【摘要】：嵌段共聚物,是指兩種或兩種以上性質不同的聚合物鏈段通過共價鍵連接在一起制備而成的一種特殊聚合物,由于單體種類、拓撲結構和嵌段組成等因素的多樣性,使得此類共聚物發(fā)生微相分離時易形成納米尺度的有序結構,且形態(tài)豐富,進而引起了研究人員的廣泛關注。近些年,發(fā)展一些具有特殊化學或物理圖案的基板誘導嵌段共聚物的自組裝也成為了研究熱點。本論文以高斯鏈模型為出發(fā)點,將實空間的自洽場方法應用于研究線型兩嵌段共聚物薄膜在鋸齒狀基板上的自組裝以及基板對特定形態(tài)間的有序-有序相轉變行為的影響。通過構造范圍寬廣的基板橫向周期與嵌段共聚物膜厚的二維形態(tài)相圖,我們不僅證實了厚度較薄的膜誘導形成垂直于基板取向的相結構的事實,同時還在厚度較厚的時候觀察到一些新穎的多級結構,例如基板周期較小時,會形成上層柱狀相的取向與下層柱狀相的取向相互正交的雙層柱狀,并且可以在很寬的膜厚范圍內穩(wěn)定存在。然后,我們通過對某些固定基板周期下特定形態(tài)間的有序-有序相轉變行為進行詳細的分析,進而闡述了構象熵對于過渡形態(tài)形成的重要性。緊接著,我們又考慮了基板與嵌段共聚物之間的相互作用對這種有序-有序相轉變行為的影響。發(fā)現(xiàn)當這種相互作用表現(xiàn)為強烈的排斥時,過渡形態(tài)易形成球狀與柱狀結合的雜化結構,而當其表現(xiàn)為強烈的吸引時,易形成雙層平行于基板x方向的柱狀結構。最后,我們還發(fā)現(xiàn)基板固有的傾斜角越大,越容易誘導共聚物薄膜形成球狀與柱狀結合的雜化結構。通過與基板的橫向周期對比,我們發(fā)現(xiàn)了生成這種雜化結構的臨界起始膜厚值約為1.10Rg0。很顯然,我們利用鋸齒狀基板能有效調控兩嵌段共聚物的誘導自組裝以及有序-有序相轉變行為。
【圖文】：

同時還區(qū)分了相疇的分層（Ｌａｙｅｒ），邋及不同層間的細微差別（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ），逡逑并構造了嵌段組分（即／）和嵌段共聚物膜厚（即Ｗ）之間的二維相圖，詳細結逡逑果如圖１．３所示：逡逑＊邋篇Ｓ邋＇＾２邋＾逡逑＇Ｃ邐，Ｌ邐ＯＪ邐０．４邐０．６邐０．８逡逑巧＊々吟呼相、_N逡逑圖１．３線型ＡＢ兩嵌段共聚物在兩個相同界面受限下（對嵌段Ｂ吸引）的自組裝形態(tài)的逡逑密度等值面圖。其中，用紅色表示的為Ａ組分，用綠色表示的巧Ｂ組分２＂。逡逑Ｆｉｇｕｉ＇ｅ邋１３邋Ｄｅｎｓｉｔｙ邋ｉｓｏｓｕｒ拉ｃｅ邋ｐｌｏｔｓ邋ｏｆ邋化Ｉｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ邋ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ邋ｆｂｒｍｅｄ邋ｂｙ邋ＡＢ邋ｄ化ｌｏｃｋ逡逑ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ邋ｃｏｎｆｉｎｅｄ邋ｉｎ邋ｔｗｏ邋ｉｄｅｎｔｉｃａｌ邋ｓｕｒｆａｃｅｓ邋ｗｉ化邋ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ邋ｉｎ１：ｅｉ＊ａｃｔｉｏｎｓ邋ｔ；ｏ邋Ｂ邋ｂｌｏｃｋ．邋Ａｍｏｎｇ逡逑化ｅｍ，邋Ｉｈｅ邋ｉｓｏｓｕｒｆａｃｅｓ邋ｏｆ邋化ｅ邋Ａ邋ｃｏｍｐｏ打ｅｎｔ邋ａｒｅ邋ｐｌｏｔｔｅｄ邋ｉｎ邋ｒｅｄ邋ｃｏｌｏｒ，邋ａｎｄ邋ｏｌ：ｈｅｒｗｉｓｅ，ｌ；ｈｅ逡逑ｉｓｏｓｕｒｆａｃｅｓ邋ｏｆ邋ｌ；ｈｅ邋Ｂ邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ邋ａｒｅ邋ｐｌｏｔｔｅｄ邋ｉｎ邋ｇｒｅｅｎ邋ｃｏｌｏｒ．逡逑很顯然，在這些形態(tài)中，既有取向垂直于（Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）基板的，也有取逡逑向平行（Ｐａｒａｌｌｅｌ）于基板的；既有單層（Ｓｉｎｇｌｅ邋Ｌａｙｅｒ）的相疇，也有雙層（Ｂｉｌａｙｅｒ）逡逑的相疇；然而，并未出現(xiàn)具有正交取向或Ｈ層（或Ｗ上）的相疇。面對這類問題，逡逑早些時候麻州大學的Ｔｈｏｍａｓ邋Ｐ．民ｕｓｓｅｌｌ課題組就曾設計了一種新型的基板Ｍ’ｓｉ

應用范圍甚至可＾文擴展到對高分子等復雜流體非平衡性質的研究領域ｓｅ。逡逑一般來說，，選用基于場的（Ｆｉｅｌｄ－Ｂａｓｅｄ）高分子模擬方法計算高分子等復雜逡逑流體的平衡性質，大致可Ｗ分成下ａ？ｄ四個步驟進行，具體如圖２．１所示：逡逑ａ．建立適當?shù)幕诹Ｗ拥哪Ｐ停诲义希猓魧⑸跤诹Ｗ拥哪Ｐ娃D化成場論；逡逑Ｃ．對模擬區(qū)域進巧離散化處理；逡逑ｄ．對離散化的場論進行數(shù)值抽樣；逡逑《ｆ邐．‘Ｉ今慧辟逡逑粒子模型邐場論轉換邐離散化處理逡逑圖２．１基于場的高分子模擬方法示意圖。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｉｅｌｄ邋ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｆｏｒ邋ｐｏｌｙｍｅｒ．逡逑１２逡逑
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O631;TB383.2

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本文編號：2576845