非對(duì)稱(chēng)雙嵌段共聚物薄膜在平板受限和溶劑蒸發(fā)下自組裝行為的分子模擬研究
本文關(guān)鍵詞: 雙嵌段共聚物薄膜 平板受限 溶劑蒸發(fā) 柱狀相取向 出處:《高分子學(xué)報(bào)》2017年11期 論文類(lèi)型:期刊論文
【摘要】:采用模擬退火和Monte Carlo方法研究體相形成柱狀相的雙嵌段共聚物薄膜在平板受限和溶劑蒸發(fā)條件下的自組裝,特別關(guān)注柱狀相形貌的取向.對(duì)于平板受限下的薄膜,研究了表面選擇性、溶劑選擇性和膨脹程度對(duì)柱狀相取向的影響.對(duì)于溶劑蒸發(fā)的薄膜,研究了表面選擇性和薄膜厚度對(duì)柱狀相取向的影響,并討論了柱狀相取向的機(jī)理.結(jié)果表明,薄膜內(nèi)存在中性溶劑時(shí)形成垂直柱形貌的表面選擇性范圍較小;存在親長(zhǎng)嵌段的溶劑時(shí)形成垂直柱形貌的表面選擇性范圍較大.溶劑蒸發(fā)后薄膜生成垂直柱形貌的參數(shù)范圍較熱退火下增大;柱狀相取向取決于蒸發(fā)過(guò)程中體系由球狀相演化為柱狀相時(shí)的薄膜厚度與體相周期的匹配性.
[Abstract]:Simulated annealing and Monte Carlo were used to study the self-assembly of diblock copolymer films with columnar phase under flat plate confinement and solvent evaporation. The effects of surface selectivity, solvent selectivity and expansion degree on the orientation of columnar phase were studied. The effects of surface selectivity and film thickness on the orientation of columnar phase were studied and the mechanism of columnar orientation was discussed. The surface selectivity range of the vertical column morphology is larger when the solvent with long block is present. The parameter range of the formation of the vertical column morphology after solvent evaporation is larger than that of the hot annealed film. The orientation of columnar phase depends on the matching between film thickness and bulk phase period when the system evolves from spherical phase to columnar phase during evaporation.
【作者單位】: 南開(kāi)大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金(基金號(hào)21574071,21528401,20925414,91227121) 教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(項(xiàng)目號(hào)IRT1257) 高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智111計(jì)劃(項(xiàng)目號(hào)B16027)資助項(xiàng)目
【分類(lèi)號(hào)】:O631;TB383.2
【正文快照】: 嵌段共聚物因其能夠通過(guò)自組裝形成豐富結(jié)構(gòu)的特性而受到廣泛關(guān)注[1,2].嵌段共聚物薄膜在納米刻蝕[3,4]、超濾納米薄膜[5~8]等領(lǐng)域中有著重要應(yīng)用,垂直形貌的薄膜的應(yīng)用更加廣泛.但是由于兩種嵌段一般具有不同的表面能,水平形貌更加穩(wěn)定[9~11].因此許多研究者致力于通過(guò)改變自
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