ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶液中自组装行为的研究
发布时间：2021-11-05 10:31
共聚物刷是将共聚物链的一端接枝到基底表面而形成的,由于其具有自组装特性,可以形成多种结构,因而在表面改性等领域有着丰富的应用,已成为聚合物研究中最有吸引力的分支之一。嵌段共聚物刷相较于均聚物刷有更加复杂的结构,在选择性溶剂中可以形成更加丰富的表面结构。本文采用模拟退火方法研究了ABA三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中的自组装形态,通过构建相图、给出典型形态、计算单体的密度分布曲线等方法,在选择性溶剂中讨论了接枝方式对共聚物刷自组装形态的影响;在不良溶剂中讨论了共聚物刷嵌端长度、接枝密度及不同单体与溶剂分子之间的相互作用强度等因素对ABA三嵌段共聚物刷自组装形态的影响。论文的第一章中,我们首先介绍了共聚物刷的研究背景,并说明了文章结构。第二章中我们介绍了使用的模型和方法。在第三章中我们使用模拟退火方法,研究了在选择性溶剂中接枝点分布的随机性对ABA三嵌段共聚物刷自组装形态的影响,其中溶剂对于A单体为不良溶剂,对于B单体为良溶剂。主要通过以高接枝密度体系为例,分别研究了均匀接枝、区域随机接枝和全随机接枝时共聚物刷聚集体的形态,并构建了三种接枝方式下体系的相图,考察了接枝点分布对ABA三嵌段共聚物...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
共聚物分类示意图
山东师范大学硕士学位论文3积分数与斥溶剂嵌段对溶剂的排斥强度；而胶束内部的相分离结构，取决于两种斥溶剂嵌段之间的不溶性和两者的体积分数之比。1.3嵌段共聚物刷图1-2嵌段共聚物刷示意图。(a)均聚物刷；(b)混合聚合物刷；(c)AB两嵌段共聚物刷；(d)ABA三嵌段共聚物刷嵌段共聚物刷[20-23]是指将共聚物的一端接枝到基底的表面。如图1-2所示，按照化学组成的不同可以分为均聚物刷(如图1-2(a)所示)、混合物刷(如图1-2(b)所示)与嵌段共聚物刷。嵌段共聚物刷按照接枝共聚物链的不同可以分为两嵌段共聚物刷(如图1-2(c)所示)、三嵌段共聚物刷(如图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，可以形成与均聚物不同的各种纳米结构。嵌段共聚物刷的自组装形态可受到接枝密度、共聚物链各组分长度、相互作用强度、pH与温度等因素的影响[24-32]。如在选择性溶剂中，线性ABA三嵌段共聚物刷能自组装形成球形、蠕虫与条纹等多种胶束形态。在纳米医学[33-35]、灭菌[36,37]、润滑[38,39]、摩擦和粘合[40-42]等领域有着非常广泛的应用前景。如共聚物刷涂层在硬盘中的应用，在未使用共聚物刷涂层时，硬盘在读写数据时由于剪切力较强，几乎瞬间就将被破坏。但在硬盘上用全氟聚醚进行2-4nm涂层处理后，硬盘的表面摩擦性质可以得到极大的改善，其使用寿命得到极大延长。在过去的研究中，人们对嵌段共聚物刷在理论与实验上都进行了大量的研究。实验上Zhao[43]等最先报道了polystyren-b-poly(methylmethacrylate)(PS-B-PMMA)锚定两嵌段共聚物自组装形态。Boyes[44,45]等人首先报道了关于poly(methylacrylate)-polystyrene-poly(methylacrylate)(PMA-PS-PMA)和PS-PMMA-PS两种ABA三嵌段共聚物刷自组装体系的实验研究。理论上Yin等人用蒙特卡洛方法，研究
山东师范大学硕士学位论文91983年提出解决组合优化问题的优化算法。其出发点是基于物理中固体退火过程，采用模拟退火方法一般需要定义四个基本步骤：1、确定能量函数—目标函数；2、生成初始构型—加温过程；3、基于Metropolis准则搜索—等温过程；4、降低温度T—冷却过程。模拟退火中的解对应于系统的状态，最优解代表系统的最低能量的状态。在模拟退火中每个退火步骤中都要进行足够大次数的Metropolis准则搜索，以保证在每个温度下都是最优解，然后降温再次进行搜索，直至完成退火计划，结束计算。Metropolis准则是模拟退火的核心思想。在计算中实现的一般步骤为：1、生成初始构象作为当前构象；2、当前构象变化生成新构象；3、计算改变构象引起的能量变化E；4、判断E，如果E0，则接受新构象变化为当前构象；5、如果E0则计算接受概率expEP，并从1,0中均匀随机生成一个随机数r，如果Pr则接受新构象为当前构象，如果Pr则保留原构象；6、重复步骤2，直至抽样足够大达到玻尔兹曼分布。图2-1模拟退火方法流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子间相互作用对聚肽共聚物/聚苯乙烯衍生物共混体系自组装形貌影响的研究[J]. 张朔,蔡春华,黄琦婧,林嘉平,许占文. 高分子学报. 2018(01)
[2]纳米粒子驱动受限环境下两嵌段共聚物/均聚物混合体系的自组装行为[J]. 崔宝宝,潘俊星,张进军,孙敏娜,郭宇琦,岑建勇,武海顺. 高分子学报. 2017(06)
[3]两亲性/双疏性嵌段共聚物共混体系的自组装行为研究[J]. 曹旭光,蒋涛,王立权,张良顺,林嘉平,蔡春华. 高分子学报. 2015(04)
[4]锚定非对称ABA三嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装行为的模拟退火研究[J]. 徐纪华,蒋润,尹玉华,王铮,李宝会. 高分子学报. 2013(10)
[5]两亲性含糖三嵌段共聚物的合成与自组装研究[J]. 孟建强,董永全,李子臣. 高分子学报. 2010(05)
[6]软物质的自组织[J]. 马余强. 物理学进展. 2002(01)
博士论文
[1]ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中自组装行为的模拟退火研究[D]. 徐纪华.南开大学 2013
本文编号：3477631
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
共聚物分类示意图
山东师范大学硕士学位论文3积分数与斥溶剂嵌段对溶剂的排斥强度；而胶束内部的相分离结构，取决于两种斥溶剂嵌段之间的不溶性和两者的体积分数之比。1.3嵌段共聚物刷图1-2嵌段共聚物刷示意图。(a)均聚物刷；(b)混合聚合物刷；(c)AB两嵌段共聚物刷；(d)ABA三嵌段共聚物刷嵌段共聚物刷[20-23]是指将共聚物的一端接枝到基底的表面。如图1-2所示，按照化学组成的不同可以分为均聚物刷(如图1-2(a)所示)、混合物刷(如图1-2(b)所示)与嵌段共聚物刷。嵌段共聚物刷按照接枝共聚物链的不同可以分为两嵌段共聚物刷(如图1-2(c)所示)、三嵌段共聚物刷(如图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，可以形成与均聚物不同的各种纳米结构。嵌段共聚物刷的自组装形态可受到接枝密度、共聚物链各组分长度、相互作用强度、pH与温度等因素的影响[24-32]。如在选择性溶剂中，线性ABA三嵌段共聚物刷能自组装形成球形、蠕虫与条纹等多种胶束形态。在纳米医学[33-35]、灭菌[36,37]、润滑[38,39]、摩擦和粘合[40-42]等领域有着非常广泛的应用前景。如共聚物刷涂层在硬盘中的应用，在未使用共聚物刷涂层时，硬盘在读写数据时由于剪切力较强，几乎瞬间就将被破坏。但在硬盘上用全氟聚醚进行2-4nm涂层处理后，硬盘的表面摩擦性质可以得到极大的改善，其使用寿命得到极大延长。在过去的研究中，人们对嵌段共聚物刷在理论与实验上都进行了大量的研究。实验上Zhao[43]等最先报道了polystyren-b-poly(methylmethacrylate)(PS-B-PMMA)锚定两嵌段共聚物自组装形态。Boyes[44,45]等人首先报道了关于poly(methylacrylate)-polystyrene-poly(methylacrylate)(PMA-PS-PMA)和PS-PMMA-PS两种ABA三嵌段共聚物刷自组装体系的实验研究。理论上Yin等人用蒙特卡洛方法，研究
山东师范大学硕士学位论文91983年提出解决组合优化问题的优化算法。其出发点是基于物理中固体退火过程，采用模拟退火方法一般需要定义四个基本步骤：1、确定能量函数—目标函数；2、生成初始构型—加温过程；3、基于Metropolis准则搜索—等温过程；4、降低温度T—冷却过程。模拟退火中的解对应于系统的状态，最优解代表系统的最低能量的状态。在模拟退火中每个退火步骤中都要进行足够大次数的Metropolis准则搜索，以保证在每个温度下都是最优解，然后降温再次进行搜索，直至完成退火计划，结束计算。Metropolis准则是模拟退火的核心思想。在计算中实现的一般步骤为：1、生成初始构象作为当前构象；2、当前构象变化生成新构象；3、计算改变构象引起的能量变化E；4、判断E，如果E0，则接受新构象变化为当前构象；5、如果E0则计算接受概率expEP，并从1,0中均匀随机生成一个随机数r，如果Pr则接受新构象为当前构象，如果Pr则保留原构象；6、重复步骤2，直至抽样足够大达到玻尔兹曼分布。图2-1模拟退火方法流程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]分子间相互作用对聚肽共聚物/聚苯乙烯衍生物共混体系自组装形貌影响的研究[J]. 张朔,蔡春华,黄琦婧,林嘉平,许占文. 高分子学报. 2018(01)
[2]纳米粒子驱动受限环境下两嵌段共聚物/均聚物混合体系的自组装行为[J]. 崔宝宝,潘俊星,张进军,孙敏娜,郭宇琦,岑建勇,武海顺. 高分子学报. 2017(06)
[3]两亲性/双疏性嵌段共聚物共混体系的自组装行为研究[J]. 曹旭光,蒋涛,王立权,张良顺,林嘉平,蔡春华. 高分子学报. 2015(04)
[4]锚定非对称ABA三嵌段共聚物在选择性溶剂中自组装行为的模拟退火研究[J]. 徐纪华,蒋润,尹玉华,王铮,李宝会. 高分子学报. 2013(10)
[5]两亲性含糖三嵌段共聚物的合成与自组装研究[J]. 孟建强,董永全,李子臣. 高分子学报. 2010(05)
[6]软物质的自组织[J]. 马余强. 物理学进展. 2002(01)
博士论文
[1]ABA型三嵌段共聚物刷在选择性溶剂中自组装行为的模拟退火研究[D]. 徐纪华.南开大学 2013
本文编号：3477631
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3477631.html
教材专著
