格子自洽场方法及线杆嵌段共聚物的自组装研究

论文摘要

由刚性杆和柔性线组成的线―杆嵌段共聚物系统的自组装,不仅以其复杂和独特的微相结构引起了人们的广泛兴趣,而且这些现象的理论解释也是当前高分子凝聚态物理领域中引起广泛关注的研究课题之一。目前,在对柔性嵌段高分子自组装行为的理论研究中,自洽场方法得到广泛应用,而且被证明是一种非常有效的方法。它不仅成功地解释了实验中已经观测到的各类微相结构,而且还预言了某些实验上未观测到的结构的存在的可能性。本论文把自洽场方法扩展到格子模型中,研究了含有刚性嵌段的共聚物体系的相分离行为。本论文共分五个部分,具体内容如下:第一部分:介绍了高分子自组装行为,特别是含有刚性嵌段的高分子的自组装行为的研究现状;介绍了连续自洽场模型和传统的格子自洽场模型,以及我们的工作与这两种模型的关系。第二部分:提出新的格子自洽场模型,用格子中的无规行走链代替了连续空间中的Gaussian链;引入带有取向的传播子λ来描述高分子链的链段,通过对λ的适当选取,使得格子自洽场模型既可研究柔性链,也能对半柔性和刚性高分子链进行研究;最后,讨论了格子自洽场模型与以Gaussian链为基础的连续自洽场模型的关系。第三部分:介绍了一种有效的解格子自洽场方程组的方法——二步收敛法,解决了格子模型中由于非局域相互作用所引起的计算过程中系统难以收敛的问题。作为对格子自洽场方法和二步收敛法的验证,我们研究了线―线两嵌段共聚物的自组装,得到的结果与连续自洽场模型的结果完全一致。第四部分:利用格子自洽场方法和二步收敛法对三维系统中线―杆两

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自洽平均场理论及其数值求解方法
• 1.2.1 自洽平均场理论
• 1.2.2 自洽场理论的数值求解方法
• 1.3 Scheutjens—Fleer 模型
• 1.4 本论文研究内容及意义
• 第二章 格子自洽场模型
• 2.1 引言
• 2.2 格子中的无规行走链
• 2.2.1 系统配分函数
• 2.2.2 单链配分函数和自洽场方程组
• 2.3 格子中受约束的无规行走链
• 2.4 格子自洽场模型与自洽场理论
• 2.5 本章小结
• 第三章 二步收敛法解自洽场方程组及对线―线两嵌段共聚物的自组装研究
• 3.1 引言
• 3.2 二步收敛方法解自洽场方程组
• 3.2.1 非键相互作用的局域化
• 3.2.2 实空间求解自洽场方程组
• 3.2.3 自由能的最小值
• 3.3 线―线两嵌段共聚物的自组装
• 3.3.1 计算结果
• 3.3.2 对计算的讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 线―杆两嵌段共聚物的自组装
• 4.1 引言
• 4.2 计算结果与讨论
• 4.2.1 线―杆两嵌段共聚物的相图
• 4.2.2 线―杆两嵌段共聚物的微相结构
• 4.3 杆的有序排列
• 4.3.1 研究方法
• 4.3.2 杆的排列方式
• 4.4 本章小结
• 第五章 线型线―杆多嵌段共聚物的相行为研究
• 5.1 引言
• 5.2 线型线―杆多嵌段共聚物的相行为
• 5.2.1 线―杆―线三嵌段共聚物
• 5.2.2 线―杆五嵌段共聚物
• 5.2.3 分子链中杆的数目的影响
• 5.3 本章小结
• 参考文献
• 论文总结
• 中文摘要
• 英文摘要
• 发表论文情况
• 致谢