基于嵌段聚合物膜高级皱纹结构制备

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交

2、论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要有序高分子薄膜材料由于其特征尺度和结构特征以及对外场的响应特性，成为高分子科学研究的热点。其中，嵌段聚合物的微相分离、薄膜表面起皱作为制造纳米器件和模板的新手段得到了广泛的关注。本论文以弹性体PDMS为基底，嵌段聚合物PS-b-P4VP为上层薄膜构筑了软硬复合体系，提供了两种制备高级结构的方法。着重研究了嵌段聚合物在不同基底上的微相分离情况，以及皱纹周期、形貌的调控，从而实现了高分子表面有序微结构的构筑与调控。方法一是首先通过溶剂诱导的方式获得嵌段聚合物

3、薄膜规整的微相分离结构，然后利用模板对薄膜起皱的限域效应，通过调控模板的周期准确调控了压印所得皱纹的形貌及周期。方法二是先在经过水溶性高分子修饰的玻璃基底上得到具有规整微相分离结构的嵌段聚合物薄膜，此薄膜转移至单向拉伸的PDMS上得到取向的皱纹，通过控制PDMS的拉伸率调控了皱纹的周期；通过对PDMS进行选区OP处理，再进行膜转移，得到了周期具有选区性的皱纹形貌。如此便得到同时在纳米尺度上有序的孔洞状结构和微米尺度上的规则皱纹的高级复合微结构。关键词：嵌段聚合物；皱纹；高级结构ABSTRACTThemicrophaseseparationofblockcopolymer(BC

4、P)andsurfacewrinklinghaveemergedasnewstrategiestogeneratewell-definedmicrostructuresthatcouldbeutilizedinavarietyofapplicationssuchasnanoscaledevicefabricationandtemplates.Inthiswork,wehavefabricatedaBCP/PDMSbilayersystemandpresentedtwomethodstopatternpolymersurfacesatdifferentlengthscalesr

5、angingfromnanometertomicrometer.ItisdemonstratedthathierarchicalpatternwithregularlateralordercanbeproducedbycombiningthemicrophaseseparationofBCPwithsurfacewrinklingprocessinthissystem.WediscussthemicrophaseseparationofBCPondifferentsubstrates,themodulationofwavelengthandmorphologyoftheres

6、ultingwrinkles.Inmethod1,confinement-inducedwrinklingstrategyisused.ByvaryingthewavelengthofPDMStemplates,weobtainwrinkleswithdifferentwavelengthandmorphology.Inmethod2,wecombinethinfilmtransferwiththeselectiveexposureofthepre-strainedPDMStogeneratehierarchicalstructure.Bychangingthepre-str

7、ainandexposureduration,variouswrinklepatternsareobtained.Meanwhile,well-definedcylinder/holenanostructures,resultingfromtheBCPmicrophaseseparation,arelocatedonthesinusoidalsurfacewrinkleswiththemicro-sizedperiodicity.KEYWORDS：Blockcopolymer;wrinkle;Hiera