论文部分内容阅读
嵌段共聚物体系能在纳米尺度发生微相分离,形成各类有序结构如层、六角柱、体心和双连续相等。研究这些有序结构在模板制作、燃料电池膜等方面有着非常重要的应用价值,理解与调控嵌段共聚物体系的有序结构并预测其有序相转变也是重要的科学内容。而调控其相态更有效的一个方式是掺杂其他物质,如引入溶剂、均聚物和电荷等。我们利用高分子的自洽场理论和强拉伸理论,结合分子动力学模拟与标度分析,对掺杂上述物质的嵌段共聚物的自组装相行为做了深入地研究。其他物质的引入会带来大量额外的参数,这会使得体系的相图非常复杂。理解这些参数的变化如何影响相结构的转变,这为预测和得到所期望的有序相提供了重要的指导依据。我们的研究表明,简单掺杂对不同嵌段具有选择性的均聚物,可能驱动体系发生相反转。而若某一嵌段带上电荷,反离子的平动熵在决定体系相行为有着决定性影响,它会有效的削弱两嵌段组分的不相容性。由此可以找到合适的出现双连续结构的相空间,这对设计燃料电池的质子交换膜提供了重要的参考价值。