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两亲性星形三嵌段共聚物在稀溶液中的自组装

作　者: 王冬
导　师: 何学浩
学　校: 天津大学
专　业: 材料化学工程
关键词: 两亲性星型三嵌段共聚物自洽场自组装
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文用高分子体系的自洽场理论方法对两亲性星型三嵌段共聚物在稀溶液中的自组装行为进行了计算机模拟研究。在研究体系微相分离所形成的相结构时,主要通过改变亲液组分,疏水组分的链长,三组分之间的相互作用参数,聚合物的浓度等来观察其自组装形成的不同微相结构,并研究其成相的规律,找出一些特殊结构的形成过程。在分析链长对微相分离的影响时,发现在其他参数不变,而单独增大链长时,各组分之间的相互作用也在增大,相分离变得更加局部化,体系更容易发生相分离。同时和实验上所得出的相结构做了比较,发现了和实验研究中有相同的带有尾巴的囊泡结构,但是与他们不同的是,在这组参数条件下,计算机通过足够长时间的计算,这种带有尾巴的囊泡结构并不是最终稳定存在的结构,而是一种中间的过度结构,最后这种结构逐渐消失,转化成片状的层形结构。此外,还发现了实验中没有出现由条带形胶束连接囊泡成空间网状结构等,这些结构对实验研究都有一定的预测性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章文献综述  7-13
  1.1 嵌段共聚物简介  7
  1.2 嵌段共聚物自组装简介  7-9
  1.3 嵌段共聚物自组装的应用  9
  1.4 研究嵌段共聚物自组装的理论方法  9-11
    1.4.1 强分相理论  9-10
    1.4.2 弱分相理论  10
    1.4.3 自洽场理论  10-11
  1.5 研究嵌段共聚物组装常用的计算机模拟方法概述  11-13
    1.5.1 Monte Carlo 模拟(MC)  11-12
    1.5.2 耗散动力学(DPD)  12-13
第二章两亲性星形三嵌段共聚物在稀溶液中的自组装  13-22
  2.1 研究背景  13-18
    2.1.1 两亲性嵌段共聚物简介及其自组装行为概述  13
    2.1.2 三嵌段共聚物的模拟研究进展  13-15
      2.1.2.1 线性ABC嵌段共聚物  13-14
      2.1.2.2 星形ABC嵌段共聚物  14-15
      2.1.2.3 其他形状嵌段共聚物  15
    2.1.3 实验研究方面进展  15-17
    2.1.4 本课题研究体系的设计的基本思想  17-18
  2.2 自洽场理论在本课题中的应用  18-22
第三章结果与讨论  22-42
  3.1 模拟参数的设定及说明  22
  3.2 模拟参数的调试及分析  22-28
    3.2.1 三组分的链长相同并改变其值  22-23
    3.2.2 改变亲液组分的链长  23-25
    3.2.3 改变疏液组分的链长  25-27
    3.2.4 改变χ值  27-28
  3.3 数据分析  28-41
    3.3.1 相分离过程中自由能的变化趋势  28-37
    3.3.2 相分离过程中各组分的能量变化  37-38
    3.3.3 聚合物，溶剂和整个体系熵的变化  38-39
    3.3.4 序参量变化  39-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章结论与展望  42-44
  4.1 结论  42
  4.2 展望  42-44
参考文献  44-50
致谢  50

两亲性星形三嵌段共聚物在稀溶液中的自组装

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