介观动力学模拟嵌段聚合物:形貌与动力学

用介观动力学方法对聚氧丙烯-聚氧乙烯(PPO-PEO)类嵌段聚合物溶液进行了模拟研究,由该方法可直接得到聚合物水溶液体系的三维不规则介观形貌与动力学演变过程。该文讨论了聚合物溶液浓度及嵌段聚合物组成等因素对溶液介观形貌和体系性质的影响,讨论了聚合物溶液体系的动力学演变过程以及相互作用参数和聚合物组成对其影响。研究结果表明,随着溶液浓度、疏水组分的减少,体系的介观形貌逐渐从凝胶向胶束状态过渡;聚合物水溶液介观形貌的形成可分为两个阶段:溶液体系很快形成凝胶或胶束形貌并在此后相对较长的时段内形貌发生微变,使体系能量不断降低,趋向平衡状态;聚合物PPO组分的增多或相互作用参数的增加,疏水核越容易形成,介观相分离越快。     

基团转移嵌段共聚规律及二元嵌段聚合物合成…

研究了各类单体基团转移聚合嵌段共聚的基本规律，发现当不同种类ＧＴＰ单体混合投料时，不能得到无规共聚物，只能得到活性最大单体的均聚物。嵌段共聚的合理加料顺序依次为：甲基丙烯酸酯类、丙烯酸酯类、丙烯腈。实验结果表明甲基丙烯酸酯类ＧＴＰ活性链端（１）比丙烯酸酯类ＧＴＰ活性链端（２）的引发活性高。而异构化失活的速度是２大于１。此外，还俣成和表征了一系列二元嵌段共聚物。     

PP与PA6共混相容性的分子、介观动力学模拟

运用分子动力学(MD)和介观动力学(Meso Dyn)方法,分别从微观和介观层面研究不同PP/PA6(10/90、30/70、50/50、70/30、90/10)共混比的相容性和结构相貌。MD模拟中比较Flory-Huggins参数(χAB)和临界作用参数(χC)以及分子间C-C原子对径向分布函数。结果显示:当PP/PA6混合比为10/90和90/10时相容性较好,其他混合比的相容性很差。为获得介观层次混合体系的相貌结构,运用Meso Dyn方法研究混合物平衡态的等密度图并计算混合物的有序度参数,结果发现:PP/PA6共混比为10/90和90/10时混合物有序度参数略小于0.1;而其他混合比体系的有序度参数都大于0.1,介观模拟得到的结果和微观模拟的结果高度一致,验证了计算机模拟的准确性。     

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．     

两亲性嵌段聚合物稠油降粘剂的合成与性能评价

稠油降粘冷采是一种重要的稠油开采方式。本工作设计并合成了一种两亲性嵌段聚合物降粘剂HPAM/AOS。该降粘剂具有较高的表面活性,且其亲水嵌段中含有大量极性基团,使其同时具有较强的乳化能力及稠油亲和性,从而有效提高了降粘效果。利用旋滴界面张力仪、电稳定性测定仪及激光粒度分析仪等测定了降粘剂对稠油的乳化能力,通过Zeta电位仪测定降粘剂对稠油的亲和性。结果发现,与HPAM相比,HPAM/AOS油水界面张力降低了98.2%,达0.007 mN.m^-1;破乳电压提高了104.9%,达420 V。与AOS相比,HPAM/AOS稠油乳液Zeta电势绝对值降低了75.3%,为-17.8 mV,具有更强的稠油亲和性。总体上,与HPAM及AOS相比,HPAM/AOS稠油降粘率分别提升了74.2%及48.7%,降粘效果明显。     

含腙键透明质酸-右旋糖酐嵌段聚合物的合成

采用生物可降解、无毒性的透明质酸以及右旋糖酐40等原料分别合成透明质酸酰肼(HA-NHNH_2)与氧化右旋糖酐40(Odex 40),并通过氧化度测定,确定了合成Odex 40的最优方法.将上述2种物质进行反应,合成得到含腙键的透明质酸-氧化右旋糖酐嵌段聚合物(HA-Hz-Odex).通过核磁共振波谱实验表明成功合成了含腙键的嵌段聚合物HA-Hz-Odex.     

掺杂无机性纳米粒子的嵌段聚合物体系的场理论模拟研究

自洽场理论(SCFT)是目前国内外研究纳米粒子聚合物复合材料以及聚合物材料的重要研究理论之一,基于自洽场理论对掺杂有无机性纳米粒子的AB嵌段聚合物体系进行场理论自组装模拟。对无机性纳米粒子AB嵌段聚合物体系中的纳米粒子与AB嵌段聚合物之间的相互作用势,本文引入一个势函数u(r),然后对体系进行自洽场理论分析和计算模拟。通过对纳米粒子半径、浓度对体系平衡态影响的计算模拟研究发现:当纳米粒子浓度、半径逐步增大时,其纳米粒子表面与聚合物的分布方式从层状式分布逐步过渡到发散式分布;同时还研究发现无机性纳米粒子嵌段聚合物体系中的A、B嵌段聚合物浓度对纳米粒子的分布情况无影响。综述以上的结果验证无机性纳米粒子/嵌段聚合物体系中纳米粒子的表面效应和体积效应对体系的平衡态有很大的影响。     

eROP结合ROMP合成嵌段聚合物PCL-b-PB-b-PCL

采用新型化学酶法——开环易位聚合反应(ROMP)与酶促开环聚合反应(eROP)联用合成嵌段聚合物PCL-b-PB-b-PCL,用核磁共振氢谱(1 H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和差示扫描量热法(DSC)表征产物的结构并进行性能测试.结果表明:GPC数据向高分子量移动,即成功合成了嵌段聚合物;嵌段聚合物可完全水解,且GPC数据向低分子量移动,表明该方法可行、有效.     

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。     

嵌段聚合物与离子液体、水三组分体系的相行为

离子液体凭借其自身的优点被人们称作＂可设计型溶剂＂.文章利用偏光显微镜和小角X射线散射技术,考察了三嵌段聚合物P123在离子液体与水形成的双极性混合溶剂中的相行为,并对所形成的有序结构进行了分析.     

一类供体-受体双嵌段丙烯酸酯聚合物的合成及性能

利用原子转移自由基聚合（ATRP）法合成了一种新的供体-受体双嵌段聚合物聚对（二苯胺基）苯乙烯-聚（2-（2-蒽醌甲酰氧基）甲基丙烯酸乙酯（P1-b-P2）。供体段是富电子的三苯胺段,受体段是缺电子的蒽醌段。该双嵌段聚合物的单体结构通过核磁（NMR）加以表征,聚合物通过凝胶渗透色谱（GPC）、差示扫描量热法(DSC)、紫外光谱（UV-vis）、荧光光谱（PL）和循环伏安（CV）法加以表征。GPC和紫外吸收测试表明聚合物数均分子量约为7600,最大吸收波长为305nm,CV测试计算发现受体段比供体段长,与GPC测试结果一致,表现出更好的受体性能。     

两亲性嵌段共聚物MPEG-b-PS的合成与表征

以单分散的甲氧基聚乙二醇和α-溴代异丁酰溴为原料,通过酰溴化反应制备了大分子引发剂MPEG-Br,并以此为引发剂,CuCl/2,2’-联吡啶为催化体系,采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法制得了分子量可控且分子量分布窄的两亲性嵌段共聚物,通过1H-NMR、FT-IR、GPC等测试手段对其结构进行了表征,同时对其反应活性进行了确认.     

二嵌段共聚物-(PPP)m-(PT)n-电子结构性质研究

建立了描述二嵌段共聚物-(PPP)m-(PT)n-的紧束缚模型,研究了基态下均聚物单体对体系电子结构性质的影响,研究发现可以通过改变均聚物的尺度、配比或界面耦合强度对共聚物能带结构加以调制．     

介观RLC电路的量子化及量子涨落

借助于热库与LC系统耦合的模型,介绍了一种介观RLC电路的量子化方法.在此基础上,计算了电荷、电流在不同态中的量子涨落.电荷、电流的平均值与相干态的本征值有关,但量子涨落却与相干态的本征值无关.     

Synthesis and characterization of amphiphilc block copolymer poly(methyl acrylic acid)-block-polytetrahydrofuran

Under the specially designated condition the polymerization of both tetrahydrofuran (THF) and tert-butyl methacrylate (tBMA) is a living one. The diblock copolymer, poly(tert-butyl methacrylate)-block-polytetrahydrofuran (PtBMA-b-PTHF), was successfully synthesized by means of the coupling reaction of living cationic PTHF+, SbF6- with living anionic PtBMA-, Li+. LiCl, which has a beneficial effect on the molecular weight distribution (MWD) in the anionic polymerization of (meth)acrylates, hinders the coupling reaction of living chains and cannot be used in the preparation of tBMA precursor. The hydrolysis of the aforementioned diblock copolymer under acid condition results in the amphiphilic diblock copolymer, i.e. poly(methyl acrylic acid)-block-polytetra- hydrofuran (PMAA-b-PTHF). The diblock copolymers were characterized with GPC and IR.     

水溶液中两嵌段共聚物胶束的制备与表征

利用Novozyme-435酶催化2,2-双（羟甲基）丙酸苄基酯与癸二酸的缩聚反应,再在同一体系中加入己内酯进行酶催化开环反应。反应监测结果表明了,利用酶催化,两种不同的聚合反应在同一反应容器中成功进行并生成了嵌段聚合物。利用动态光散射仪测定了此嵌段聚合物在水溶液中的自纽装形成胶柬的行为,并利用原子力显微镜观察了固定化后的胶束的形貌。     

线性谐振子的能级宽度和测不准关系

应用准经典粒子理论和量子力学测不准关系,得到了线性谐振子的能量测不准公式;应用该公式到介观系统得到了线性谐振子的能级宽度,指出线性谐振子最小能级宽度即为其零点能;同时精确给出了线性谐振子测不准公式表达式。     

蛋白基柔性材料的介观重构及其光电子器件

自然界中的蛋白质材料具有天然丰度、多种化学成分、可调控的性能、优异的生物相容及可降解性能等特点,为柔性光电子器件的发展提供了新的机遇.然而,蛋白质化学稳定性差、机械柔性不可控等缺点使得传统加工技术难以应用在其表面,严重制约了其在柔性电子领域的应用.本文首先以丝蛋白和角蛋白为例介绍了天然蛋白材料的介观重构以及加工技术,阐述了天然蛋白质材料的多级网络结构与其物理性能的关系.在此基础上,侧重介绍它们在柔性传感、发光、晶体管及存储等器件中的应用,最后展望了蛋白基柔性材料在光电子器件发展中所面临的挑战以及发展机遇.