【摘要】：嵌段共聚物以及聚合物混合體系能夠自組裝形成許多新奇的結(jié)構(gòu),然而這些聚合物在均質(zhì)基板或本體中往往形成高度無(wú)序的納米結(jié)構(gòu)。受限環(huán)境在相分離的過(guò)程之中飾演了不容忽視的角色,它能夠改變本體自組裝相行為。因此我們可以通過(guò)改變外部環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)自組裝過(guò)程可控的目的,這樣一來(lái)通過(guò)嵌段共聚物的定向自組裝便會(huì)出現(xiàn)用途更加廣泛的納米材料。不同的受限環(huán)境能夠誘導(dǎo)嵌段共聚物形成各種各樣有趣且新穎的相形貌,這些結(jié)構(gòu)在納米技術(shù)應(yīng)用方面有廣泛的應(yīng)用前景,例如:高密度媒體存儲(chǔ)、納米刻蝕、光子晶體等。為了能夠有效地改善受限表面特性,我們可以在受限表面接枝嵌段共聚物或均聚物來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。在本文中,我們運(yùn)用自洽場(chǎng)理論,討論了兩嵌段共聚物及其與均聚物的混合體系在不同幾何形狀的軟受限情況下自組裝。首先,我們研討了 AB兩嵌段共聚物受限于交替接枝兩種不同性質(zhì)的聚合物刷平行板間的相行為�？紤]了嵌段共聚物對(duì)稱性、聚合物刷接枝周期、聚合物刷體積分?jǐn)?shù)、平板間距以及AB嵌段間的相互作用參數(shù)對(duì)體系相形貌的影響,獲得了四角柱狀與六角柱狀的交替相、四角柱狀與八角柱狀的交替相、平行的斜層狀相以及彎層狀相等結(jié)構(gòu);同時(shí)發(fā)現(xiàn),接枝周期性混合刷有利于減少體系無(wú)序相的產(chǎn)生,并且較小周期的聚合物刷體系有利于六角柱狀相的形成;在一定條件下,通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物刷體積分?jǐn)?shù)能夠?qū)崿F(xiàn)由水平層狀到垂直層狀的轉(zhuǎn)變,這對(duì)納米平板制造具有重要的意義;隨著平板間距的減小,也獲得了從水平層狀到垂直層狀的轉(zhuǎn)變。其次,我們利用均聚物對(duì)圓孔進(jìn)行化學(xué)修飾,將AB兩嵌段共聚物和星型均聚物的混合體系放置于其中進(jìn)行自組裝。均聚物與B組分存在排斥作用。對(duì)于對(duì)稱嵌段共聚物,當(dāng)增加均聚物體積分?jǐn)?shù)或聚合物刷體積分?jǐn)?shù)時(shí),體系結(jié)構(gòu)的整體轉(zhuǎn)變趨勢(shì)為:先是發(fā)生了層柱狀數(shù)目的減少,然后形成了膠束狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)A嵌段體積分?jǐn)?shù)fA=0.7時(shí),體系結(jié)構(gòu)均為柱狀相,當(dāng)增加均聚物含量時(shí),體系結(jié)構(gòu)由四層柱狀相→三層→兩層→一層。當(dāng)fA= 0.6,在不同的均聚物含量或不同聚合物刷體積分?jǐn)?shù)情況下,體系自組裝結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多種新穎結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變。同時(shí)我們通過(guò)構(gòu)建三角相圖,整體上研究了φH,φAB, 以及φbr三者對(duì)體系相形貌的影響。本文所提出的調(diào)控共聚物結(jié)構(gòu)的新方法以及獲得的新穎結(jié)構(gòu),能夠?qū)π滦凸δ懿牧系脑O(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)。
【圖文】：

分子聚合物分子聚合物是一類高分子量化合物，雖然它的組成結(jié)構(gòu)單元較為簡(jiǎn)單，但常巨大的，因此，高分子聚合物的分子量的數(shù)量級(jí)是非常龐大的。它們?cè)诘膽?yīng)用非常廣泛，例如：塑料、橡膠、食物、纖維、薄膜等。同時(shí)，它新技術(shù)領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用前景，如光子晶體、半導(dǎo)體納米粒子、高、納米刻蝕等。聚合物的種類有兩種，一類是均聚物，另一類是共聚物知的聚氯乙烯、聚乙烯等就屬于均聚物，它們的共同特點(diǎn)是：由一種單烯--醋酸乙烯這樣的物質(zhì)，是由兩種或者兩種以上的單體所組成的，屬疇。若是要對(duì)共聚物進(jìn)行研究，那么嵌段共聚物是我們最為普遍的物質(zhì)要選擇的對(duì)象。結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的就是比較常見(jiàn)的兩嵌段共聚物，除此之類型，例如：結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的三嵌段以及多嵌段共聚物。根據(jù)嵌段共聚差別，可將其可以分為線型、星型、π型、H 型等[1]（圖 1 -1）。

技術(shù)應(yīng)用方面有著廣泛的用途，例如：納米刻蝕、納米多孔儲(chǔ)、生物礦化等。聚物本體自組裝簡(jiǎn)介共聚物本身構(gòu)造的奇特性，許多因素將直接影響它自組裝結(jié)的體積分?jǐn)?shù)、嵌段共聚物的聚合度以及嵌段間的 Flory-Hugg最簡(jiǎn)單的兩嵌段共聚物而言，，各組分的含量不同時(shí)，體系結(jié)構(gòu)之外，相互作用參數(shù)AB 以及嵌段共聚物的聚合度 N 對(duì)最終體不容忽視的。當(dāng)A 組分和B組分接近時(shí)，體系形成的是交替體積分?jǐn)?shù)Af ，當(dāng)Af 達(dá)到某一個(gè)值時(shí)，A 組分在B的疇中形成自由能，A 的柱狀相按六角排列，稱為六方柱狀結(jié)構(gòu)（H），極其不對(duì)稱，組分A 形成了體心立方排列的球狀相（C），同出現(xiàn)在了在層狀和柱狀之間，如圖 1-2 所示[2]。
【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O631

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 楊榮巧;丁大同;李寶會(huì);;對(duì)稱兩嵌段共聚物/均聚物共混體系受限在球形納米孔內(nèi)的自組裝行為[J];高分子學(xué)報(bào);2011年11期

2 李明;諸躍進(jìn);;嵌段共聚物受限于軟孔內(nèi)的自組裝[J];物理學(xué)報(bào);2008年12期

3 韓文馳;唐萍;張紅東;楊玉良;;嵌段共聚物和星型均聚物共混體系相行為的自洽場(chǎng)理論研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2008年14期

本文編號(hào)：2518938