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.     

嵌段共聚物ABA/均聚物B共混体系在选择性溶剂中自组装行为的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo模拟方法研究了嵌段共聚物ABA/均聚物B共混体系在选择性溶剂中的自组装行为.模拟结果表明,在保证高分子浓度一定的情况下,改变均聚物的含量对于自组装所形成的胶束形貌结构有很大影响.当均聚物含量增大到一定程度,体系最终得到大的球状胶束.     

两亲性嵌段共聚物自组装形成平头胶束

高度不对称的两亲性嵌段共聚物可以通过自组装形成平头胶束聚集体.文中综述了嵌段共聚物的聚合方法,嵌段共聚物平头胶束的结构、类型和制备方法,平头胶束的形成机理及对其形貌的主要影响因素.     

双亲双嵌段共聚物在选择性稀溶液中自组装形态的模拟退火研究

本文利用模拟退火方法模拟了双亲双嵌共聚物在选择性溶剂中的自组装过程 .研究了溶剂和聚合物之间的相互作用对处于溶液中的双嵌段共聚物聚集体的形状和大小的影响 .同时考察了球状 -杆状胶束之间的转变机制 .模拟结果表明 ,当溶剂和疏水嵌段之间的相互作用较小时 ,聚集物的形态是球状胶束 ,而且随着相互作用的增加 ,球状胶束的聚集数增加 .当溶剂和疏水嵌段之间的相互作用增加时 ,聚集物的形态将由球状变为杆状 ,并进一步变为洋葱状     

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．     

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.     

聚苯乙烯-聚丙烯酸嵌段共聚物胶束在临界温度下的有规聚集

用扫描电子显微镜对聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)嵌段共聚物在水中自组装形貌进行了观察。结果表明：外界环境和制样方法能够影响聚合物的自组装和聚集情况。0℃时,PS38-b-PAA210胶束聚集形成纺锤状结构。而在临界条件下,缓慢改变体系冷冻-解冻循环次数,则会得到这些纺锤结构的花状聚集体。认为自组装有序结构及其有序聚集体的形成借助了介质水的多晶结构的形成及其过程中产生的取向力。     

嵌段共聚物P(MAn-alt-St)m-b-PStn的制备及其水解物的自组装研究

采用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合方法合成了苯乙烯和马来酸酐的交替嵌段共聚物P(MAn-alt-St) _m-b-PSt_n,通过核磁共振仪（NMR）、凝胶渗透色谱仪(GPC)对聚合物进行了表征,确认3种不同交替段/均聚段(m/n)比例的嵌段共聚物组成分别为P(Man-alt-St)₄₉-b-PSt₇₀,P(MAn-alt-St)₄₈-b-PSt₉₇和P(MAn-alt-St)₅₀-b-PSt₁₃₁。将所制备的交替嵌段共聚物在碱性水溶液中水解后得到了两亲性嵌段共聚物,用扫描电镜（SEM）对两亲性共聚物的自组装形貌进行了研究,结果表明随着两亲性共聚物中PSt均聚段比例的增加,自组装形成的胶束形貌出现由分散的类棒状到支化状再到密集的网状转变。     

高分子链模型对两亲性二嵌段共聚物系统均匀溶液/胶束转变的影响

利用格子自洽场方法, 通过计算系统相图和比热研究在两亲性二嵌段共聚物溶液体系中高分子浓度和高分子链模型对胶束形成的影响. 结果表明, 随着高分子浓度的增加, 胶束出现的温度逐渐升高. 相对于可直接折返分子链模型, 不可直接折返分子链模型增加了体积排斥效应, 有利于均匀溶液/胶束转变的出现, 但在一定程度上限制了胶束聚集程度的增加.     

RAFT细乳液法合成PMMA-b-PS及其自组装研究

采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合方法(RAFT),在细乳液体系中合成了分子量相对可控的聚甲基丙烯酸甲酯-聚苯乙烯嵌段共聚物(PMMA-b-PS)及PMMA均聚物.用FTIR1、H-NMR、GPC对聚合物结构和组成进行了表征.用TEM观察了PMMA-b-P/PMMA在选择性溶剂四氢呋喃/环己烷中的自组装行为,发现随着均聚物含量的增加,胶束形态由分散的球形转变为球形和不规则形态的混合物,胶束尺寸也有所增大.混合溶剂中四氢呋喃的含量也对胶束形态有所影响,随着四氢呋喃含量的增加,胶束有彼此聚集的趋势,在THF含量为60%时,胶束尺寸达到大约400 nm,是实验中所观察到的最大胶束.     

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.     

使用自洽场理论研究嵌段共聚物受限在平行板间和球腔内的自组装行为

使用自洽场理论研究了二嵌段共聚物体系在一维平行板间和三维球腔内的自组装行为．研究表明,在三维球腔内受限状态下,体系可以形成多种介观结构,这些结构是在本体和一维或二维受限状态下不能观察到的．嵌段共聚物受限在球腔内自组装的相行为非常复杂,结构间的转变比一维平行板间受限状态下自组装结构的转变要复杂得多．     

两性三嵌段共聚物溶液体系的相行为

利用格子自洽场方法,通过计算系统相图和比热,研究了在对称两性三嵌段共聚物溶液体系中聚合物浓度对胶束聚集的影响.计算结果表明,随聚合物浓度的增加,胶束临界温度升高,并且在这个温度以下,胶束进一步聚集的范围和均一溶液/胶束转变的宽度都与聚合物浓度有关.     

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.     

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。     

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。     

嵌段共聚物及其自组装

嵌段共聚物有着非常强大的自组装能力,它组装成的结构给其带来的丰富的性质,成为功能高分子研究设计的首选。本文介绍了嵌段共聚物在学术上和工业上的价值以及在该领域的研究热点。着重指出嵌段共聚物自组装仍然是当今研究的热点问题。     

嵌段共聚物的自组装(一)

分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域有越来越广泛的应用.而嵌段共聚物的自组装更显示了强大的应用前景.它凭借自身独特的物理化学性质,能自组装形成小到几个纳米、大至数微米乃至更大尺寸范围内的、丰富多彩的形态结构.同时,它的自组装形态能在较弱的外场作用下,作出较强的响应,从而能更好地实现其体系自组装行为的调控.