聚合物涂层可用于增强各种材料的性能和耐久性，因此被广泛应用于日常生活的各个领域。传统的溶剂型聚合物涂层通常是以有机溶剂作为分散介质，其在干燥过程中会产生较大的环境污染。因此，以水作为分散介质的环境友好型水性聚合物涂层越来越受到人们的关注。然而，与传统的溶剂型聚合物涂料相比，水性聚合物涂料普遍存在附着力差、耐水性差等缺点，这极大地限制了水性聚合物涂层的推广与应用。因此，研究水性聚合物涂层附着力弱的根源，进而提高其附着力，有利于促进水性聚合物涂层取代溶剂型聚合物涂层。
本研究工作利用和频振动光谱（SFG）表征了水性聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）涂层和溶剂型PMMA涂层在基底处的界面结构。结果发现，水性PMMA 涂层与基底的界面主要由水分子和乳化剂分子占据，同时PMMA分子链呈现卷曲构象；溶剂型PMMA涂层与基底的界面主要由PMMA 分子链占据，同时PMMA分子链呈现相对伸展的构象。这种界面结构的差异应该是造成两者黏附性能差异的主要原因。此外，还发现通过在玻璃化转变温度以上几十度（~Tg + 70 ℃）热处理形成聚合物吸附层可以使水性聚合物涂层的界面结构更接近溶剂型聚合物涂层，有效改善其界面结构，从而提高水性聚合物涂层的黏附性能。这一研究工作从分子水平上阐明了水性聚合物涂层与溶剂型聚合物涂层黏附性能差异的结构起源，对水性聚合物涂层的设计和性能优化具有重要意义。
本工作以《Understanding the interface structures of water-based and solvent-based poly(methyl methacrylate) coatings at the molecular level》为题发表于Applied Surface Science上。阳禹辉为论文第一作者，王新平教授为通讯作者。感谢国家自然科学基金（No. 21873085, 52103234）以及浙江理工大学科学基金（No. 20062225-Y, 21062342-Y）对本工作的支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433221032670
