两嵌段共聚物的软受限相行为研究

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1、分类号：密级：无UDC：单位代码：10118山西师范大学研究生硕士学位论文两嵌段共聚物的软受限相行为研究王煜指导教师张进军教授山西师范大学化学与材料科学学院申请学位级别理学硕士专业名称化学论文提交日期2014年4月10日论文答辩日期2014年5月12日学位授予单位山西师范大学学位授予日期年月日答辩委员会主席许小红教授评阅人徐丙振教授刘福虎教授2014年4月10日独创声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，学位论文的知识产权属于山西师范大学。除了文中特别加以标注的地方外，论文中不包含其他人已经发表或

2、撰写过的研究成果，也不包含为获得山西师范大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。本声明的法律后果将完全由本人承担。作者签名：签字日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解山西师范大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山西师范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网络出版，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：签字日期：导师签字：签字日期：摘要论文题目:两嵌段共聚物的软受

3、限相行为研究专业:化学硕士生：王煜签名：指导教师：张进军签名：摘要在如今这个高分子时代，嵌段共聚物作为高分子体系的一个重要分支，其自组装的研究已经成为重要的研究领域之一。受限体系下的嵌段共聚物的自组装形貌非常丰富，在受限界面处接枝聚合物刷形成软受限环境，能更有效地影响嵌段共聚物的相行为，对于新的微观结构的构造、微加工技术和新型的纳米材料的设计都有良好的促进作用。本文采用实空间数值求解自洽场方程组的方法，分别研究了两嵌段共聚物受限在模板化的聚合物刷板间以及方形软孔内的自组装相行为，重点讨论了嵌段共聚物的对称性、聚合物刷的浓度以及体系的相互作用

4、参数对体系相行为的影响。首先，我们研究了AB两嵌段共聚物受限在模板化的聚合物刷板间的相行为，发现了在传统的硬板受限和平板聚合物刷受限下未曾发现的新颖结构。在五种聚合物刷模板下，改变嵌段共聚物的对称性，系统会从柱状相结构向层状相结构过渡，两个嵌段不对称时，发现了六角柱状结构和纵向排列的三列柱状结构。两个嵌段近乎或完全对称时，体系均形成了有序的畴形貌，值得一提的是A嵌段形成了柱状与四层波浪状这样的新颖结构。接着我们改变聚合物刷的浓度，发现聚合物刷浓度的微小变化会引起体系畴形貌很大的改变，形成了有序的平行条状和柱状交替的结构以及平行层状结构，并且

5、在此种聚合物刷模板下给出了体系的相图。我们还改变了体系的相互作用参数，得到了与图相对应的相互作用参数的范围。其次，我们研究了AB两嵌段共聚物受限在方形软孔中的相行为，我们同时考虑了纳米孔的不同形状和界面性质对体系相行为的影响，分别讨论了正方软孔和长方软孔受限这两种情况。在正方软孔受限体系中，改变A嵌段的体积分数，系统会有从柱状相结构到同心方环结构再到柱状相结构的过渡过程，而且发现了四方柱状结构。接着我们改变聚合物刷的浓度，发现当两个嵌段对称时，系统均形成了同心方环结构，随着聚合物刷浓度的依次减小，方环的数目依次增大。而当两个嵌段非常不对称时

6、，系统都形成了1山西师范大学学位论文柱状相结构，随着聚合物刷浓度的增大，柱状结构的层数呈现减小的趋势，也发现了四方柱状结构，并且做出了随着聚合物刷的浓度和A嵌段的体积分数增加时体系的相图。我们还改变了体系的相互作用参数，得到了与图相对应的相互作用参数的范围。在长方软孔受限体系中，我们讨论了改变方孔的宽度对系统自组装相行为的影响。当两个嵌段对称时，系统均形成了同心方环结构，随着方孔宽度的减小方环的数目依次减少，而当两个嵌段非常不对称时，系统都形成了柱状相结构，随着方孔宽度的减小柱状相结构的层数逐渐减少直至一层。综上所述，我们的结果对于进一步开

7、展相应的实验工作具有一定的指导作用，而且形成的新颖结构对工业上合成新材料也有一定的帮助。【关键词】嵌段共聚物聚合物刷软受限自洽平均场理论实空间方法【论文类型】基础2AbstractTitle:TheInvestigationofPhaseBehavioroftheDiblockCopolymerunderSoftConfinementMajor:ChemistryName:WangYuSignature：Supervisor:Jin-junZhangSignature：AbstractIntheeraofpolymers,blockcopo

8、lymerasanimportantbranchofpolymersystem,it’sresearchofself-assemblyhasbecomeoneoftheimpor