ABC三嵌段共聚物自组装结构的研究

利用模拟退火方法研究了线性链接的ABC三嵌段共聚物熔体的自组装行为.发现所研究的ABC三嵌段共聚物可形成含有界面柱的层状结构,考察了A嵌段和C嵌段之间的相互作用对自组装形态及含有界面柱的层状结构的层周期和柱周期的影响.     

双亲三嵌段共聚物在溶液中自组装形态的模拟

利用模拟退火方法模拟了对称的双亲三嵌段共聚物在溶液中的自组装过程．研究了溶剂和聚合物之间的相互作用对处于溶液中的三嵌段共聚物聚集体形态的影响；同时,对比了不同结构(ABA和BAB)三嵌段共聚物的自组装形态．模拟结果表明随着溶剂和疏水嵌段(B段)之间的相互作用(ε_(BS))的增加,共聚物自组装形态依次为球状、短柱状、柱状、短柱状、洋葱状．当溶剂和亲水嵌段(A段)之间的相互作用(ε_(AS))由-0．2变为0．0时,在较小的ε_(BS)值下出现上述胶束形态的转变．同时由模拟结果表明,与ABA相比,三嵌段共聚物BAB在较小的ε_(BS)值处出现上述胶束形态转变．     

棒/线两嵌段共聚物共混体系的自组装

运用二维格子自洽场方法,研究棒/线两嵌段共聚物共混体系的自组装.结果表明:在长/短两种嵌段体积比相等的棒/线两嵌段共聚物共混体系中,当某种共聚物的混合比较大时,观察到层状结构,层的厚度与混合比大的嵌段共聚物长度有关;在两种嵌段共聚物混合比相差较小的条件下,出现了新的自组装结构,即柱层和层与柱共存相,这两种结构未出现在棒/线内嵌段共聚物熔体体系中,它们的出现与棒/线两嵌段共聚物链构象的不对称性及共混的影响有关.     

纳米粒子嫁接嵌段共聚物体系的自组装模拟研究

基于非格点模型,结合自洽场理论中的能量表达式,运用蒙特卡洛模拟方法对嫁接有嵌段共聚物的纳米粒子进行自组装模拟研究。每一个纳米粒子表面上嫁接有多条相同性质的AB嵌段共聚物,其中组分之间存在一定的相互作用。通过改变组分之间的相互作用来对纳米粒子-嵌段共聚物体系的自组装结构进行研究。通过模拟发现:当一个纳米粒子-嵌段共聚物体系只存在A-B组分相互排斥作用时,其纳米粒子-嵌段共聚物中的A组分与B组分相分离,若同时还存在A-A(B-B)组分相互吸引作用时,其A-A(B-B)组分会相融合。同时还发现随着纳米粒子表面上的嵌段共聚物数量的减少,其嵌段共聚物黏附在纳米粒子表面的现象越明显。还研究了两个纳米粒子-嵌段共聚物体系的自组装模拟,并对其体系受两个纳米粒子之间距离的影响进行了研究。通过上述研究模拟发现,纳米粒子-嵌段共聚物的相结构以及其"最适"稳定态受组分之间的相互作用势和纳米粒子之间的距离的影响。     

三嵌段共聚物自组装结构的分子调控

 利用耗散粒子动力学方法研究三嵌段共聚物的链构型对其在本体中自组装行为产生的影响. 通过系统调节共聚物的链构型, 得到了形态各异的嵌段共聚物相态结构, 如规则层状结构、 小尺寸相区无规堆积结构以及扭曲阶梯状结构等. 为使体系总的自由能降低, 不同链构型的嵌段共聚物会自发产生各种有序相态结构.     

用阴离子聚合合成聚苯乙烯-聚二烯烃-聚ε—己内酯三嵌段共聚物的研究

70℃,环己烷溶剂中。在丁基鋰引发下。以逐步加料法合成了聚苯乙烯-聚二烯烃-聚ε-己内酯ABC型三嵌段共聚物。ε-己内酯单体聚合时伴随有聚ε-己内酯嵌段的降解反应。为了使ε-己内酯嵌段具有一定的长度,必须严格控制它的聚合反应时间。在三嵌段共聚物中证明存在有微观相的分离。     

用杂化粒子场分子动力学模拟嵌段共聚物在本体中的自组装

用杂化粒子场分子动力学模拟方法模拟大体系（约56 nm）长时间(100 μs)的嵌段共聚物在本体中的自组装, 以避免小体系的有限尺寸效应. 通过调控嵌段共聚物中的嵌段数目、 嵌段比例及嵌段间的相互作用参数, 获得两嵌段共聚物和三嵌段共聚物在本体中的自组装结构. 结果表明, 模拟结果与自洽场理论、 Monte Carlo方法、 耗散粒子动力学方法的模拟结果一致.     

用杂化粒子场分子动力学模拟嵌段共聚物在本体中的自组装

用杂化粒子场分子动力学模拟方法模拟大体系（约56 nm）长时间(100 μs)的嵌段共聚物在本体中的自组装, 以避免小体系的有限尺寸效应. 通过调控嵌段共聚物中的嵌段数目、 嵌段比例及嵌段间的相互作用参数, 获得两嵌段共聚物和三嵌段共聚物在本体中的自组装结构. 结果表明, 模拟结果与自洽场理论、 Monte Carlo方法、 耗散粒子动力学方法的模拟结果一致.     

两嵌段共聚物在扁长形受限空间的相行为研究

应用自洽场方法模拟计算了本体结构为柱状相的AB两嵌段共聚物在球形和扁长形三维受限空间下的自组装行为.通过改变受限空间的尺寸,系统总结了AB两嵌段共聚物在球形和扁长形受限下的相形态、自由能、构象熵和相互作用能的变化规律并做了比较研究.结果表明,在受限体系中,嵌段共聚物会呈现出多样的相形态;在球形受限中,嵌段共聚物的相形态由于在不同方向上受限程度相同而表现出较好的结构对称性;而在扁长形受限中,共聚物分子链在不同维度方向上会受到不同程度的伸展取向限制,从而其相结构的对称性会被破坏.     

棒-棒二嵌段共聚物熔体的层状和Zigzag层状相结构的动力学演化过程

将外场动力学方法应用于格子模型, 研究棒\|棒二嵌段共聚物熔体的层状和Zigzag层状相结构的动力学演化过程. 计算结果表明, 在层状和Zigag层状相结构的形成过程中出现了相同的局域中间结构.     

星形共聚高分子微相分离的DPD模拟

用耗散粒子动力学(DPD)模拟方法研究了两种不同类型四臂星形两嵌段共聚物(A)4(B)4和(AB)4的微相分离,得到了体心立方球状、六方圆柱、层状、多孔层状和双连续螺旋状等几种稳定的介观结构以及一些过渡态结构。结果表明:其微相分离行为在总体上与线性和环状两嵌段共聚高分子相类似,而(A)4(B)4比(AB)4更容易发生相分离。介观层次上的计算机模拟可以作为对理论研究的一种补充,从而能够提供更为详细的信息。     

甲基丙烯酸甲酯改性聚醚聚氨酯的结构形态与力学性能

采用同步法合成了聚氨酯(PU)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的线型共混物、嵌段共聚物和互穿高聚物(IPN)。凭藉力学性能测试、电镜观察和动态力学谱分析,研究了光固化、热固化、化学组成、物理结构等因素对体系力学性能、结构形态和粘弹行为的影响。结果表明:PU/PMMA是呈两相结构的部分相容体系,其中线型共混物伸长率最大,IPN强度最高,而嵌段共聚物的力学性能较差。此外,嵌段共聚物和IPN光固化体系形成的相畴结构均一,其抗张强度和伸长率明显高于热固化体系。聚合物的力学性能除了受化学结构影响以外,还与化学组成有关,随体系中PMMA含量和PU中硬链段含量增加,聚合物抗张强度升高,伸长率下降。     

线型三嵌段共聚物的合成与表征

目的制备线型三嵌段共聚物PHEMA-b-PDMA-b-PHEMA。方法以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为第一单体,甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMA)为第二单体,通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法进行聚合反应。采用FTIR、1H NMR和凝胶渗透色谱/多角度激光光散射(SEC/MALLS)联用技术进行结构表征。结果应用RAFT方法,成功合成了线型三嵌段共聚物PHEMA-b-PDMA-b-PHEMA。结论RAFT可以合成出结构可控的线型三嵌段共聚物,这种聚合物有望在纳米载体、药物控制释放等领域得到应用。     

蝌蚪型嵌段共聚物的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学模拟方法研究了二维蝌蚪型嵌段共聚物的微观相分离,得到了相形貌与蝌蚪型嵌段共聚物尺寸的依赖关系．通过计算结构因子,对相图的结构进行了分析．模拟结果揭示了本体中影响蝌蚪型嵌段共聚物微观相分离的主要因素．     

双亲三嵌段共聚物在选择性稀溶液中自组装形态的模拟

用模拟退火方法模拟了BAB型双亲三嵌段共聚物在选择性稀溶液中的自组装过程.研究了溶剂和聚合物之间的相互作用对处于稀溶液中的三嵌段共聚物聚集体形态的影响.模拟结果表明随着溶剂(S段)和疏水嵌段(B段)之间的相互作用(εBS)的增加,共聚物自组装形态依次为球状、球柱混合状、囊泡状、洋葱状.     

两嵌段共聚物在本体中自组装的耗散粒子动力学模拟研究

采用耗散粒子动力学(Dissipative particle dynamics,DPD)方法研究了线形两嵌段共聚物在本体中的自组装。通过改变两嵌段共聚物之间的比例、相互作用参数以及盒子的大小来研究对自组装结构的影响。这些模拟结果不仅与理论预测和实验结果相一致,而且证明了耗散粒子动力学方法是一种非常适合研究嵌段共聚物自组装行为的重要方法。     

对称三嵌段共聚物ABA在软受限条件下的自组装行为

为了探究对称三嵌段共聚物ABA在不良溶剂中的自组装行为,采用模拟退火方法研究了共聚物的体积分数、共聚物与溶剂的相互作用以及溶液的浓度对自组装聚合体结构的影响.模拟结果表明:嵌段共聚物的体积分数以及共聚物与溶剂的相互作用共同决定了聚合体的形貌.当嵌段共聚物处于中性或弱选择性溶剂中时,对聚合体的形貌起主导作用的是嵌段共聚物的体积分数;当嵌段共聚物处于强选择性溶剂中时,嵌段共聚物与溶剂的相互作用决定了聚合体的形貌.当溶剂对共聚物的选择性足够强时,在特定的溶液浓度下,聚合体具有单螺旋状、双螺旋状和堆叠圆环状等多个简并结构.随着溶液浓度的增加,聚合体的外部形貌由椭球状过渡到近球状,内部结构的变化顺序依次为圆盘结构、螺旋结构和多重简并结构.     

苯乙烯—二甲基硅氧烷嵌段共聚物的合成研究与结构表征

本文用萘锂作为催化剂,辛酸亚锡或二氯二甲基硅氧烷的低聚物为扩链剂,设计和合成了分子量为6～13万苯乙烯(A)与二甲基硅氧烷(B)的結构单元数之比为1.0～9.1的嵌段共聚物(BAB)和(BAB)_n。凝胶色谱组成分析及分子量测定所得结果基本上与分子设计一致。嵌段共聚物膜的抗张强度为2.07～16.9MP_a,从透射电子显微镜观察到的微区大小及形态结构,对试样的动态力学性能和热性能的分析获得了这类嵌段共聚物的一些物理特性数据,井证明了试样是由苯乙烯—二甲基硅氧烷组成的结构清楚的多嵌段共聚物。     

两性三嵌段共聚物溶液共混体系的相行为

利用格子自洽场方法,研究在选择性溶液体系中两亲性对称三嵌段共聚物混合比例对聚集性质的影响,并在不同浓度下构建了作用参数与混合比例的相图.计算结果表明:在聚合物浓度较低时,胶束出现的最小作用参数出现在ABA(A为疏水嵌段,B为亲水嵌段)两亲性嵌段共聚物混合比例较大时;在聚合物浓度较高时,胶束出现的最小作用参数出现在BAB两亲性嵌段共聚物混合比例较大时,上述结果说明分子链结构对两亲性嵌段共聚物聚集性质产生显著影响,并且这种影响与浓度有关.     

小分子气体在烯烃共聚膜中扩散行为的分子动力学研究

采用分子动力学模拟方法,研究了小分子气体(氧气分子和氢气分子)在烯烃共聚物乙烯/1-己烯膜中的扩散性能。主要探讨了分子主链结构中共聚物单体的比例,以及气体分子大小对扩散系数和自由体积的影响。模拟过程中采用Compass力场,对共聚物模拟体系进行NPT系综动力学优化,计算得到其密度,并与实验值进行对比,使模拟体系接近于真实体系;随后进行NVT模拟,得到500ps时间的小分子运动轨迹,由爱因斯坦方程计算出气体分子在烯烃共聚物中的扩散系数,并与文献报道的实验数据进行对比。结果表明,随着共聚物中1-己烯含量的增加,氧分子和氢分子的扩散系数也呈增大趋势,与共聚物中分子间相互作用力的变化分析一致。说明分子动力学模拟方法是一个有效计算、预测小分子在不同比例烯烃共聚物中计算扩散系数的方法。