高分子聚合物共混体系在受限状态下的相行为研究

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:dingjk3883085
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在纳米科学技术高速发展的当代,软物质受限体系的研究受到了广泛关注,尤其是高分子聚合物受限体系的研究已经成为一个前沿领域。其中,聚合物自组装相行为受到施限体的几何形状,表面性质等的影响,通过调节这些因素,可以得到一系列具有潜在应用价值的特殊结构材料。因此,研究高分子聚合物混合体系在受限条件下的自组装相行为具有一定的理论价值和现实指导意义。本文研究了两嵌段共聚物和均聚物的共混体系分别受限在核一壳纳米微球、无核纳米微球、一维平板和二维长方纳米微管中的各种有序结构的形成及其相分离的机理。本文采用的是元胞动力学方法(CDS)。首先,我们研究了受限在核一壳纳米微球内的两嵌段共聚物和均聚物的相分离行为。研究发现,混合体系相分离形貌随着核一壳纳米微球的壳层厚度和球面对混合物的吸引势而发生有序结构取向的转变。讨论了复杂相结构的形成原因及其形成机理,并为实验研究提供了一种控制高分子聚合物自组装的方法。这些特殊结构包括同心圆层状结构,“V”形和“T”型结构,以及穿孔层状结构等。这些结构对实验上合成新的纳米材料具有指导意义。其次,我们研究了受限在无核的纳米微球内的两嵌段共聚物和均聚物的相分离行为。研究结果发现,在中性的受限环境中,混合体系主要以同心圆层状结构存在;在不同的单体间相互作用力下,混合体系中两嵌段共聚物分别形成了层状结构和单螺旋结构。该研究结果为实验研究提供了很好的借鉴。最后,我们还简单的研究了受限于一维平板和二维长方微管下的两嵌段共聚物和均聚物的相分离。结果显示:在一维平板受限下,本体的涨落效应与平板的受限作用之间的竞争导致了体系多种微结构的出现;在二维长方微管受限下,施限体空间与体系层状周期的匹配效应驱使有序结构发生相转变。这两个结论对实验室控制畴形貌和相转变提供了一个实际的指导。通过以上工作研究我们发现:高分子聚合物共混体系在受限状态下可以形成丰富且有序的畴结构,同时还为实验研究提供了实际可行的理论指导。
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