ATRP法兩嵌段共聚物的合成和有序納米膜的制備.pdf

1、本文研究了兩嵌段共聚物納米薄膜的有序化和自組裝行為。采用ATRP法制備了兩嵌段共聚物PS-b-PMMA和PEO-b-PS。對于PS-b-PMMA嵌段共聚物的薄膜自組裝，研究了溶劑蒸氣后處理時間對PS-b-PMMA旋涂薄膜表面形貌的影響。對于PEO-b-PS嵌段共聚物的薄膜自組裝，使用了旋涂成膜和滴鑄成膜兩種方法制備薄膜。研究了不同分子量的PEO-b-PS嵌段共聚物在不同溶劑熏蒸條件下成膜以及溶劑蒸氣后處理過程后形貌的變化。進一步探討了P

2、EO-b-PS嵌段共聚物與其他物質(zhì)復(fù)合體系的薄膜自組裝行為。具體內(nèi)容有以下四個方面:
　　 1.采用ATRP法合成了PS-b-PMMA嵌段共聚物和兩個分子量PEO-b-PS嵌段共聚物。PS-b-PMMA嵌段共聚物的數(shù)均分子量和分子量分布分別是是32800和1.37。兩種PEO-b-PS嵌段共聚物的數(shù)均分子量分別是37000和29900，分子量分布分別是1.25和1.22。實驗中使用ATRP法成功地合成了三種分子量分布窄的兩嵌段共

3、聚物。
　　 2.將PS-b-PMMA嵌段共聚物配制成0.4wt％和0.6wt％兩種濃度的THF溶液，旋涂成膜后用三氯甲烷溶劑熏蒸后處理。隨著處理時間的增加，薄膜表面的PMMA逐漸形成圓柱狀的突起，一定時間后圓柱突起反而向內(nèi)凹陷，有相互溶合的趨勢，繼續(xù)使用溶劑熏蒸，圓柱突起數(shù)量增加并且形成形貌較規(guī)律的薄膜。
　　 3.在PEO-b-PS嵌段共聚物旋涂薄膜體系中，使用嵌段共聚物PEO-b-PS-1/苯溶液旋涂成膜時，與在空

4、氣中旋涂成膜相比，在苯蒸氣環(huán)境下旋涂后可得到相分離明顯的薄膜;使用兩種濃度PEO-b-PS-1(PEO=12.9wt％)/甲苯溶液旋涂成膜，在甲苯/水共溶劑中旋涂并且經(jīng)過甲苯/水共溶劑蒸氣的后處理，薄膜表面均可呈現(xiàn)20nm左右PEO嵌段圓柱狀嵌段為基質(zhì)，PS嵌段為基底的形貌;使用0.5wt％PEO-b-PS-2/甲苯溶液，在甲苯/水共溶劑中旋涂并且經(jīng)過甲苯/水共溶劑蒸氣的后處理，可以形成規(guī)律六方堆積圓柱的長程有序狀薄膜。加入小分子PEO

5、-OH均聚物后，通過與PEO嵌段的相互作用，控制PEO嵌段圓柱的尺寸。
　　 4.在PEO-b-PS嵌段共聚物滴鑄薄膜體系中，使用0.5wt％PEO-b-PS-1(PEO=12.9wt％)/甲苯溶液滴鑄成膜，改變滴鑄薄膜的成膜條件，薄膜表面從條紋狀、不規(guī)則圓柱狀、反圓柱狀到規(guī)律納米圓柱的形貌;使用0.5wt％PEO-b-PS-1(PEO=12.9wt％)/甲苯&水溶液滴鑄成膜，PEO的親水性使得水進入了PEO嵌段微區(qū)，增加PEO