聚電解質層的工業用途

由于可用的離子聚合物種類繁多，聚電解質可應用于多種類型的表面。它們可以以多層形式應用于固體表面以實現各種設計目標，它們可以用來包圍固體顆粒以增強膠體系統的穩定性。

聚電解質

英文簡稱	英文全稱	中文名	典型應用
polyDADMAC	polydiallyldimethylammonium chloride	聚二烯丙基二甲基氯化銨	重廢水絮凝劑
PAH-Naf / PAH-PAA	poly(allylamine)-Nafion / poly (acrylic acid)	聚（烯丙胺）-Nafion / 聚（丙烯酸）	機械響應可變疏水性薄膜
DMLPEI/PAA	linear N, N-dodecyl,methyl-poly(ethyleneimine) / poly (acrylic acid)	線性N,N-十二烷基，甲基聚（亞乙基亞胺）/ 聚（丙烯酸）	殺菌涂層
PEI	poly(ethyleneimine)	聚（乙烯亞胺）	生物傳感器電極的錨固層
PSS	poly (styrene sulfonate)	聚（苯乙烯磺酸鹽）	用于生物傳感器涂層的雙層組件
PAH	poly (allylamine hydrochloride)	聚（烯丙胺鹽酸鹽）	用于生物傳感器涂層的雙層組件
PAH-PAA	poly (allylamine / poly(acrylic acid)	聚（烯丙胺）/ 聚（丙烯酸）	pH誘導的亞甲藍受控遞送
PAA/PEO-b-PCL	poly (acrylic acid) / polyethylene oxide - block - polycaprolactone	聚（丙烯酸）/聚環氧乙烷 - 嵌段 - 聚己內酯	三氯生通過降解釋放給藥。

聚合物涂料

聚電解質多層是聚合物涂料工業中一個很有前途的研究領域，因為它們可以在水基溶劑中以低成本以噴涂方式應用。盡管聚合物僅通過靜電力保持在表面上，但多層涂層在液體剪切下會強力粘附。這種涂層技術的缺點是涂層具有凝膠的稠度，因此不易磨損。

不銹鋼耐腐蝕

為了抑制腐蝕，科學家們已經使用聚電解質逐層涂覆不銹鋼。限制腐蝕的確切機制是未知的，因為聚電解質多層是浸水的并且具有凝膠狀稠度。一種理論是，這些層形成了小離子無法穿透的屏障，從而促進了鋼的腐蝕。此外，多層膜中的水分子被聚電解質的離子基團保持在受限狀態。這降低了鋼表面水的化學活性。

膠體穩定性

聚電解質吸附的另一個主要應用是固體膠體懸浮液或溶膠的穩定化（或去穩定化）。溶液中的粒子往往具有類似于范德華力的吸引力，由 Hamaker 理論建模。這些力往往會導致膠體顆粒聚集或絮凝。 Hamaker 吸引效應通過溶液中膠體的兩種排斥效應中的一種或兩種來平衡。第一個是靜電穩定，其中粒子的相同電荷相互排斥。這種效應是由于溶液中粒子的表面電荷而存在的 zeta 電位。 第二個是空間穩定化，由于空間效應。將顆粒與吸附的聚合物鏈拉在一起大大降低了表面聚合物鏈的構象熵，這在熱力學上是不利的，使絮凝和凝聚更加困難。

聚電解質的吸附可用于穩定懸浮液，例如在染料和油漆的情況下。它還可用于通過將帶相反電荷的鏈吸附到顆粒表面、中和 zeta 電位并導致污染物絮凝或凝結來使懸浮液不穩定。這在廢水處理中被大量使用，以迫使污染物的懸浮液絮凝，從而使它們被過濾。有多種工業絮凝劑本質上是陽離子或陰離子，用于靶向特定物種。

液芯封裝

聚電解質多層將賦予膠體的額外穩定性的應用是為液體核心創建固體涂層。雖然聚電解質層通常被吸附到固體基質上，但它們也可以被吸附到液體基質上，例如水包油乳液或膠體。這個過程有很大的潛力，但也充滿了困難。由于膠體通常由表面活性劑穩定，并且通常是離子表面活性劑，因此與表面活性劑類似地帶電的多層的吸附會由于聚電解質和表面活性劑之間的靜電排斥而引起問題。這可以通過使用非離子表面活性劑來規避；然而，與離子表面活性劑相比，這些非離子表面活性劑在水中的溶解度大大降低。