星形多臂嵌段共聚物在柱狀受限下自組裝的研究.pdf

1、嵌段共聚物由兩種或兩種以上不同化學組成的高分子鏈通過共價鍵連接而成，能夠在微觀尺度自組裝出有序的納米結構，在物理、化學、材料等許多領域備受關注。本文以復雜的多臂星形的兩嵌段共聚物為對象，運用自洽平均場理論系統(tǒng)研究了其在圓柱狀受限空間（納米管道）內自組裝的行為。
　　通過計算兩種嵌段比例對稱（A嵌段體積分數為0.30或者B嵌段體積分數為0.30）的多臂星形嵌段共聚物（臂數為3、9、15或21）在不同吸引性的管道（管道內壁吸引 A嵌段

2、或B嵌段）中受限自組裝，我們系統(tǒng)研究了星形結構中的A、B兩嵌段不對稱性和臂數對自組裝結構穩(wěn)定性以及穩(wěn)態(tài)結構相變的影響。值得注意的是，我們在結構序列中發(fā)現了一種新的穿孔層結構PC，其穩(wěn)定性在不同嵌段比例以及不同吸引性的條件下表現迥異，而且對臂數的變化非常敏感。
　　在第一部分工作的基礎上，我們對A嵌段體積分數大于0.50的多臂星形嵌段共聚物（臂數為3、9、15或21）在吸引A嵌段的管道中受限自組裝做了進一步研究，以A嵌段體積分數以及

3、管道直徑為獨立變量繪制出較為詳細的受限自組裝相圖。在嵌段比例的維度上，隨著嵌段共聚物越來越不對稱，二維結構（如層狀）逐漸轉化為三維結構（如螺旋柱狀結構），而穿孔層結構位于二維向三維過渡的位置。在管道直徑的維度上，結構隨直徑增大越來越復雜，特別是穿孔層結構的變化序列。這一全新的相變序列同時表現出了二維結構與三維結構的相變性質。
　　此外，我們首次用理論計算的方法研究了雜臂星形嵌段共聚物的膠束行為，發(fā)現在不同溶液（A選擇性溶液或B選擇