共聚物刷是將共聚物鏈的一端接枝到基底表面而形成的,由于其具有自組裝特性,可以形成多種結(jié)構(gòu),因而在表面改性等領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用,已成為聚合物研究中最有吸引力的分支之一。嵌段共聚物刷相較于均聚物刷有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu),在選擇性溶劑中可以形成更加豐富的表面結(jié)構(gòu)。本文采用模擬退火方法研究了ABA三嵌段共聚物刷在選擇性溶劑中的自組裝形態(tài),通過構(gòu)建相圖、給出典型形態(tài)、計算單體的密度分布曲線等方法,在選擇性溶劑中討論了接枝方式對共聚物刷自組裝形態(tài)的影響;在不良溶劑中討論了共聚物刷嵌端長度、接枝密度及不同單體與溶劑分子之間的相互作用強度等因素對ABA三嵌段共聚物刷自組裝形態(tài)的影響。論文的第一章中,我們首先介紹了共聚物刷的研究背景,并說明了文章結(jié)構(gòu)。第二章中我們介紹了使用的模型和方法。在第三章中我們使用模擬退火方法,研究了在選擇性溶劑中接枝點分布的隨機性對ABA三嵌段共聚物刷自組裝形態(tài)的影響,其中溶劑對于A單體為不良溶劑,對于B單體為良溶劑。主要通過以高接枝密度體系為例,分別研究了均勻接枝、區(qū)域隨機接枝和全隨機接枝時共聚物刷聚集體的形態(tài),并構(gòu)建了三種接枝方式下體系的相圖,考察了接枝點分布對ABA三嵌段共聚物... 

【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

共聚物分類示意圖

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3積分數(shù)與斥溶劑嵌段對溶劑的排斥強度；而膠束內(nèi)部的相分離結(jié)構(gòu)，取決于兩種斥溶劑嵌段之間的不溶性和兩者的體積分數(shù)之比。1.3嵌段共聚物刷圖1-2嵌段共聚物刷示意圖。(a)均聚物刷；(b)混合聚合物刷；(c)AB兩嵌段共聚物刷；(d)ABA三嵌段共聚物刷嵌段共聚物刷[20-23]是指將共聚物的一端接枝到基底的表面。如圖1-2所示，按照化學(xué)組成的不同可以分為均聚物刷(如圖1-2(a)所示)、混合物刷(如圖1-2(b)所示)與嵌段共聚物刷。嵌段共聚物刷按照接枝共聚物鏈的不同可以分為兩嵌段共聚物刷(如圖1-2(c)所示)、三嵌段共聚物刷(如圖1-2(d)所示)等。嵌段共聚物刷由于被接枝到基底上而一端受限，可以形成與均聚物不同的各種納米結(jié)構(gòu)。嵌段共聚物刷的自組裝形態(tài)可受到接枝密度、共聚物鏈各組分長度、相互作用強度、pH與溫度等因素的影響[24-32]。如在選擇性溶劑中，線性ABA三嵌段共聚物刷能自組裝形成球形、蠕蟲與條紋等多種膠束形態(tài)。在納米醫(yī)學(xué)[33-35]、滅菌[36,37]、潤滑[38,39]、摩擦和粘合[40-42]等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。如共聚物刷涂層在硬盤中的應(yīng)用，在未使用共聚物刷涂層時，硬盤在讀寫數(shù)據(jù)時由于剪切力較強，幾乎瞬間就將被破壞。但在硬盤上用全氟聚醚進行2-4nm涂層處理后，硬盤的表面摩擦性質(zhì)可以得到極大的改善，其使用壽命得到極大延長。在過去的研究中，人們對嵌段共聚物刷在理論與實驗上都進行了大量的研究。實驗上Zhao[43]等最先報道了polystyren-b-poly(methylmethacrylate)(PS-B-PMMA)錨定兩嵌段共聚物自組裝形態(tài)。Boyes[44,45]等人首先報道了關(guān)于poly(methylacrylate)-polystyrene-poly(methylacrylate)(PMA-PS-PMA)和PS-PMMA-PS兩種ABA三嵌段共聚物刷自組裝體系的實驗研究。理論上Yin等人用蒙特卡洛方法，研究

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文91983年提出解決組合優(yōu)化問題的優(yōu)化算法。其出發(fā)點是基于物理中固體退火過程，采用模擬退火方法一般需要定義四個基本步驟：1、確定能量函數(shù)—目標(biāo)函數(shù)；2、生成初始構(gòu)型—加溫過程；3、基于Metropolis準則搜索—等溫過程；4、降低溫度T—冷卻過程。模擬退火中的解對應(yīng)于系統(tǒng)的狀態(tài)，最優(yōu)解代表系統(tǒng)的最低能量的狀態(tài)。在模擬退火中每個退火步驟中都要進行足夠大次數(shù)的Metropolis準則搜索，以保證在每個溫度下都是最優(yōu)解，然后降溫再次進行搜索，直至完成退火計劃，結(jié)束計算。Metropolis準則是模擬退火的核心思想。在計算中實現(xiàn)的一般步驟為：1、生成初始構(gòu)象作為當(dāng)前構(gòu)象；2、當(dāng)前構(gòu)象變化生成新構(gòu)象；3、計算改變構(gòu)象引起的能量變化E；4、判斷E，如果E0，則接受新構(gòu)象變化為當(dāng)前構(gòu)象；5、如果E0則計算接受概率expEP，并從1,0中均勻隨機生成一個隨機數(shù)r，如果Pr則接受新構(gòu)象為當(dāng)前構(gòu)象，如果Pr則保留原構(gòu)象；6、重復(fù)步驟2，直至抽樣足夠大達到玻爾茲曼分布。圖2-1模擬退火方法流程圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]分子間相互作用對聚肽共聚物/聚苯乙烯衍生物共混體系自組裝形貌影響的研究[J]. 張朔,蔡春華,黃琦婧,林嘉平,許占文.  高分子學(xué)報. 2018(01)
[2]納米粒子驅(qū)動受限環(huán)境下兩嵌段共聚物/均聚物混合體系的自組裝行為[J]. 崔寶寶,潘俊星,張進軍,孫敏娜,郭宇琦,岑建勇,武海順.  高分子學(xué)報. 2017(06)
[3]兩親性/雙疏性嵌段共聚物共混體系的自組裝行為研究[J]. 曹旭光,蔣濤,王立權(quán),張良順,林嘉平,蔡春華.  高分子學(xué)報. 2015(04)
[4]錨定非對稱ABA三嵌段共聚物在選擇性溶劑中自組裝行為的模擬退火研究[J]. 徐紀華,蔣潤,尹玉華,王錚,李寶會.  高分子學(xué)報. 2013(10)
[5]兩親性含糖三嵌段共聚物的合成與自組裝研究[J]. 孟建強,董永全,李子臣.  高分子學(xué)報. 2010(05)
[6]軟物質(zhì)的自組織[J]. 馬余強.  物理學(xué)進展. 2002(01)

博士論文
[1]ABA型三嵌段共聚物刷在選擇性溶劑中自組裝行為的模擬退火研究[D]. 徐紀華.南開大學(xué) 2013



本文編號：3477631