基于同步辐射X射线小角散射的嵌段共聚物自组装原位研究
发布时间：2021-10-25 09:04
嵌段共聚物是将两种不同性质的聚合物链段通过化学键连接在一起的高分子物质。嵌段共聚物可在外场的作用下自组装形成一系列规整的纳米尺度结构形态,由于其在理论研究及潜在应用上的巨大价值而受到了学术界及工业方面的关注。目前研究重点主要集中在嵌段共聚物自组装机理、理论模拟以及在不同环境下自组装形成的各类形貌的胶束及薄膜的制备表征。传统表征手法如透射电镜（TEM）无法对嵌段共聚物自组装演变过程、相变细节以及外界环境条件变化对形貌实时影响等进行原位在线表征。本论文的主要工作是依托上海光源小角散射线站,利用其具有良好的空间及时间分辨率,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、溶液及薄膜形态在温度和选择性溶剂的外界环境作用下的自组装过程,推动同步辐射小角散射原位技术在嵌段共聚物材料研究中的理论与实验发展。主要工作内容如下:1、嵌段共聚物PS-b-PAA粉末升温过程自组装原位研究。利用X射线小角散射技术对两种嵌段共聚物粉末进行表征,对粉末样品在升温过程中自组装相变进行原位表征,定量获得嵌段共聚物粉末纳米颗粒形貌、大小变化。...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
小角散射线站构图，M：单色器（SINGLECRYSTALMONOCHROMATOR），S：样品台（SAMPLEHOLDER），D：探测器（DETECTORPLANE）
图 1.2 掠入射小角散射（GISAXS）原理示意图[26]Figure 1.2 Schematic diagram of Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering1.1.4 小角散射原位研究优势及应用纳米材料[27]指材料自身尺寸至少有一维在 1nm-100nm 范围内，由于其导体、陶瓷、锂电池、催化剂及生命医学[28-36]等领域具有重大的研究及应用值，受到极大的关注。纳米材料与宏观材料性质迥异，主要表现在两个方面1.受量子尺寸效应影响，纳米材料光学、力学、磁性[37-39]等物理性质发生显变化；2.纳米材料具有很大的比表面积，使材料化学性质活泼[40]，同时导电[41]也发生很大的变化。随着纳米技术发展，人们已经可以制备各类功能的纳材料，如具有高强度、高韧性及化学稳定性的纳米陶瓷材料，具有大表面积化学性质活跃的纳米催化材料，用于药物传输的靶向材料，以及具有超导特
图 1.3 高真空实验腔体Figure 1.3: Experimental ultra high vacuum cavity1.2 嵌段共聚物自组装原理及研究进展1.2.1 嵌段共聚物简介及微相分离原理嵌段共聚物[43, 44]将两种不同性质的聚合物链段通过化学键连接在一起，两种聚合物链段互相排斥，在纳米尺度结构下产生微相分离，可以在固态及溶液中自组装形成一系列规整的纳米尺度结构。目前可以精确设计聚合物分子结构，控制分子量分布，同时可在其顶端嫁接官能团[45-47]。嵌段共聚物自组装后具有非常广泛的应用价值，嵌段共聚物在基底表面自组装形成薄膜可以作为新型半导体材料[48, 49]，同时嵌段共聚物薄膜还可以作为模板诱导金属纳米颗粒在无机物衬底上成长[50-52]。嵌段共聚物在溶液中自
本文编号：3457080
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
小角散射线站构图，M：单色器（SINGLECRYSTALMONOCHROMATOR），S：样品台（SAMPLEHOLDER），D：探测器（DETECTORPLANE）
图 1.2 掠入射小角散射（GISAXS）原理示意图[26]Figure 1.2 Schematic diagram of Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering1.1.4 小角散射原位研究优势及应用纳米材料[27]指材料自身尺寸至少有一维在 1nm-100nm 范围内，由于其导体、陶瓷、锂电池、催化剂及生命医学[28-36]等领域具有重大的研究及应用值，受到极大的关注。纳米材料与宏观材料性质迥异，主要表现在两个方面1.受量子尺寸效应影响，纳米材料光学、力学、磁性[37-39]等物理性质发生显变化；2.纳米材料具有很大的比表面积，使材料化学性质活泼[40]，同时导电[41]也发生很大的变化。随着纳米技术发展，人们已经可以制备各类功能的纳材料，如具有高强度、高韧性及化学稳定性的纳米陶瓷材料，具有大表面积化学性质活跃的纳米催化材料，用于药物传输的靶向材料，以及具有超导特
图 1.3 高真空实验腔体Figure 1.3: Experimental ultra high vacuum cavity1.2 嵌段共聚物自组装原理及研究进展1.2.1 嵌段共聚物简介及微相分离原理嵌段共聚物[43, 44]将两种不同性质的聚合物链段通过化学键连接在一起，两种聚合物链段互相排斥，在纳米尺度结构下产生微相分离，可以在固态及溶液中自组装形成一系列规整的纳米尺度结构。目前可以精确设计聚合物分子结构，控制分子量分布，同时可在其顶端嫁接官能团[45-47]。嵌段共聚物自组装后具有非常广泛的应用价值，嵌段共聚物在基底表面自组装形成薄膜可以作为新型半导体材料[48, 49]，同时嵌段共聚物薄膜还可以作为模板诱导金属纳米颗粒在无机物衬底上成长[50-52]。嵌段共聚物在溶液中自
本文编号：3457080
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