嵌段共聚物是將兩種不同性質(zhì)的聚合物鏈段通過化學(xué)鍵連接在一起的高分子物質(zhì)。嵌段共聚物可在外場的作用下自組裝形成一系列規(guī)整的納米尺度結(jié)構(gòu)形態(tài),由于其在理論研究及潛在應(yīng)用上的巨大價值而受到了學(xué)術(shù)界及工業(yè)方面的關(guān)注。目前研究重點主要集中在嵌段共聚物自組裝機理、理論模擬以及在不同環(huán)境下自組裝形成的各類形貌的膠束及薄膜的制備表征。傳統(tǒng)表征手法如透射電鏡（TEM）無法對嵌段共聚物自組裝演變過程、相變細(xì)節(jié)以及外界環(huán)境條件變化對形貌實時影響等進(jìn)行原位在線表征。本論文的主要工作是依托上海光源小角散射線站,利用其具有良好的空間及時間分辨率,研究嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丙烯酸Poly（styrene）-b-poly（acrylic acid,PS-b-PAA）以粉末、溶液及薄膜形態(tài)在溫度和選擇性溶劑的外界環(huán)境作用下的自組裝過程,推動同步輻射小角散射原位技術(shù)在嵌段共聚物材料研究中的理論與實驗發(fā)展。主要工作內(nèi)容如下:1、嵌段共聚物PS-b-PAA粉末升溫過程自組裝原位研究。利用X射線小角散射技術(shù)對兩種嵌段共聚物粉末進(jìn)行表征,對粉末樣品在升溫過程中自組裝相變進(jìn)行原位表征,定量獲得嵌段共聚物粉末納米顆粒形貌、大小變化。... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

小角散射線站構(gòu)圖，M：單色器（SINGLECRYSTALMONOCHROMATOR），S：樣品臺（SAMPLEHOLDER），D：探測器（DETECTORPLANE）

圖 1.2 掠入射小角散射（GISAXS）原理示意圖[26]Figure 1.2 Schematic diagram of Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering1.1.4 小角散射原位研究優(yōu)勢及應(yīng)用納米材料[27]指材料自身尺寸至少有一維在 1nm-100nm 范圍內(nèi)，由于其導(dǎo)體、陶瓷、鋰電池、催化劑及生命醫(yī)學(xué)[28-36]等領(lǐng)域具有重大的研究及應(yīng)用值，受到極大的關(guān)注。納米材料與宏觀材料性質(zhì)迥異，主要表現(xiàn)在兩個方面1.受量子尺寸效應(yīng)影響，納米材料光學(xué)、力學(xué)、磁性[37-39]等物理性質(zhì)發(fā)生顯變化；2.納米材料具有很大的比表面積，使材料化學(xué)性質(zhì)活潑[40]，同時導(dǎo)電[41]也發(fā)生很大的變化。隨著納米技術(shù)發(fā)展，人們已經(jīng)可以制備各類功能的納材料，如具有高強度、高韌性及化學(xué)穩(wěn)定性的納米陶瓷材料，具有大表面積化學(xué)性質(zhì)活躍的納米催化材料，用于藥物傳輸?shù)陌邢虿牧希约熬哂谐瑢?dǎo)特

圖 1.3 高真空實驗腔體Figure 1.3: Experimental ultra high vacuum cavity1.2 嵌段共聚物自組裝原理及研究進(jìn)展1.2.1 嵌段共聚物簡介及微相分離原理嵌段共聚物[43, 44]將兩種不同性質(zhì)的聚合物鏈段通過化學(xué)鍵連接在一起，兩種聚合物鏈段互相排斥，在納米尺度結(jié)構(gòu)下產(chǎn)生微相分離，可以在固態(tài)及溶液中自組裝形成一系列規(guī)整的納米尺度結(jié)構(gòu)。目前可以精確設(shè)計聚合物分子結(jié)構(gòu)，控制分子量分布，同時可在其頂端嫁接官能團[45-47]。嵌段共聚物自組裝后具有非常廣泛的應(yīng)用價值，嵌段共聚物在基底表面自組裝形成薄膜可以作為新型半導(dǎo)體材料[48, 49]，同時嵌段共聚物薄膜還可以作為模板誘導(dǎo)金屬納米顆粒在無機物襯底上成長[50-52]。嵌段共聚物在溶液中自


本文編號：3457080