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(xué)組成的高分子鏈通過(guò)共價(jià)鍵連接而成，能夠在微觀尺度自組裝出有序的納米結(jié)構(gòu)，在物理、化學(xué)、材料等許多領(lǐng)域備受關(guān)注。本文以復(fù)雜的多臂星形的兩嵌段共聚物為對(duì)象，運(yùn)用自洽平均場(chǎng)理論系統(tǒng)研究了其在圓柱狀受限空間（納米管道）內(nèi)自組裝的行為。
　　通過(guò)計(jì)算兩種嵌段比例對(duì)稱(chēng)（A嵌段體積分?jǐn)?shù)為0.30或者B嵌段體積分?jǐn)?shù)為0.30）的多臂星形嵌段共聚物（臂數(shù)為3、9、15或21）在不同吸引性的管道（管道內(nèi)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(jié)構(gòu)中的A、B兩嵌段不對(duì)稱(chēng)性和臂數(shù)對(duì)自組裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)相變的影響。值得注意的是，我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)序列中發(fā)現(xiàn)了一種新的穿孔層結(jié)構(gòu)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(xiàn)迥異，而且對(duì)臂數(shù)的變化非常敏感。
　　在第一部分工作的基礎(chǔ)上，我們對(duì)A嵌段體積分?jǐn)?shù)大于0.50的多臂星形嵌段共聚物（臂數(shù)為3、9、15或21）在吸引A嵌段的管道中受限自組裝做了進(jìn)一步研究，以A嵌段體積分?jǐn)?shù)以及

3、管道直徑為獨(dú)立變量繪制出較為詳細(xì)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(lái)越不對(duì)稱(chēng)，二維結(jié)構(gòu)（如層狀）逐漸轉(zhuǎn)化為三維結(jié)構(gòu)（如螺旋柱狀結(jié)構(gòu)），而穿孔層結(jié)構(gòu)位于二維向三維過(guò)渡的位置。在管道直徑的維度上，結(jié)構(gòu)隨直徑增大越來(lái)越復(fù)雜，特別是穿孔層結(jié)構(gòu)的變化序列。這一全新的相變序列同時(shí)表現(xiàn)出了二維結(jié)構(gòu)與三維結(jié)構(gòu)的相變性質(zhì)。
　　此外，我們首次用理論計(jì)算的方法研究了雜臂星形嵌段共聚物的膠束行為，發(fā)現(xiàn)在不同溶液（A選擇性溶液或B選擇