采用丁酮/乙醇/水混合溶液为引发体系，紫外光接枝N-异丙基丙烯酰胺到高密度聚乙烯表面,制备了聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）温敏功能膜。对接枝膜进行了各种结构表征和性能测试。得到的
PNIPAAm功能膜具有高的溶胀率（几十倍）和极快的温度响应速率（在十秒左右达到溶胀平衡）。这是到目前为止报道的最快的响应速率。讨论了接枝链的微结构对接枝层的溶胀率和响应速率的影响。

在21世纪，智能材料将是人类生产和生活中所运用的主导材料。近年来，人们对智能材料的认识、研究和应用都得到了飞速的发展。所谓的智能材料是一种具有感知环境（包括内环境和外环境）的变化，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。而刺激响应型的材料正是智能材料中的一种——它是一种能随周围环境条件，如光、温度、pH值、电场等的变化，材料本身结构或形态发生相应变化的材料。由于其在工业、生物工程、医学等方面巨大的潜在应用可能性，智能材料正在受到人们的普遍重视，已经成为材料科学近年来迅速发展起来的一个重要分支。作为高分子材料之一的膜材料已经广泛运用到化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、轻纺、海水淡化等领域。但目前大多数已应用于生产和科学研究的膜材料并不能响应环境的变化。相反, 生物细胞膜则不仅能感知环境变化, 而且可以响应环境变化以改变自身特性。因此, 许多学者正致力于开发能响应各种环境变化的先进的智能膜材料。 在现在广泛研究的智能膜材料中，温敏性智能膜是一个研究的热点。其利用的是在普通膜的表面通过各种物理或者化学的方法，接上一层温度敏感性聚合物，如聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIAAm)。PNIAAm的响应机理是因为具有较低的临界溶解温度(LCST)或浊点。在LCST附近，环境温度发生微小的变化，PNIPIAAm就会发生可逆的、不连续的体积膨胀或收缩。这种现象被称为体积相转变。根据上述特性，可将PNIAAm设计成分子开关等，因此温敏膜在智能化方面的应用有着广泛的发展前景。 而对于性能优良的智能高分子膜而言，对环境刺激具有快速的响应性和反应变化明显是其必不可少的特征。但目前制备的聚合物PNIPAAm常常溶胀响应速度慢，需要数分钟甚至数天才能达到平衡，难以达到加工成精细功能型材料的要求，因而极大地限制了其应用。因此寻找到能够制备出具有快速响应性的温敏聚合物的方法已经成为研究的一个热点。 本科研小组以丁酮/乙醇/水的混合溶液为引发体系，通过引发N-异丙基丙烯酰胺在高密度聚乙烯表面的紫外接枝聚合的方法制备了聚N-异丙基丙烯酰胺温敏功能膜。对接枝膜的各项表征显示PNIPAAm已经成功地接枝到了PE膜上：红外谱图显示接枝膜出现PNIPAAm特征官能团的吸收峰。XPS特征吸收峰的位置可以反映功能膜表面的元素组成。与未接枝的样品相比，接枝膜的表面新出现了明显的N1s的电子结合能的吸收峰；对接枝样品的XPS谱图进行分析可得无论接枝程度的大小如何，C/N的值大致为6，与NIPAAm结构中的C，N比相等；SEM图显示在接枝程度较大的接枝膜的表面出现了直径大约为20微米明显的大孔结构。同时可以很清晰的看到大孔结构是不均一的，即在大孔洞里面还嵌套着大量大小约为几个微米级的小孔结构，这些小孔互相连通贯穿形成了聚合物网络。 溶胀/去溶胀测试表明这种接枝膜对温度变化具有很高的响应速率，可以在10秒内达到溶胀平衡，这是以前的文献中鲜有报道的。同时，接枝PNIPAAm的溶胀倍率可以高达60，几乎等于不受限制的块状凝胶的溶胀率。DSC分析和去溶胀测试显示PNIPAAm的低临界温度(LCST)大约在33 °C左右。具有快速响应能力的智能膜在传感器、智能开关、药物释放等方面具有较为重要的潜在应用价值。

第十二届“挑战杯”作品 三等奖
2010.12 第二届北京市大学生化学竞赛 一等奖
2011.4 本科生科学研究基金资助项目优秀项目
2011.6 高分子全国年会会议论文 投稿中