基于氢键作用的超分子聚合物薄膜表面形貌的研究

发布时间：2020-05-27 05:56

【摘要】：本论文基于氢键相互作用,以具有液晶性的小分子1-[4’-(3’’,4’’,5’’-三-(十二烷氧基))苯甲酰氧基对苯甲氧羰基]-3-(对羟苯基苯氧羰基)苯(12CBP)和具有荧光性质的小分子(Z)-2-(4’-羟基-联苯-4-基)-3-(3’’,4’’,5’’-三(十二烷氧基)苯基)丙烯腈(Z-CNBP)为研究对象,分别设计了12CBP与聚苯乙烯-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)构筑的超分子嵌段共聚物PS-b-P4VP(12CBP)x(x代表12CBP与4VP的摩尔比值)、Z-CNBP与聚(4-乙烯基吡啶)(P4VP)和PS-b-P4VP构筑的具有荧光性质的聚合物P4VP(Z-CNBP)x和超分子嵌段共聚物PS-b-P4VP(Z-CNBP)x,系统研究了这两类超分子嵌段共聚物薄膜表面形貌的变化规律和内在机制。论文主要内容包括以下几个方面:1、利用溶液共混的方法得到了一系列PS-b-P4VP和小分子12CBP基于氢键作用的超分子嵌段共聚物PS-b-P4VP(12CBP)x溶液,通过旋涂法得到了相应超分子嵌段共聚物的薄膜样品。结合FT-IR和DSC等分析方法,研究目标复合物是否成功制备以及每个超分子嵌段共聚物的Tg,通过AFM和GISAXS研究不同fcomb的薄膜表面形貌及变化规律,并结合CA和XPS研究薄膜表面形貌形成的内在机制。实验结果表明:随着小分子接枝率x的增大,含12CBP的P4VP段Tg降低而PS段Tg变化不大。通过调节fcomb(P4VP(12CBP)x段质量分数),我们得到了六种不同的表面形貌薄膜表面。值得注意的是,在该体系中,我们得到了P4VP(12CBP)x段与嵌段共存的表面形貌,并在其中发现微相分离结构的存在具有引导P4VP(12CBP)x结构排布的作用。此外,我们还发现薄膜中含12CBP的P4VP段易富集在薄膜上表面,薄膜表面与薄膜内部结构不同。2、将具有荧光性质的小分子Z-CNBP分别与聚合物P4VP以及嵌段共聚物PS-b-P4VP复合,分别得到基于氢键作用的超分子荧光聚合物P4VP(Z-CNBP)x和超分子荧光嵌段共聚物PS-b-P4VP(Z-CNBP)x溶液,通过旋涂法得到相应薄膜样品。通过AFM研究了P4VP(Z-CNBP)x和PS-b-P4VP(Z-CNBP)x薄膜表面形貌对UV光和热的刺激响应行为,并结合CA和XPS研究薄膜表面形貌形成的内在机制。实验结果表明:通过UV光照和加热可实现对P4VP(Z-CNBP)x薄膜指纹状表面形貌的可逆调控;对于PS-b-P4VP(Z-CNBP)x薄膜,P4VP(Z-CNBP)x段构筑的指纹状表面形貌对UV光照有刺激响应,而嵌段构筑的表面形貌对UV光没有刺激响应;加热可以实现对P4VP(Z-CNBP)x段指纹状表面形貌的可逆转变,也可以改变嵌段共聚物共筑的表面形貌。
【图文】：

相图,相图,平均场理论,二嵌段共聚物

图 1-1 用平均场理论计算的构象对称的二嵌段共聚物的平衡态相图[13]AB 二嵌段微相分离的理论计算已被深入且详细地研究。Leibler 首先通过相图预测了嵌段的弱微相分离[9]，，该相图由 χN 和 f 构成，介绍了几种对称稳定结构相应区域。随后 Later、Matsen 和 Fredrickson 等人通过自洽平场理论(self-consistent fieltheory(SCFT))对该相图作了进一步详细的理论预测[10, 11, 12, 13]，最终得到 Leibler

三嵌段共聚物,层状相,线性,和图

(b)分别是线性 ABC 三嵌段共聚物构筑的层状相 TEM 图和图示[25]；(c)和星形 ABC 三嵌段共聚物构筑的阿基米德平铺相 TEM 图和图示[26]
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.3;TB383.2

【参考文献】