线型ABCA四嵌段共聚物自组装行为的自洽场模拟

发布时间：2020-03-30 06:32

【摘要】：ABCA四嵌段共聚物为结构新颖聚合物软材料的分子设计提供了一种新途径。深入认识ABCA四嵌段共聚物的组装行为是实现分子设计的前提。本文采用自洽场理论系统研究了线型ABCA四嵌段共聚物的自组装行为,考察了嵌段比例、分子间相互作用对体系组装行为的影响。模拟结果表明,当A嵌段与B、C嵌段相互作用相同时,ABCA四嵌段共聚物能够通过自组装形成10种有序结构。我们发现了一种新颖的非中心对称Janus球状相,这种结构仅在B、C嵌段间相互作用较强时出现。而当B、C嵌段间相互作用较弱时,我们在模拟中得到了非中心对称层状相。在B、C嵌段间相互作用分别为强和弱两种情况下构建了ABCA四嵌段共聚物的自组装相图。此外,对体系亚稳态行为的研究结果表明,相互作用焓在ABCA四嵌段共聚物的亚稳态行为中起重要作用。当A嵌段与B、C嵌段相互作用不同时,模拟中没有得到A嵌段与B、C嵌段相互作用相同时出现的六角排列蜂窝相和非中心对称层状相,但得到了六角排列核壳相和中心对称层状相。利用稳定态结构构建了以A嵌段比例和AB间相互作用为变量的相图。结果表明,当B、C嵌段间相互作用较强时,相图中大部分相分离区域被A连续分级层状相占据。当B、C嵌段间相互作用较弱时,A连续分级层状相仍占据相分离区域主体,但其相区明显减小。
【图文】：

分子设计,支化,杂化,环型

共聚物是由两种或两种以上均聚物通过共价键相连形成的一类特殊高段共聚物的特殊性在于其具有通过自组装形成纳米级别周期有序微区结组装能力。嵌段共聚物材料常常具有良好的光、电、机械性能，同时在介质、光子晶体材料、超材料[1, 2]、薄膜[3]、纳米线[4]、刻蚀[5-7]等领域值。因此，近些年来有关嵌段共聚物的自组装结构及其形成动力学过程的广泛关注。共聚物还是一类结构复杂的高分子聚合物，嵌段共聚物包含两种或多种均聚物。每一种均聚物构成一个嵌段，且嵌段间以共价键相连接。根据类，可以将嵌段共聚物分为二元共聚物、三元共聚物等；根据其所包含将其分为两嵌段共聚物、三嵌段共聚物、四嵌段共聚物等，如本文所研A 四嵌段三元共聚物。除此之外，如按照拓扑结构可以将其划分为线性、型嵌段共聚物等，如图 1-1 所示。嵌段共聚物的分子结构直接影响其自组装结构显著影响材料的物理性能。因此深入认识不同分子的自组装行开发新型功能性聚合物材料。

嵌段,两嵌段共聚物,自组装,灰色

东北师范大学硕士学位论文连续相(G)[8, 9]。其中最简单的自组装微区有序结构为层状相。分别形成交替出现的 A 富集层和 B 富集层。在六角排列柱状富集形成六角排布的圆柱，体心立方球状相为比例较少的嵌段，而双连续相是一种由比例较少的嵌段形成的一种复杂三维连嵌段序列，，嵌段共聚物的自组装结构还受一系列分子参数的影段的比例if 、嵌段与嵌段间的相互作用强度i jχ N，其中 i ,j 为，χ 为 Flory Huggins 相互作用参数，N 为嵌段共聚物的聚合链的柔顺性、分子量分布等[10]。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O631.1

【参考文献】