几种嵌段共聚物混合体系的微观相行为研究

论文摘要

本文采用实空间数值求解自洽场方程组的方法,详细讨论了由均聚物C调节的两性嵌段共聚物AB在溶剂中的自组装相行为;接枝在圆孔内壁上的均聚物对受限于其中的嵌段共聚物自组装相形貌的影响;以及受限于圆孔中的聚合物/粒子体系在不同孔径影响下的结构变化。着重讨论了各组分的体积分数、以及组分间的相互作用参数等对体系最终结构的影响。主要内容如下:1,应用自恰场方法研究由均聚物C调节的两性嵌段共聚物AB在溶剂中时得出了与实验结果相符的单囊泡(ULV)结构,均聚物C自动载入囊泡膜内参与囊泡壁的构成。通过改变嵌段共聚物和均聚物的浓度比可以控制囊泡的数量,改变均聚物的聚合度可以调整囊泡壁的构成。最后在调节A,C弱相互作用时得到了大的复合型囊泡(LCV),均聚物C同单囊泡情况一样参与构成囊泡壁。2,当两嵌段共聚物受限于接枝均聚物链(聚合物刷)圆孔中,在圆孔内径一定时,嵌段比f和聚合物的接枝浓度是调控嵌段共聚物相形貌的主要因素,聚合物刷的弹性熵也起着重要作用。嵌段比f=0.7时,在聚合物刷的浸润下,贴近刷表面处AB嵌段共聚物构成环层状结构,随着聚合物刷浓度的减小这种结构会周而复始的出现。在嵌段比处于0.3~0.7之间的非对称状态时,体系易形成外环内柱的相结构,当嵌段比取0.35时,体系可以出现一种新颖的复杂结构——最内层的柱状结构,次内层的环层状结构,次外层呈环形排列的柱状结构,最外层又是环层状结构,即CRCR环柱交替结构。最后给出以嵌段比和嵌段共聚物浓度作为参数空间的嵌段共聚物结构相图。3,研究在圆孔中加入嵌段共聚物和粒子,主要考虑两种表面势情况下不同的受限半径对体系的影响。当孔壁亲和B嵌段时,在孔内最外层粒子会形成链条状排列,随着孔径的增大链条结构的链节数以4的倍数增长。当孔壁亲粒子时,贴近孔壁的最外层粒子会形成环状结构,次外层的粒子却会呈现链状排列,但排列的规则性较孔壁亲和B嵌段的最外层粒子弱。最后通过比较解释了不同势场作用下链状结构形成难易的原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪言
• 1.1 高分子聚合物
• 1.1.1 嵌段共聚物溶液体系自组装
• 1.1.2 嵌段共聚物受限体系的自组装
• 1.1.3 嵌段共聚物/胶体体系
• 1.2 聚合物体系的自恰场理论
• 1.2.1 两嵌段共聚物体系的理论模型
• 1.2.2 聚合物混合体系的自恰场理论
• 1.2.3 自恰场方程的实空间数值方法
• 2 稀溶液中由均聚物调控的嵌段共聚物囊泡相行为研究
• 2.1 引言
• 2.2 理论方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 3 嵌段共聚物受限于软孔内的自组装研究
• 3.1 引言
• 3.2 理论方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 4 嵌段共聚物/粒子体系受限于圆孔中的自组装研究
• 4.1 引言
• 4.2 理论方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢