聚电解质层的工业用途

由于可用的离子聚合物种类繁多，聚电解质可应用于多种类型的表面。它们可以以多层形式应用于固体表面以实现各种设计目标，它们可以用来包围固体颗粒以增强胶体系统的稳定性。

聚电解质

英文简称	英文全称	中文名	典型应用
polyDADMAC	polydiallyldimethylammonium chloride	聚二烯丙基二甲基氯化铵	重废水絮凝剂
PAH-Naf / PAH-PAA	poly(allylamine)-Nafion / poly (acrylic acid)	聚（烯丙胺）-Nafion / 聚（丙烯酸）	机械响应可变疏水性薄膜
DMLPEI/PAA	linear N, N-dodecyl,methyl-poly(ethyleneimine) / poly (acrylic acid)	线性N,N-十二烷基，甲基聚（亚乙基亚胺）/ 聚（丙烯酸）	杀菌涂层
PEI	poly(ethyleneimine)	聚（乙烯亚胺）	生物传感器电极的锚固层
PSS	poly (styrene sulfonate)	聚（苯乙烯磺酸盐）	用于生物传感器涂层的双层组件
PAH	poly (allylamine hydrochloride)	聚（烯丙胺盐酸盐）	用于生物传感器涂层的双层组件
PAH-PAA	poly (allylamine / poly(acrylic acid)	聚（烯丙胺）/ 聚（丙烯酸）	pH诱导的亚甲蓝受控递送
PAA/PEO-b-PCL	poly (acrylic acid) / polyethylene oxide - block - polycaprolactone	聚（丙烯酸）/聚环氧乙烷 - 嵌段 - 聚己内酯	三氯生通过降解释放给药。

聚合物涂料

聚电解质多层是聚合物涂料工业中一个很有前途的研究领域，因为它们可以在水基溶剂中以低成本以喷涂方式应用。尽管聚合物仅通过静电力保持在表面上，但多层涂层在液体剪切下会强力粘附。这种涂层技术的缺点是涂层具有凝胶的稠度，因此不易磨损。

不锈钢耐腐蚀

为了抑制腐蚀，科学家们已经使用聚电解质逐层涂覆不锈钢。限制腐蚀的确切机制是未知的，因为聚电解质多层是浸水的并且具有凝胶状稠度。一种理论是，这些层形成了小离子无法穿透的屏障，从而促进了钢的腐蚀。此外，多层膜中的水分子被聚电解质的离子基团保持在受限状态。这降低了钢表面水的化学活性。

胶体稳定性

聚电解质吸附的另一个主要应用是固体胶体悬浮液或溶胶的稳定化（或去稳定化）。溶液中的粒子往往具有类似于范德华力的吸引力，由 Hamaker 理论建模。这些力往往会导致胶体颗粒聚集或絮凝。 Hamaker 吸引效应通过溶液中胶体的两种排斥效应中的一种或两种来平衡。第一个是静电稳定，其中粒子的相同电荷相互排斥。这种效应是由于溶液中粒子的表面电荷而存在的 zeta 电位。 第二个是空间稳定化，由于空间效应。将颗粒与吸附的聚合物链拉在一起大大降低了表面聚合物链的构象熵，这在热力学上是不利的，使絮凝和凝聚更加困难。

聚电解质的吸附可用于稳定悬浮液，例如在染料和油漆的情况下。它还可用于通过将带相反电荷的链吸附到颗粒表面、中和 zeta 电位并导致污染物絮凝或凝结来使悬浮液不稳定。这在废水处理中被大量使用，以迫使污染物的悬浮液絮凝，从而使它们被过滤。有多种工业絮凝剂本质上是阳离子或阴离子，用于靶向特定物种。

液芯封装

聚电解质多层将赋予胶体的额外稳定性的应用是为液体核心创建固体涂层。虽然聚电解质层通常被吸附到固体基质上，但它们也可以被吸附到液体基质上，例如水包油乳液或胶体。这个过程有很大的潜力，但也充满了困难。由于胶体通常由表面活性剂稳定，并且通常是离子表面活性剂，因此与表面活性剂类似地带电的多层的吸附会由于聚电解质和表面活性剂之间的静电排斥而引起问题。这可以通过使用非离子表面活性剂来规避；然而，与离子表面活性剂相比，这些非离子表面活性剂在水中的溶解度大大降低。