的PFMA30-PDMS-PFMA30（C）的1H NMR光譜。
圖2.HO-PDMS-OH（A）、PFMA30-PDMS-PFMA30（B）、PFMA50-PDMS-PFMA50（C）和PFMA70-PDMS-PFMA70（D）的FT-IR光譜。
圖3.（A）在室溫下記錄的PFMA-PDMS-PFMA共聚物的SAXS曲線。（B）在室溫下記錄的PFMA-PDMS-PFMA共聚物的XRD圖。（C）PFMA-PDMS-PFMA共聚物的第二次加熱和（D）第一次冷卻DSC熱分析圖，冷卻/加熱速率為20℃/min。
圖4.PFMA-PDMS-PFMA共聚物樣品從90℃（a）的各向同性液態冷卻到50℃（b）的LC中間相狀態時的POM圖像。
圖5.PFMA30-PDMS-PFMA30/PCL（A）、PFMA50-PDMS-PFMA50/PCL（B）和PFMA70-PDMS-PFMA70/PCL（C）雜化納米纖維膜的SEM顯微照片；相應雜化膜的表面元素組成的EDS光譜（下圖）。
圖6.PFMA-PDMS-PFMA/PCL雜化納米纖維膜的工程應力-應變曲線（左）；PFMA30-PDMS-PFMA30/PCL（A）、PFMA50-PDMSPFMA50/PCL（B）和PFMA70-PDMS-PFMA70/PCL（C）雜化納米纖維膜的潤濕性（右）。
圖7.（A）PFMA-PDMS-PFMA/PCL雜化超疏水納米纖維膜對不同油/水混合物的分離效率；（B）使用雜化膜過濾層狀油/水溶液的分離過程（水被染成粉紅色）。
