【摘要】：嵌段共聚物可自組裝形成均勻的、納米尺度的規(guī)律圖案,結(jié)合薄膜技術(shù)和器件制造技術(shù),自組裝嵌段共聚物在信息存儲(chǔ)材料、能源器件、膜材料和流體力學(xué)等方面的潛在應(yīng)用引起了人們廣泛關(guān)注。實(shí)現(xiàn)嵌段共聚物自組裝常用的方法有熱退火、溶劑退火、機(jī)械力場(chǎng)和電場(chǎng)等,其中電場(chǎng)可以誘導(dǎo)產(chǎn)生分子水平的極化效應(yīng),改變聚合物的鏈構(gòu)象和動(dòng)力學(xué),它具有時(shí)間成本低、操作方便可調(diào)、可實(shí)時(shí)控制、可大規(guī)模批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。目前對(duì)于外場(chǎng)作用下嵌段共聚物的微區(qū)形態(tài)已有不少研究報(bào)道,但是關(guān)于嵌段共聚物在外場(chǎng)作用下的微相分離機(jī)理了解得并不充分,對(duì)嵌段共聚物自組裝行為的基本規(guī)律的研究比較少。本研究在實(shí)驗(yàn)上系統(tǒng)地研究了溫度場(chǎng)、溶劑場(chǎng)、電場(chǎng)對(duì)嵌段共聚物的微相分離動(dòng)力學(xué)的影響,主要研究結(jié)果如下:溫度場(chǎng)作用下,嵌段共聚物鏈段運(yùn)動(dòng)非常緩慢,其動(dòng)力學(xué)過(guò)程很慢,微相分離所需要的熱處理時(shí)間很長(zhǎng)。嵌段共聚物的微相分離結(jié)構(gòu)對(duì)溫度、時(shí)間、薄膜厚度的依賴性較大。溶劑場(chǎng)作用下,因溶劑分子的存在,高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng),由于高分子鏈間的纏結(jié)效應(yīng),不同嵌段共聚物薄膜形成其平衡結(jié)構(gòu)所需的時(shí)間不同。分子量較大的嵌段共聚物的分子鏈段運(yùn)動(dòng)得較緩慢。直流電場(chǎng)作用下,隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大,嵌段共聚物微相分離結(jié)構(gòu)的有序性會(huì)有所增強(qiáng)。同時(shí),直流電場(chǎng)可誘使嵌段共聚物PS-b-P2VP(89.5-25.5)薄膜從水平柱狀結(jié)構(gòu)向垂直柱狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。交流電場(chǎng)下,加鹽可增強(qiáng)嵌段共聚物對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)。
[Abstract]:Block copolymers can self-assemble to form uniform, nanoscale regular patterns, combined with thin film technology and device manufacturing technology, self-assembled block copolymers in information storage materials, energy devices, The potential applications of membrane materials and hydrodynamics have attracted much attention. The common methods for self-assembly of block copolymers include thermal annealing, solvent annealing, mechanical force field and electric field. Electric field can induce polarization effect at molecular level and change the chain conformation and kinetics of polymer, which has low time cost. Easy to operate adjustable, real-time control, large-scale batch production and other advantages. There have been many studies on the micromorphology of block copolymers under external field, but the mechanism of microphase separation of block copolymers under external field is not well understood. The basic rules of self-assembly behavior of block copolymers are less studied. The effects of temperature field, solvent field and electric field on the microphase separation kinetics of block copolymers are systematically studied in this paper. The main results are as follows: the segment motion of block copolymers is very slow under the action of temperature field. The kinetic process is very slow and the heat treatment time for microphase separation is very long. The microphase separation structure of block copolymers is dependent on temperature, time and film thickness. Due to the existence of solvent molecules, the mobility of polymer segments is enhanced. Due to the entanglement effect between polymer chains, different block copolymer films take different time to form their equilibrium structure. The molecular segments of block copolymers with higher molecular weight move slowly. The order of microphase separation structure of block copolymers will be enhanced with the increase of electric field intensity under the action of DC electric field. At the same time, DC electric field can induce block copolymer PS-b-P2VP (89.5-25.5) film to transform from horizontal columnar structure to vertical columnar structure. The response of block copolymers to electric field can be enhanced by adding salt in alternating current field.
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631.3

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本文編號(hào)：2142923