非对称双嵌段共聚物薄膜在平板受限和溶剂蒸发下自组装行为的分子模拟研究

发布时间：2018-01-26 22:51

  本文关键词： 双嵌段共聚物薄膜 平板受限 溶剂蒸发 柱状相取向　出处：《高分子学报》2017年11期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：采用模拟退火和Monte Carlo方法研究体相形成柱状相的双嵌段共聚物薄膜在平板受限和溶剂蒸发条件下的自组装,特别关注柱状相形貌的取向.对于平板受限下的薄膜,研究了表面选择性、溶剂选择性和膨胀程度对柱状相取向的影响.对于溶剂蒸发的薄膜,研究了表面选择性和薄膜厚度对柱状相取向的影响,并讨论了柱状相取向的机理.结果表明,薄膜内存在中性溶剂时形成垂直柱形貌的表面选择性范围较小;存在亲长嵌段的溶剂时形成垂直柱形貌的表面选择性范围较大.溶剂蒸发后薄膜生成垂直柱形貌的参数范围较热退火下增大;柱状相取向取决于蒸发过程中体系由球状相演化为柱状相时的薄膜厚度与体相周期的匹配性.
[Abstract]:Simulated annealing and Monte Carlo were used to study the self-assembly of diblock copolymer films with columnar phase under flat plate confinement and solvent evaporation. The effects of surface selectivity, solvent selectivity and expansion degree on the orientation of columnar phase were studied. The effects of surface selectivity and film thickness on the orientation of columnar phase were studied and the mechanism of columnar orientation was discussed. The surface selectivity range of the vertical column morphology is larger when the solvent with long block is present. The parameter range of the formation of the vertical column morphology after solvent evaporation is larger than that of the hot annealed film. The orientation of columnar phase depends on the matching between film thickness and bulk phase period when the system evolves from spherical phase to columnar phase during evaporation.
【作者单位】： 南开大学物理科学学院;
【基金】：国家自然科学基金(基金号21574071,21528401,20925414,91227121) 教育部创新团队发展计划(项目号IRT1257) 高等学校学科创新引智111计划(项目号B16027)资助项目
【分类号】：O631;TB383.2
【正文快照】： 嵌段共聚物因其能够通过自组装形成丰富结构的特性而受到广泛关注[1,2].嵌段共聚物薄膜在纳米刻蚀[3,4]、超滤纳米薄膜[5~8]等领域中有着重要应用,垂直形貌的薄膜的应用更加广泛.但是由于两种嵌段一般具有不同的表面能,水平形貌更加稳定[9~11].因此许多研究者致力于通过改变自

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本文编号：1466819