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本文采用实空间数值求解自洽场方程组的方法,系统地研究了二嵌段共聚物/均聚物共混受限体系平衡时的相形态,以及蝌蚪形两亲分子在选择性溶剂中的自组织态,着重讨论了各组分的百分比、以及组分间相互作用参数的大小(相分凝程度)等对相形态的影响。主要内容如下:
1,我们运用自洽场理论系统地研究了受限于两中性板之间的AB嵌段共聚物和C均聚物共混体系平衡时的相形貌。通过改变AB嵌段共聚物的体积分数和AB嵌段共聚物中A所占的链段百分比,详细讨论了该体系的自组装行为。结果发现共混体系平衡态的相形貌在一系列不同的相结构间转变。对于不同的链段百分比和体积分数,AB嵌段共聚物可以形成六角柱状结构,以及平行或垂直于两板的层状结构。之所以会自组装成这些有序的微观相结构是由于熵、两中性板和界面能相互影响的结果。
2,我们运用扩展的自洽场和密度泛函理论(SCF/DFT),研究了ABC蝌蚪形两亲分子在稀水溶液中的自组织态,其中蝌蚪形两亲分子是由线形嵌段共聚物链AB嫁接到球形纳米颗粒C上构成的。与线形ABC两亲分子相比,蝌蚪形两亲分子的自组织态有着很大的不同,这主要是由于它们的几何结构差异造成的。在粒子亲水时,各组分间弱分凝条件下,蝌蚪形两亲分子自组装成胶球状形貌;而在强分凝条件下,随着线形链疏水性的增强,两亲分子的自组织态由胶球状转变成了四角、三角状形貌,其中嵌段B主要分布在各角上。通过改变各组分的疏水性,在嵌段A亲水时,粒子呈平行棒状或小方块状分布在胶球中。